微波天线的应用与优化探讨

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　　摘 要：在如今的社会无线通信领域当中，微波传输技术的应用越来越广泛、越来越普遍，这对现代无线通信起到了很大的推动与促进作用，微波天线作为微波通信的核心组成部分，其直接决定着微波通信的质量与性能，因此在微波天线的应用当中，我们需要注意避免一些影响微波天线信号发射与接收的影响因素，并对微波天线的应用做出优化，这样才能实现真正高效、稳定的微波通信。基于自身的实际工作经验与学习认识，首先对微波天线在应用中应当注意避免的影响因素进行了分析，然后主要就如何对微波天线进行优化，提出了部分探讨性建议，以期能为相关工作的实践提供参考。
　　关键词：微波天线;应用;影响因素;优化
　　中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.24.108
　　在整个微波通信系统当中，微波天线是最为关键和核心的组成部分，因为其担负着微波信号发射与接收的重任，简单来说就是微博通信系统的“入口”与“出口”，如果微波天线在运行过程当中，受到了干预因素的影响，或是安装、调试没有达到最佳状态，其对于微波信号的发射与接收，就肯定会因此变得不稳定，甚至是不安全，对于这样的情况我们必须要引起高度的关注和重视，并且要加强相关的研究、探讨与实践，注意规避微波天线应用当中的影响因素，对微波天线做出科学的优化。
　　1 微波天线在应用中应当注意避免的影响因素
　　1.1 地面地形因素
　　微波通信系统之所以能够实现无线通信，其依靠的是视距传播，就频率来讲的话，其通常保持在2GHZ到20GHz左右。微波信号的传输，受地理环境条件的影响较大，可能会因为多种原因，而发生程度不同的反射系数、电平损耗。在信号传播的过程当中，微波会发生扩散传播，如果距离越远，其单位面积能量，就会越小，这便是我们平常所称的“自由空间传输损耗”。在微波的传输过程当中，各种体型、结构较为高大的实体障碍物，也会对其造成明显的影响，拦截电磁波，使微波信号出现较大的损耗。如果是平整的湖面、地面，则会将一部分的信号反射到接收天线上面，这个时候直射信号与反射信号重叠相加，相互之间就会产生抵消作用，损耗额外的能量，电平衰落这种现象的出现，在很多时候就是因为这种反射所引起的。如果微波信号的传输，受到了类似刀刃状的实体障碍遮挡，其传输的电平衰耗，会增加6dB。如果发射和接收的微波天线之间的连线，低于了该实体障碍的顶端，电平衰减会相当的严重。因此在微波天线的建设、施工过程当中，需要考虑到地面地形因素所带来的影响，予以尽量的规避。
　　1.2 地面反射因素
　　微波天线不仅仅会接收到发射天线直接传输的信号，同时还会接收到地面反射信号，这两种信号的综合，会导致两种可能的情况出现——信号电平减小或增大，这也是我们在微波天线的应用中，需要注意考虑到的一大因素，尽量避免其對微波通信带来负面的影响。
　　1.3 大气因素
　　微波信号在大气中的传输，同样会受到影响，可能被吸收一部分的微波信号，出现信号衰减。而且气候的变化，也会对微波信号带来影响，致使微波信号的传输发生偏移，降低信号质量。大气当中存在的小水滴，会使得电磁波出现散射衰落，在其频率越高的情况下，散射衰落就会显得更大。如在雨雾天气中，其频率超过了9GHz，出现的散射衰落就会相当的严重。而且就微波天线本身来讲的话，如果其馈管密封不良，有水分渗入，还会给微波通信带来更大的问题，直接导致通信中断、失效。
　　2 微波天线的优化
　　2.1 分集技术
　　这种技术的主要原理，是在接收端的微波天线，对相关性不大的多路信号，进行筛选，或是对其进行合成，以此来减少多径衰落对信号传输，带来的影响。从实践和研究情况来看，通过对这种技术的应用，能够使信号提高20dB上下。具体来说，该技术分为空间分集、极化分集以及角度分集。
　　其中空间分集也就是天线分集，这种分集技术的应用，是最为广泛的，具体的操作方法是先使用微波天线将信号打出去，然后再使用多面接收天线，从新将信号收集回来，最后再在收回信号的过程当中，筛选、合并信号。关键点是要确保信号相互独立，不能产生相互影响，为此应当将接收天线之间的距离拉大，不能短于了半个波长;极化分集采用的是另外一种分集方式，主要的技术方法是采取垂直与水平两种极化方法，使两种极化衰落的特点不尽相同，然后再从中选择信号最优的信号，从研究和实践情况来看，通过对极化分集，能够显著提高链路容量、传输效率;最后是角度分集，其技术方法是借助接收端信号不同向的特点，采取多面、多角度接收天线，来对信号进行合并。从而达到增强信号强度的目的，当然这会在一定程度上增加微波天线设备本身的复杂度。
　　2.2 阻抗匹配技术
　　天线馈电端输入电压与输入电流的比值，便是微波天线的输入阻抗。在最佳的情况之下，馈线和天线之间的连接，是天线的输入阻抗是纯电阻，而且其还需要与馈线特性阻抗相同，因为在这样的情况之下，馈线终端无功率反射，没有驻波存在于馈线上，频率的变化，引起天线输入阻抗线性变化。阻抗匹配技术的主要作用和目的，是将天线输入阻抗中的电抗分量，尽量完全的消除，这样的话电阻分量就可以尽可能的接近馈线特性阻抗。为此，我们在安装工作当中，以及维护工作当中，都需要严格的执行相关技术标准，确保设备自身阻抗匹配，同时还要保证各个连接件之间，接触完全正常，防止其出现阻抗不匹配的情况。
　　3 结语
　　在如今的无线通信领域当中，微波通信具有非常重要的地位，因此我们必须要重视对微波天线的应用与优化，因为这紧紧关系着微波通信的质量和安全性。
　　参考文献
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