室外防雨无线音柱 RDS数字调频发射机

天馈系统天馈系统 室外防雨无线音柱铝合金增强型天线RDS数字调频发射机
天馈系统是指天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。人们规定：电场的方向就是天线极化方向。一般使用的天线为单极化的。下图示出了两种基本的单极化的情况：垂直极化和水平极化。
1.天线工作原理及作用是什么？
2.天线有多少种类？
3.如何选择天线？
4.什么是天线的增益？
5.什么是电压驻波比？
6.什么是天线的方向性？
7.如何理解天线的工作频带宽度？
8.如何选取电缆及电缆长度？
9.如何选择天线安装地点？
10.天馈系统应如何安装？
11.天馈系统如何防水？
12.如何检测天馈系统？
概述
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最
  
天馈系统
大方向的天线称为定向天线。全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。
天馈系统主要包括天线和馈线系统两大类。
天线主要包括
a) 吸盘天线：价格适中、安装方便、增益适中，适合于安装在移动车辆上，或吸附在金属物体上。一般增益在2.6dB、5 dB等几种。
b) 防盗天线：价格适中、安装方便、增益同吸盘天线，安装在金属箱体外时从箱体外无法拆除，故名为防盗天线。
c) 低增益全向天线：增益为3.5dB，安装需有固定支架，适合远距离多点传输。
d) 高增益全向天线：增益为8.5dB，安装需有固定支架，适合远距离多点传输。
e) 定向天线：增益很高，为12dB，安装需有固定支架，适合远距离固定方向传输。
馈线主要包括
a) 50―3（阻抗50Ω,截面3）的馈线损耗为0.2dB/m.
b) 50―7（阻抗50Ω,截面7）的馈线损耗为0.1dB/m
c) 50―9（阻抗50Ω,截面9）的馈线损耗为0.07dB/m。
馈线是连接电台与天线的重要设备。不同粗细、不同质量的馈线对通信距离会产生很大的影响。
信号在馈线里传输，除有导体的电阻性损耗外，还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。
因此，应合理布局尽量缩短馈线长度。
编辑本段电馈系统原理
传输线的特性阻抗
无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗，用Ｚ0 表示。 同轴电缆的特性阻抗的计算公式为：Ｚ0＝〔60/√εr〕×Log ( D/d ) [ 欧] 式中：D 为同轴电缆外导体铜网内径；d 为同轴电缆芯线外径；εr为导体间绝缘介质的相对介电常数。通常Ｚ0 = 50 欧 ，也有Ｚ0 = 75 欧的。 由公式不难看出，馈线特性阻抗只与导体直径D和d以及导体间介质的介电常数εr有关，而与馈线长短、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗无关.
介质损耗
信号在馈线里传输，除有导体的电阻性损耗外，还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。因此，应合理布局尽量缩短馈线长度。
单位长度产生的损耗的大小用衰减系数 β 表示，其单位为 dB / m （分贝／米），电缆技术说明书上的单位大都用 dB / 100 m（分贝／百米）。 设输入到馈线的功率为Ｐ1 ，从长度为 L（m ）的馈线输出的功率为Ｐ2 ，传输损耗TL可表示为：TL ＝ 10 ×Lg ( Ｐ1 /Ｐ2 ) ( dB )
衰减系数为：β ＝ TL / L ( dB / m )
例如， NOKIA 7 / 8英寸低耗电缆， 900MHz 时衰减系数为 β ＝ 4.1 dB / 100 m ，也可写成β ＝ 3 dB / 73 m ， 也就是说， 频率为 900MHz 的信号功率，每经过 73 m 长的这种电缆时，功率要少一半。而普通的非低耗电缆，例如， SYV-9-50-1， 900MHz 时衰减系数为 β ＝ 20.1 dB / 100 m ，也可写成 β ＝ 3 dB / 15 m ， 也就是说， 频率为 900MHz 的信号功率，每经过15 m 长的这种电缆时，功率就要少一半。
匹配概念
什么叫匹配？简单地说，馈线终端所接负载阻抗ＺL 等于馈线特性阻抗Ｚ0 时，称为馈线终端是匹配连接的。匹配时，馈线上只存在传向终端负载的入射波，而没有由终端负载产生的反射波，因此，当天线作为终端负载时，匹配能保证天线取得全部信号功率。当天线阻抗为50欧时，与50欧的电缆是匹配的，而当天线阻抗为80欧时，与50欧的电缆是不匹配的。
,如果天线振子直径较粗，天线输入阻抗随频率的变化较小，容易和馈线保持匹配，这时天线的工作频率范围就较宽。反之，则较窄。在实际工作中，天线的输入阻抗还会受到周围物体的影响。为了使馈线与天线良好匹配，在架设天线时还需要通过测量，适当地调整天线的局部结构，或加装匹配装置。
反射损耗
前面已指出，当馈线和天线匹配时，馈线上没有反射波，只有入射波，即馈线上传输的只是向天线方向行进的波。这时，馈线上各处的电压幅度与电流幅度都相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗.
而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就只能吸收馈线上传输的部分高频能量，而不能全部吸收，未被吸收的那部分能量将反射回去形成反射波。
电压驻波比 在不匹配的情况下, 馈线上同时存在入射波和反射波。在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Ｖmax ，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Ｖmin ，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称为行驻波。
