導(dǎo)語(yǔ)：智能配網(wǎng)無(wú)線通信天線技術(shù)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

通信系統(tǒng)是智能配電網(wǎng)的硬件基礎(chǔ)和核心技術(shù)，無(wú)線通信是通信系統(tǒng)重要的一環(huán)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端的信息傳輸和快速處理。在設(shè)備發(fā)射功率一定的情況下，無(wú)線天線將直接影響到無(wú)線通信的可靠性及穩(wěn)定性，本文對(duì)無(wú)線通信天線技術(shù)展開(kāi)討論，并就無(wú)線天線的選擇給出具體意見(jiàn)。

1智能配網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù)

無(wú)線通信技術(shù)具有建設(shè)成本低、施工難度小、擴(kuò)展靈活的特點(diǎn)，相對(duì)于有線通信來(lái)說(shuō)有巨大的優(yōu)勢(shì)。隨著無(wú)線通信技術(shù)快速發(fā)展，以GPRS/CDMA、3G、4G為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為智能配電網(wǎng)中主要應(yīng)用的通信技術(shù)，能夠滿(mǎn)足配網(wǎng)自動(dòng)化業(yè)務(wù)在響應(yīng)時(shí)間、傳輸速率、雙向通信等方面的技術(shù)要求，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的誕生，相信無(wú)線通信技術(shù)將在智能配電網(wǎng)中會(huì)發(fā)揮更大的作用。

2智能配網(wǎng)無(wú)線通信的天線技術(shù)

天線技術(shù)是一門(mén)屬于無(wú)線傳輸范疇的技術(shù)含量極高且內(nèi)容復(fù)雜的學(xué)科，是無(wú)線通信技術(shù)的重要組成部分。在智能配電網(wǎng)無(wú)線通信設(shè)備中，比較常見(jiàn)的是全向天線，如圖1所示，即在水平方向表現(xiàn)為水平方向上360°都均勻輻射，也就是平常所說(shuō)的無(wú)方向性。另外，也會(huì)見(jiàn)到少量定向天線，如圖2所示，即在某一個(gè)或某幾個(gè)特定方向上發(fā)射及接收電磁波特別強(qiáng)，而在其他的方向上發(fā)射及接收電磁波則為0或極小的一種天線。圖1全向天線圖2定向天線表征天線性能的參數(shù)非常多，下面僅對(duì)天線的諧振頻率、增益、帶寬、阻抗、方向圖等重要參數(shù)進(jìn)行探討，這些參數(shù)對(duì)智能配電網(wǎng)無(wú)線通信天線的選擇關(guān)系較大。2.1天線的諧振頻率。GPRS/CDMA、3G、4G等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都有固定的工作頻率，如2G基站：GSM頻率為900/1800MHz，3G基站：WCDMA頻率為2100MHz；TD-SCDMA頻率為1880～1920、2010～2025、2320～2370MHz；天線為更好地接收和發(fā)射信號(hào)，在設(shè)計(jì)上其諧振頻率應(yīng)與工作頻率相近。圖1全向天線的螺桿直徑、長(zhǎng)度、螺距的數(shù)據(jù)決定了天線的諧振頻率。工作中應(yīng)當(dāng)保證全向天線的螺桿部分不受力彎曲，防止天線的諧振頻率發(fā)生變化。2.2天線的增益。天線的增益是指在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生信號(hào)的功率密度之比，單位為dBi。通常，天線增益均指最大輻射方向的增益。天線是無(wú)源器件，它本身不能產(chǎn)生能量，只能將能量有效集中向某特定的方向輻射或接收電磁波。天線的增益值可以在輻射方向圖上查看。天線的增益選擇并不是越高越好，因?yàn)樵谳椛浞较驁D上表現(xiàn)為增益越高波束的寬度越窄，如圖3所示。也可以這樣理解，增益小的全向天線其波束更像一個(gè)正常的蘋(píng)果，增益大的全向天線就像把蘋(píng)果拍扁的形狀。在基站信號(hào)不好的地區(qū)，天線增益小會(huì)無(wú)法收到基站信號(hào)；增益選擇過(guò)大，天線與基站的信號(hào)交換也不會(huì)好，所以天線的增益大小應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。2.3天線的帶寬。天線是有一定帶寬的，這意味著雖然諧振頻率是一個(gè)頻率點(diǎn)，但是在這個(gè)頻率點(diǎn)附近一定范圍內(nèi)，天線的性能都差不多，這個(gè)范圍就是帶寬。天線的帶寬和天線的型式、結(jié)構(gòu)、材料都有關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，振子所用管線越粗，帶寬越寬。天線增益越高，帶寬越窄，通常全向天線的帶寬要好于定向天線的帶寬。在選擇天線時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇用料更扎實(shí)、做工更好的天線。2.4天線的阻抗。一個(gè)諧振回路當(dāng)然有其阻抗，對(duì)阻抗的要求就是匹配：和天線相連的電路必須有與天線一樣的阻抗。在實(shí)際工作中，不能隨意換用阻抗不匹配的饋線，饋線的連接也不可隨意連接，應(yīng)該用專(zhuān)用的端子進(jìn)行連接，如圖4所示。2.5天線的方向圖。天線方向圖描述了天線在各個(gè)方向的輻射特性，包括輻射場(chǎng)在每個(gè)方向的強(qiáng)度、特點(diǎn)等。一個(gè)天線可以看成是由很多個(gè)小的輻射單元構(gòu)成的，每個(gè)輻射單元都向空間輻射電磁波。這些輻射單元輻射的電磁波在有的方向相互疊加，輻射場(chǎng)變強(qiáng)了；有的方向相互抵消，輻射場(chǎng)變?nèi)趿?。因此，普遍情況是天線在不同方向的輻射場(chǎng)強(qiáng)度都不同。如圖5所示，該天線在水平方向的輻射最強(qiáng)，在垂直方向的輻射非常小。

可以看出定向天線的信號(hào)輻射方向性非常強(qiáng)。圖6定向天線的方向圖在實(shí)際工作當(dāng)中，城市基站覆蓋較好的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇全向天線，在農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)，可以根據(jù)基站的位置選擇定向天線。不管選擇哪種類(lèi)型的天線，都要注意天線的安裝位置及天線的輻射方向角。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著智能配網(wǎng)的普及，使用無(wú)線通信技術(shù)的設(shè)備會(huì)越來(lái)越多，廣大電力工作者有必要掌握更多的無(wú)線通信技術(shù)，以便更好地開(kāi)展工作。

作者:王忠陽(yáng) 單位:國(guó)網(wǎng)山東榮成市供電公司