微波天線的應用與優化探討

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　　摘 要：在如今的社會無線通信領域當中，微波傳輸技術的應用越來越廣泛、越來越普遍，這對現代無線通信起到了很大的推動與促進作用，微波天線作為微波通信的核心組成部分，其直接決定著微波通信的質量與性能，因此在微波天線的應用當中，我們需要注意避免一些影響微波天線信號發射與接收的影響因素，并對微波天線的應用做出優化，這樣才能實現真正高效、穩定的微波通信?；谧陨淼膶嶋H工作經驗與學習認識，首先對微波天線在應用中應當注意避免的影響因素進行了分析，然后主要就如何對微波天線進行優化，提出了部分探討性建議，以期能為相關工作的實踐提供參考。
　　關鍵詞：微波天線;應用;影響因素;優化
　　中圖分類號：TB     文獻標識碼：A      doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.24.108
　　在整個微波通信系統當中，微波天線是最為關鍵和核心的組成部分，因為其擔負著微波信號發射與接收的重任，簡單來說就是微博通信系統的“入口”與“出口”，如果微波天線在運行過程當中，受到了干預因素的影響，或是安裝、調試沒有達到最佳狀態，其對于微波信號的發射與接收，就肯定會因此變得不穩定，甚至是不安全，對于這樣的情況我們必須要引起高度的關注和重視，并且要加強相關的研究、探討與實踐，注意規避微波天線應用當中的影響因素，對微波天線做出科學的優化。
　　1 微波天線在應用中應當注意避免的影響因素
　　1.1 地面地形因素
　　微波通信系統之所以能夠實現無線通信，其依靠的是視距傳播，就頻率來講的話，其通常保持在2GHZ到20GHz左右。微波信號的傳輸，受地理環境條件的影響較大，可能會因為多種原因，而發生程度不同的反射系數、電平損耗。在信號傳播的過程當中，微波會發生擴散傳播，如果距離越遠，其單位面積能量，就會越小，這便是我們平常所稱的“自由空間傳輸損耗”。在微波的傳輸過程當中，各種體型、結構較為高大的實體障礙物，也會對其造成明顯的影響，攔截電磁波，使微波信號出現較大的損耗。如果是平整的湖面、地面，則會將一部分的信號反射到接收天線上面，這個時候直射信號與反射信號重疊相加，相互之間就會產生抵消作用，損耗額外的能量，電平衰落這種現象的出現，在很多時候就是因為這種反射所引起的。如果微波信號的傳輸，受到了類似刀刃狀的實體障礙遮擋，其傳輸的電平衰耗，會增加6dB。如果發射和接收的微波天線之間的連線，低于了該實體障礙的頂端，電平衰減會相當的嚴重。因此在微波天線的建設、施工過程當中，需要考慮到地面地形因素所帶來的影響，予以盡量的規避。
　　1.2 地面反射因素
　　微波天線不僅僅會接收到發射天線直接傳輸的信號，同時還會接收到地面反射信號，這兩種信號的綜合，會導致兩種可能的情況出現——信號電平減小或增大，這也是我們在微波天線的應用中，需要注意考慮到的一大因素，盡量避免其對微波通信帶來負面的影響。
　　1.3 大氣因素
　　微波信號在大氣中的傳輸，同樣會受到影響，可能被吸收一部分的微波信號，出現信號衰減。而且氣候的變化，也會對微波信號帶來影響，致使微波信號的傳輸發生偏移，降低信號質量。大氣當中存在的小水滴，會使得電磁波出現散射衰落，在其頻率越高的情況下，散射衰落就會顯得更大。如在雨霧天氣中，其頻率超過了9GHz，出現的散射衰落就會相當的嚴重。而且就微波天線本身來講的話，如果其饋管密封不良，有水分滲入，還會給微波通信帶來更大的問題，直接導致通信中斷、失效。
　　2 微波天線的優化
　　2.1 分集技術
　　這種技術的主要原理，是在接收端的微波天線，對相關性不大的多路信號，進行篩選，或是對其進行合成，以此來減少多徑衰落對信號傳輸，帶來的影響。從實踐和研究情況來看，通過對這種技術的應用，能夠使信號提高20dB上下。具體來說，該技術分為空間分集、極化分集以及角度分集。
　　其中空間分集也就是天線分集，這種分集技術的應用，是最為廣泛的，具體的操作方法是先使用微波天線將信號打出去，然后再使用多面接收天線，從新將信號收集回來，最后再在收回信號的過程當中，篩選、合并信號。關鍵點是要確保信號相互獨立，不能產生相互影響，為此應當將接收天線之間的距離拉大，不能短于了半個波長;極化分集采用的是另外一種分集方式，主要的技術方法是采取垂直與水平兩種極化方法，使兩種極化衰落的特點不盡相同，然后再從中選擇信號最優的信號，從研究和實踐情況來看，通過對極化分集，能夠顯著提高鏈路容量、傳輸效率;最后是角度分集，其技術方法是借助接收端信號不同向的特點，采取多面、多角度接收天線，來對信號進行合并。從而達到增強信號強度的目的，當然這會在一定程度上增加微波天線設備本身的復雜度。
　　2.2 阻抗匹配技術
　　天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值，便是微波天線的輸入阻抗。在最佳的情況之下，饋線和天線之間的連接，是天線的輸入阻抗是純電阻，而且其還需要與饋線特性阻抗相同，因為在這樣的情況之下，饋線終端無功率反射，沒有駐波存在于饋線上，頻率的變化，引起天線輸入阻抗線性變化。阻抗匹配技術的主要作用和目的，是將天線輸入阻抗中的電抗分量，盡量完全的消除，這樣的話電阻分量就可以盡可能的接近饋線特性阻抗。為此，我們在安裝工作當中，以及維護工作當中，都需要嚴格的執行相關技術標準，確保設備自身阻抗匹配，同時還要保證各個連接件之間，接觸完全正常，防止其出現阻抗不匹配的情況。
　　3 結語
　　在如今的無線通信領域當中，微波通信具有非常重要的地位，因此我們必須要重視對微波天線的應用與優化，因為這緊緊關系著微波通信的質量和安全性。
　　參考文獻
　　[1]范麗，魏彥輝.微波天線反射面均方根測量系統研究與應用[J].物聯網技術，2018，（10）：35-36.
　　[2]郭勇，馬歡，王剛.一種微波接力天線自動對準實現方法[J].通訊世界，2018，（06）：109-110.
　　[3]董志迪.人工電磁材料結構在微波天線中的應用研究[J].計算機產品與流通，2018，（02）：136-137.
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