反射波电压和入射波电压幅度之比叫作反射系数，记为 R ‑i@ `$CN
反射波幅度 （ＺL－Ｚ0） ~,_5w7|0u,[
R ＝ ───── ＝ ─────── ''iy$oL!b
入射波幅度 （ＺL＋Ｚ0 ）
波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比，记为 VSWR
波腹电压幅度Ｖmax （1 + R）
波节电压辐度Ｖmin （1 - R）
终端负载阻抗ＺL 和特性阻抗Ｚ0 越接近，反射系数 R 越小，驻波比VSWR 越接近于１，匹配也就越好。 爱立信
天馈系统就天线系统和馈线系统的合称.
编辑本段天馈系统知识问答
天线工作原理及作用是什么？
答：天线作为无线通信不可缺少的一部分，其基本功能是辐射和接收无线电波。发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电磁波转换为高频电流。
天线有多少种类？
答：天线品种繁多，主要有下列几种分类方式：
按用途可分为基地台天线（base station antenna）和移动台天线（mobile portable antennas）
按工作频段可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波；
按其方向可划分为全向和定向天线；
如何选择天线？
答：天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信系统的指标，用户在选择天线时必须首先注重其性能。具体说有两个方面，第一选择天线类型；第二选择天线的电气性能。选择天线类型的意义是：所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求；选择天线电气性能的要求是：选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。因此，用户在选择天线时向厂家联系咨询。
什么是天线的增益？
答：增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播的距离越远，一般基地台天线采用高增益天线，移动台天线采用低增益天线。
什么是电压驻波比？
答：天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成的磁波，其相邻电压的最大值和最小值之比是电压驻波比，它是检验馈线传输效率的依据，电压驻波比小于1.5，在工作频点的电压驻波比小于1.2，电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放管，影响通信系统正常工作。
电压驻波比 1.0 1.1 1.2 1.5 2.0 3.0
反射功率% 0 0.2 0.8 4.0 11.1 25.0
传输功率% 100 99.8 99.2 96 88.9 75.0
什么是天线的方向性？
答：天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。
如何理解天线的工作频带宽度？
答：天线的电参数一般都于工作频率有关，保证电参数指标容许的频率变化范围，即是天线的工作频带宽度。一般全向天线的工作带宽能达到工作频率范围的3-5%，定向天线的工作带宽能达到工作频率的5-10%。
如何选取电缆及电缆长度？
答：移动通信系统常使用特性阻抗为50欧的同轴电缆作为馈线。为了有效地把电波传输到天线接口，应尽量减小馈线的传输损耗。传输损耗取决于电缆的直径和长度，同一频率下电缆直径越大，损耗越小，电缆越长损耗越大，原则上，要求电缆的传输损耗不宜超过3分贝。下表列出常用电缆的衰减值（db/m），用户可根据自已情况，合理选择电缆型号及长度。
频率型号 150MHz 400MHz 900MHz
SYV-50-7 0.121 0.203 0.295
CTC-50-7 0.060 0.100 0.165
CTC-50-9 0.050 0.085 0.135
CTC-50-12 0.040 0.060 0.105
进口10D-FB 0.040 0.070 0.110
如何选择天线安装地点？
答：由于地形和环境的影响，天线接收到的电磁波是直射波、反射波及散射波的叠加，其结果决定了接收点处的场强幅度和相位，并直接影响天线的应用效果。因此，选择天线架设位置应注意以下几个方面：
1、 天线的发射或接收方向应避开障碍物（楼房、铁塔、桥梁等）；
2、 天线架设地点应尽量远离干扰源（高压线、航线、铁塔、公路等）；
3、 天线应尽量架设在附近的制高点：
4、 如有几付天线同在一个铁塔上工作，应特别注意它们之间的左右和上下的间距，以防相互耦合影响系统性能。
天馈系统应如何安装？
答：首先将天线、馈线和配套零部件按产品说明的要求组装好，然后在天线的支撑位置，用卡具固定于塔杆的天线支架上，并使天线与塔杆的平行间距大于使用波长，减少塔杆对天线性能的影响。在天线端口处，将馈电线用连接器（或称电缆头）与天线接好，弯一个直径约五十倍于馈电线直径的圆环固定于天线支架上，避免连接器部位直接受力而断线或损坏。
天馈系统如何防水？
答：天线与馈电线主要是靠连接器连接，采用自粘性橡胶密封带，将其拉伸后，以半搭形式缠绕在接连器上，可起到良好的密封防水作用。另外，在馈电线进入室内处弯一个返水弯，可避免雨水沿馈电线进入室内设备。
如何检测天馈系统？
答：天馈系统架设好后，应由专业技术人员使用专用检测仪器进行检测。通常可在发射机和天馈系统之间串接通过式功率计，检验设备发射机功率和反射功率的大小来判断系统工作是否正常。
 
