多频段是使用多个频段的技术,如全球移动通信系统(GSM)中的双频段为900MHz和1800MHz。多频段的优势在于它的自适应性与可扩缩性,频段的数量可不同,并且可以动态调节从而减少互扰的影响,以及避免占用其他服务所需频段。1
定义天线的电参数一般都与工作频率有关。当工作频率偏离设计值时,电参数指标将下降。所以工作频带宽度取决于天线电参数的容许变化范围
在微波接力通信和卫星通信中,工作频段有时是一段一段的,两个频段之间有一个空隙。
工作频段只有一个连续段时,称为单频段;有两个被频段空隙隔开的连续段时,称为双频段;三个以上被频段空隙隔开的连续段时,称为多频段。目前愈来愈多地要求设计宽频带天线以适应双频段或多频段工作需要。2
多频段天线软件无线电要求使用能够满足低频(LF)和超高频(UHF)要求的宽带天线技术,包括共址干扰抵消、多频段多模式天线的相互影响、插入损耗、馈送容量以及很容易进行重配置的智能天线(SmartSoftAntenna)。
设计时除了需要展宽各阵元的频响带宽之外,还涉及到阵元排列的几何结构和阵元间距,且阵列处理中的方向分辨力以及各个阵元所接收信号之间的相关性都与阵元间距有关。均匀圆阵可以同时在360°内形成多个波束并具有较好的带宽特性。
为同时接收不同工作频率、不同方向的多个期望信号,可采用多频多束形成与多频多零陷技术,并借助频率—方向联合估计的方法估算信号的频率和方向特征。
为减少设备的体积和成本,同时避免在多通道情况下通道不一致所产生的影响,可视情况选用单通道阵列处理技术。
另外,把天线以叠加的方式“印制”在基片上目前正成为可能。例如,贝尔宇航公司正在进行一项可使天线阵孔径被叠加在基片上成扁平状的玻璃天线(VitreousAntenne)研究,它们之间的材料在电子上对其他层或发射机来讲是透明的,可覆盖从UHF到S波段。3
多频段技术实现多频段工作有两种方式:单片与双片。
单片法是利用不一同模式同时工作,对于矩形贴片,选用的:是模和模,二者谐振频率之比约为1:3。可插入短路针来提高模谐振频率,或在贴片上开缝来降低模的谐振频率,从而控制二频率比。
双片法则是利用谐振频率不同的两个贴片来工作,通常就将较小贴片叠在较大贴片上,称为背驮式微带天线。4
多频段放大器在非邻频传输的全频道系统中,为了解决线路传输频带太宽,高、低频增益不易均衡的问题,可以把所传输的信号分成若干个频段分别进行放大,再混合输出,这就是多频段放大器。
多频段放大器属宽带放大器,其主要特点是按频段输入、处理和放大,有FM、UHF-Ⅰ、UHF-Ⅱ和U四个频段输入口实现多路混合,如右图所示。
多频段放大器采用LC滤波器作带通滤波,可以抑制频段外的信号,带外抑制度在25dB以上。放大器一般采用晶体管构成共发射极放大电路,第1级为前置低噪声放大,第2级为小功率推动级,第3级为功率放大级。为了提高放大器的稳定性和获得平坦的频率响应,放大电路都采用了并联电压负反馈和串联反馈电路。
多频段放大器的技术指标如下:
增益:24,39dB
带内平坦度:-1~+3dB
噪声系数:7dB
反射损耗:7.5dB(Ⅵ),10dB(Ⅷ、U)
最大输出电平:110,118 dB
供电电压:~220V
由于多频段放大器对频率不同的几个波段信号分别进行放大,每一路的放大器可以分别进行调整,以控制各波段电平。与此同时,也解决电平不平衡问题以及因频道太多而产生能非线性失真问题。显然,这种放大器可以用作天线放大器或用于小型有线电视系统前端,但不能用于邻频传输系统。这是因为邻频系统中包含有若干个增补频道,它们处在该放大器所能放大的几个波段之外。5
本词条内容贡献者为:
王伟 - 副教授 - 上海交通大学