天线系统详解：定义、性能参数与种类

天线系统是移动通信的关键组成部分，负责将电信号转化为电磁波进行传输和接收。它主要由发射天线和接收天线组成，这两个角色在功能上是互易的，即发射天线具有强大的功率承载能力和电压承受能力，而接收天线在这些方面相对较弱，但它们的互换使用不会改变基本的天线特性。这是基于电磁学中的互易定理。 天线的主要性能参数包括工作频段和输入阻抗。工作频段决定了天线在哪个频率范围内能有效地传输和接收信号，全向天线的工作带宽通常较宽，可达中心频率的3-5%，而定向天线的带宽则稍窄，约为5-10%。输入阻抗则是衡量天线对信号电流的阻力，它是信号电压与信号电流之间的比率。 天线的核心功能之一是能量集中，即在发射状态下，将大部分能量集中在预定的方向，减少其他方向的泄漏，这体现为天线的方向性。相对于无方向性天线，有方向性天线的增益更高，能量在指定方向的集中程度更大。此外，天线的方向性也意味着在非通信方向会有负增益，也就是衰减，这可以用作评估发射天线旁瓣辐射抑制度（防止干扰的能力）或接收天线在非通信方向的干扰抑制性能。 在移动通信中，基站天线系统是关键，它包括基站/室分天线、馈电电缆、射频器件以及安装服务。基站天线不仅需考虑基本性能参数，还需要满足电磁兼容性和环境适应性，以确保信号质量稳定和无线网络的高效运作。 天线系统的设计和优化对于无线通信系统的性能至关重要，它直接影响到通信的覆盖范围、信号强度和干扰控制，是现代通信技术中的核心技术之一。