 
 移动通信基站天线是手机用户用无线与基站设备连接的信息出（下行、发射）入（上行、接收）口，是载有各种信息的电磁波能量转换器。基站 发射时，调制后的射频电流能量经基站天线转换为电磁波能量，并以一定的强度向预定区域（手机用户）辐射出去；手机用户信息经调制后的电磁波能量，由基站天线接收，有效地转换为射频电流能量，传输至主设备。基站天线是电磁波传输的第一道空中闸口，它性能的好坏，严重影响到移动通信的质量。
    由于天线是开放的分布参数电路，属于“运动电磁场”范畴，而集中参数元件（电阻、电感、电容、导线等）构成的电路，属于“电路”范畴。电磁场看不见，摸不着，看似简单，但其理论计算及测试手段比电路复杂得多。天线专业的这一特点，以及移动通信的特定覆盖要求，使移动通信基站天线具有高技术特点。加之，基站天线的室外高空使用环境恶劣，对其可靠性又提出了更高的要求。高技术加上高可靠性要求，使进入基站天线制造业的门槛较高，没有强的技术实力和资金实力，是很难进入的。

通信天线的原理
    通信天线作为无线通信不可缺少的重要部分，其基本功能是辅射和接收无线电波。发射时，把高频电流转换为电磁波：接收时，把电磁波转换为高频电流。
通信天线的种类
    按用途可分为基地台天线(base station antenna)和移动天线(mobile and portable antennas)；按工作频段可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波天线；按其方向性可划分为全向和定向天线；按其结构特性可划分为线天线和面天线。
怎样选择通信天线
    天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信的质量，用户在选择天线时必须首先注重其性能。具体说有两个方面，第一选择天线类型；第二选择天线的电气性能。选择天线类型的意义是：所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求；选择天线电气性能的意义是：选择使用天线的频率、带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。因此，用户在选择天线时向厂家联系咨询。
    
通信天线基本的性能指标
天线的增益
    增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播的距离就越远。一般基地台天线采用高增益天线，移动台天线采用低增益天线。
天线的电压驻波比
    天线输入阻抗与馈线的特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波，其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比。它是检验馈线传输效率的依据。电压驻波比与功率关系如下表。本公司产品符合国家标准，在工作频段的电压驻波比小于1.5，在工作频点电压驻波比小于1.2。电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放管，影响通信系统正常工作。
    电压驻波比 1.0 1.1 1.2 1.5 2.0 3.0
    反射功率% 0.0 0.2 0.8 4.0 11.1 25.0
    传输功率% 100 99.8 99.2 96 88.9 75
天线的方向性
    天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台站。另外，我们可以采用一些技术使全向天线略带方向性，根据使用现场地形的需要使方向图成为椭圆形、扇形、心形等，这样使天线的应用就更加灵活，效率更加提高。定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增 益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰力比较强。
天线的工作频带宽度
    天线的电参数一般都与工作频率有关，保证电参数指标容许的频率变化范围，即是天线的工作频带宽度。对于线天线常采用的阻抗特性，即电压驻波比小规定值下的频率连续段为天线的工作带宽。一般全天线的工作带宽能达到工作频率的3-5%，定向天线的工作带宽能达工作频度的5-10%。通常，宽频带天线工作频率范围大，适用于多频点通信系统共用；窄频带天线抗干扰能力强，相对增益高，适用于单频点通信系统使用。
 
