無(wú)線(xiàn)電通信天線(xiàn)分集技術(shù)介紹

最初，許多設計者可能會(huì )擔心區域規范的復雜性問(wèn)題，因為世界區域不同規范也各異。然而，只要多加研究便能了解并符合不同區域的法規，因為在每一個(gè)地區，通常都會(huì )有一個(gè)政府單位負責頒布相關(guān)文件，以說(shuō)明“符合特定目的”的發(fā)射端相關(guān)的規則。

　　無(wú)線(xiàn)電通信中更難于理解的部分在于無(wú)線(xiàn)電通信鏈路質(zhì)量與多種外部因素相關(guān)，多種可變因素交織在一起產(chǎn)生了復雜的傳輸環(huán)境，而這種傳輸環(huán)境通常很難解釋清楚。然而，掌握基本概念往往有助于理解多變的無(wú)線(xiàn)電通信鏈接品質(zhì)，一旦理解了這些基本概念，其中許多問(wèn)題可以通過(guò)一種低成本、易實(shí)現的被稱(chēng)作天線(xiàn)分集(antenna diversity)的技術(shù)來(lái)實(shí)現。

　　環(huán)境因素的考慮

　　影響無(wú)線(xiàn)電通信鏈路持續穩定的首要環(huán)境因素是被稱(chēng)為多徑/衰落和天線(xiàn)極化/分集的現象。這些現象對于鏈路質(zhì)量的影響要么是建設性的要么是破壞性的，這取決于不同的特定環(huán)境?？赡馨l(fā)生的情況太多了，于是，當我們試著(zhù)要了解特定的環(huán)境條件在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)對無(wú)線(xiàn)電通信鏈接的作用，以及會(huì )造成何種鏈接質(zhì)量時(shí)，這無(wú)疑是非常困難的。

　　天線(xiàn)極化/分集

　　這種被稱(chēng)為天線(xiàn)極化的現象是由給定天線(xiàn)的方向屬性引起的，雖然有時(shí)把天線(xiàn)極化解釋為在某些無(wú)線(xiàn)電通信鏈路質(zhì)量上的衰減，但是一些無(wú)線(xiàn)電通信設計者經(jīng)常利用這一特性來(lái)調整天線(xiàn)，通過(guò)限制收發(fā)信號在限定的方向范圍之內達其所需。這是可行的，因為天線(xiàn)在各個(gè)方向上的輻射不均衡，并且利用這一特性能夠屏蔽其他來(lái)源的射頻噪聲。

　　簡(jiǎn)單的說(shuō)，天線(xiàn)分為全向和定向兩種。全向天線(xiàn)收發(fā)信號時(shí)，在各個(gè)方向的強度相同，而定向天線(xiàn)的收發(fā)信號被限定在一個(gè)方向范圍之內。若要打造高度穩固的鏈接，首先就要從了解此應用開(kāi)始。例如：如果一個(gè)鏈路上的信號僅來(lái)自于特定的方向，那么選擇定向天線(xiàn)獲益更多。裝有定向天線(xiàn)的接收器接收位于由天線(xiàn)方向屬性決定的視線(xiàn)方向范圍之內的發(fā)射器發(fā)出的信號，而其他位于該方向范圍之外的發(fā)射器發(fā)出的信號被屏蔽。

　　裝有定向天線(xiàn)的發(fā)射器發(fā)射它的大部分能量到預定的方向上，而不是在所有方向上發(fā)射，同時(shí)也不會(huì )減小它的覆蓋能力。

　　為了簡(jiǎn)化對天線(xiàn)剖面的理解，天線(xiàn)廠(chǎng)商提供了天線(xiàn)輻射圖。天線(xiàn)輻射圖有不同的格式，如E面圖(E plane plot)和波瓣圖(polar plot)，如圖1。除了方向性或形狀外，E面圖提供了大量信息，但通常不如波瓣圖表述的那樣清楚明了。波瓣圖被設計成類(lèi)似指南針，使得對于任意給定方向上的天線(xiàn)增益更易理解。

　　在圖2中，工程師能看到一個(gè)高級的二維視圖，指示在預定的平面上天線(xiàn)如何運行。然而天線(xiàn)也傾向于在其他軸上改變特性，但通常不提供三維圖形數據，因為這會(huì )顯著(zhù)增加圖表的復雜性。拉桿天線(xiàn)是一個(gè)典型的全向天線(xiàn)，它有一個(gè)簡(jiǎn)單的三維剖面。在平面圖中，拉桿天線(xiàn)能提供極佳的覆蓋，但是在三維圖形中，它們在本身正上方或正下方的表現極差，這有助于我們能更了解天線(xiàn)被放在兩層的室內環(huán)境中的情況。

　通常，由于RF信號會(huì )被墻壁和其他室內物體反射，因此不易觀(guān)察到天線(xiàn)極化的效果，然而，仍可以觀(guān)察到其它對RF信號可能是建設性或破壞性的作用，此作用被稱(chēng)為多徑/衰減。當發(fā)射器或接收器有些小移動(dòng)，且對鏈接質(zhì)量造成極大差異時(shí)，通常便會(huì )觀(guān)察到此種衰減現象。當天線(xiàn)在接收和傳送信號的波峰時(shí)便會(huì )發(fā)生此情況。

　　多重路徑則是此概念的延伸。當無(wú)線(xiàn)電通信電波被傳送時(shí)，它們被接收器接收的路徑可能不只一條，由于其他物體(例如墻壁和樹(shù)木)的反射形成多重路徑，信號可能來(lái)自多個(gè)路徑。接收這些來(lái)源的信號，其到達的時(shí)間可能會(huì )有些微小差距，這就意味可能會(huì )發(fā)生輕微的相位偏移。當這些信號結合在一起，它們可能會(huì )導致“衰減”這種消失的形式。最差的情況之一，是兩個(gè)信號以相差180o的相位到達接收器，接收器將無(wú)法看到任何數據，造成100%的信號衰減。在大部分的情況中，接收器不太可能會(huì )接收到相位偏移達180o的兩個(gè)信號，但是當多重路徑的環(huán)境出現時(shí)，某些相位偏移還是有可能發(fā)生的，在這些情況下，便會(huì )發(fā)生某些信號衰減。