全向天線

全向天線

全向天線，即在水平方向圖上表現為360°都均勻輻射，也就是平常所說的無方向性。一般情況下波瓣寬度越小，增益越大。全向天線在通信系統中一般應用距離近，覆蓋範圍大，價格便宜。增益一般在9dB以下。下圖所示為全向天線的信號輻射圖。全向天線的輻射範圍比較象一個蘋果。

定向天線，在水平方向圖上表現為一定角度範圍輻射，也就是平常所說的有方向性。同全向天線一樣，波瓣寬度越小，增益越大。定向天線在通信系統中一般應用於通信距離遠，覆蓋範圍小，目標密度大，頻率利用率高的環境。

全向天線會向四面八方發射信號，前後左右都可以接受到信號，定向天線就好像在天線後面罩一個碗狀的反射面，信號只能向前面傳遞，射向後面的信號被反射面擋住並反射到前方，加強了前面的信號強度。下圖為定向天線的信號輻射圖。定向天線的主要輻射範圍象個倒立的不太完整的圓錐。

如果需要滿足多個站點，並且這些站點是分佈在AP的不同方向時，需要採用全向天線；如果集中在一個方向，建議採用定向天線；另外還要考慮天線的接頭形式是否和AP匹配、天線的增益大小等是否符合您的需求。

對於室外天線，天線與無線AP之間需要增加防雷設備；定向天線要注意天線的正面朝向遠端站點的方向；天線應該安裝在儘可能高的位置，天線和站點之間儘可能滿足視距（肉眼可見，中間避開障礙）。

1.1微帶饋電的單極子。平面單極子天線結構簡單，有接近全向的輻射方向圖，在通信中被廣泛的應用，如下圖所示的單極子天線。該天線的最大不同之處在於地面的變形，常規天線的地面經常是整個介質的尺寸，而該單極子的地面只有介質的一半還小，且一邊改為橢圓形與三角形組成，橢圓形長短半軸之比為1.8,單極子也為橢圓形，長短半軸之比為1.2,整個天線有微帶饋電，地面寬度W和饋電縫隙處的長度h是影響天線性能的主要參數。

1.2共面波導饋電的單極子天線。其特點之一是用到共面波導饋電，共面波導與傳統的微帶線相比有兩大優點：高頻的低偏移特性和寬的阻抗帶寬。另一特點在於輻射單元採用六邊形貼片，與其他的長方形，正方形，三角形相比，六邊形也有寬頻特性的固有優點。整個天線饋電部分通過在接地共面波導上下面上開孔，使得上下兩層面之間形成短路，從而阻止了寄生模式的產生，而且孔的數量也可改變天線的輸入阻抗。從圖中還可看到，六邊形貼片下地面被移去，這樣可以促使底部寬邊的輻射。通過調節饋線以及饋線兩側縫隙的寬度可以達到良好的匹配，這也使得天線容易得到阻抗匹配。

單極子和偶極子雖然理論上具有全向的輻射模式，但實際上因饋線的影響，垂直面上電場下傾，使得水平方向上的輻射特性受到影響，因此很難得到完美的全向方向圖。天線由偶極子組成，通過合理安排偶極子輻射單元與饋線的隔離，屏蔽了饋線的影響，使水平方向上達到全向輻射，天線通過採用另一偶極子作為寄生單元，使得整個天線工作在兩個頻段0.9GHZ和2.0GHZ，且天線增益很高，兩個頻段分別達到10dBi和12dBi。整個天線結構為：中間為一金屬管，圍繞金屬管有四片介質，每一介質上有兩個帶有寄生單元的偶極子，偶極子長度為137mm，工作頻率為0.9GHZ，寄生單元長度為47mm，工作頻率為2.0GHZ，同一基片上兩個偶極子的中心距離為150mm,整個天線用一直徑為110mm的柱形天線罩包起。天線的饋電部分用到四路工分器和巴侖。

一般的單元天線很難形成全向輻射，我們可以考慮將其組成陣列，從而可以使陣列天線形成全向方向圖。而且單個天線的增益一般有限，通過組成陣列，可以提高增益，從而滿足我們所想要設計的全向高增益的要求。

微帶天線因其結構簡單，加工成本低，重量輕等諸多優點，成為近幾年天線領域的一項關鍵技術，因此，各種性能的微帶天線都在被研究，全向性也成為微帶天線發展的一個趨勢，比如利用微帶傳輸線進行交叉饋電可以實現微帶天線的全向輻射性能。一個多點激勵的直線陣列天線，該天線由多個λ/2的微帶段級連而成，微帶線段的地板和導帶在介質基片的兩面交替放置，並且微帶的地板寬度是變化的，利用交叉連接來達到倒相的目的。該結構中除了傳輸模，還存在交叉連接點的不連續性形成的輻射模，波沿導帶和地板的內表面傳輸，輻射的大小由地板寬度來控制，為得到良好的全向性能，寬度限制在大約λ/4範圍內。欲使該天線達到良好的輻射效率，還可以對其進行阻抗匹配，在每段導帶上添加矩形帖片，通過增加電抗分量來改善匹配。