通信天线系统的选择与安装
通讯电缆的选取
    移动通信系统常使用特性阻抗为50Ω的同轴电缆作为馈线。为了有效地把电 波传输到天线端口，应尽量减少馈线的传输损耗。传输损耗取决于电缆的直径和长度，同一频率下电缆直径越大，损耗越小，电缆越长损耗越大。原则上，要求电缆的传输损耗不宜超过3分贝。用户可根据自己情况，合理选择电缆类型以及长度。
天线安装地点的选取
    由于地形和环境的影响，天线接收到的电磁波是有效直射波与反射波、绕射波及散射波的叠加，其结果决定了接收点的场强幅度和相位，并直接影响天线的应用效果。因此，选择天线架设位置应注意以下几个方面： 
    天线的发射或接收方向应避开障碍物(楼房、铁塔、桥梁等)； 
    天线架设地点尽量远离干扰源(高压线、航线、铁路、公路等)； 
    天线应尽量设在附近的制高点； 
    如有几付天线同在一铁塔上工作，应注意它们之间的左右和上下的间距，以防相互耦合影响系统性能。
天馈系统的安装
    首先将天线、馈线和配套零部件按产品说明的要求组装好，然后在天线的支撑位置，用卡具固定于塔杆的天线支架上，并且使天线与塔杆的平行间距大于使用波长，减少塔杆对天线性能的影响。在天线端口处，将馈电线用连接器(或称电缆头)与天线接好，弯一个直径约五十倍馈电线直径的圆环固定于天线支架上，避免连接器部位直接受力而断线或损坏
  
影响天馈系统的常见因素
受水和雷电的干扰
    天线和馈电线本身都有很好的防水、防腐蚀性能，我们所指的主要是天馈系统室外连接部位的防水和防潮湿。天线与馈电线主要是靠连接器连接，采用自粘性橡胶密封带，将其拉伸，以半搭形式缠绕在连接器上，可起到良好的密封防水作用。另外在馈电线进入室内处弯一个返水弯，可避免雨水沿馈电线进入室内设备。天线一般都架设在室外较高的位置，有效地防止雷电干扰和破坏，才能确保通信系统的安全工作。因此，地面设施(如铁塔、建筑物等)应有良好的接地措施，接地电阻不大于4Ω。天线应架设在塔顶避雷针的有效避雷范围内，即避雷针顶部下方45℃角覆盖面内。通信天线一般都设计成外壳直接接地型，但为防止雷电、强电感应或气候变化引起的脉冲放电对通讯设备的冲击，还应在馈电线上串接避雷装置，使通信系统更安全的工作。
受雨雪天气的影响
    电磁波在不同媒质传播其损耗也有所不同。一般来说雨雪天气比晴朗天气的散射损耗和吸收衰减增大。因此，会影响接收电平，会使通信区域变小，效果变差。随着天气转好，通信恢复正常，则说明天线系统无问题。但如果天气晴朗以后，通信效果仍不好，则应由专业人员检查该系统是否存在故障。
天馈系统的检测方法
    天馈系统架设好后，应由专业技术人员使用专用检测仪器进行检测。通常可在发射机和天馈系统之间串接通过式功率，检验设备发射功率和反射功率的大小来判断系统工作是否正常。
天馈系统常见故障及其排除方法
天馈系统的常见故障：
    1.天线的性能，参数不能满足使用要求；
    2.接头密封不严，使水汽进入馈线，影响信号发射；
    3.架设位置不合理，如太靠近干扰源等；
    4.发射机功率超过天线额定功度，使天线过载或烧毁；
    5.遭受外物撞击，改变了天线原有的结构和性能参数；
    6.电缆头焊接不牢，信号时有时无；
    7.天线波束指向偏离，天线杆或支架偏位等。
排除上述故障的方法：
    1.更换天线；
    2.更换电缆，并严格按操作要求用防水胶或自粘防水胶带；
    3.把接头处密封好；
    4.远离干扰源，天线与架设天线的塔杆相距大于使用波长；
    5.更换额定功度大的天线；
    6.送回厂家修理；
    7.重新更换电缆头，仔细焊接防止虚焊；
    8.调整天线指向，修复支架，重新紧固。