天线
天线(Antenna)
天线的功能
天线是用来辐射和接收电磁波的装置，具体实现的是传输线上的导行波与自由空间中的电磁波相互转换
天线在通信系统模型的位置如图
电磁波辐射原理
两根平行导线，有交变电流时，会产生电磁波，沿着垂直与电场和磁场方向传播。
如果两根导线平行且距离很近，电场被束缚在两个导线之间，辐射微弱；将两个导线张开，电场被散播到周围空间，辐射增强。
当导线的长度增加到波长的
产生电场的两根直导线，称为振子（臂长相同称为对称振子，长度为
方向图反应了天线增益与空间角度的关系，从垂直方向上看，在振子轴线方向的辐射为零，水平方向上辐射最大，各个方向的辐射相同。半波对称振子是构成其它天线的基本单元。
通信基站天线
分类
按波长分：中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线...
按性能分：高增益天线、中增益天线...
按指向分：全向天线、定向天线、扇区天线...
按用途分：基站天线、电视天线、雷达天线、电台天线...
按结构分：线天线、面天线...
按外形分：鞭状天线、抛物面天线、八木天线（收看模拟电视）
按系统类型分：单元天线、天线阵...
通信基站天线是基站天馈系统的组成部分
基站天线分为室内天线和室外天线，室外基站天线分为全向天线和定向天线，定向天线分为定向单级化天线和定向双极化天线……
电磁波在空间传播时，其电场方向按一定规律变化，称为电磁波的极化。如果电磁波的电场方向垂直与地面，称为垂直极化波……如下图
全向天线
全向天线在水平方向图上表现为均匀辐射，在垂直方向方向图上表现为有一定的宽度约束，一般情况下，波瓣宽度越小，增益越大。
半波对称振子是一个全向天线，版波瓣宽度比较大，为了提高增益，使用多个半波对称振子组成一个阵列，把信号进一步集中到水平方向上，振子越多，集中效果越好
定向天线
定向天线在水平方向图上表现为在一定角度辐射，垂直方向上有一定宽度的波束，波瓣宽度越小，增益越大。在全向天线的基础上，利用反射板将辐射控制到单侧方向，构成一个覆盖扇形区域的定向天线，其中辐射最强的称为主瓣，由于反射不完全，后面还有个后瓣。
把主瓣中心线两侧电磁波强度衰减到一半时的范围称为波束宽度，也叫
一般情况下，一个基站被分为三个扇区，用3个天线来覆盖，每个天线覆盖120°的范围。
下倾
在城市中，为了防止障碍物的遮挡，需要将这种定向天线架高，为了让电磁波向下辐射，可以将天线本体机械下倾。但是相对于地面，天线的辐射波束是倾斜的。这意味着辐射波束的主瓣（即最强辐射方向）相对于地面的指向发生了改变。因此，如果一个接收器固定在地面上的某个位置，它感受到的信号强度可能会因为天线的机械下倾而改变。
另一种方式是电下倾，保持天线本体的物理角度不变，调整天线的振子相位，从而改变场强强度。相比于机械下倾，电下倾使得方向图变化不大，下倾角度更大，而且前后瓣都朝下。
两者配合使用，使得天线的辐射范围得到充分利用。但是，主瓣和下旁瓣之间有下部零深，存在信号盲区即“灯下黑”，上旁瓣的角度过高，影响距离较远，会造成越区干扰。
多天线技术——分集技术
由于无线信道存在衰落，如果发射机只用一根天线发送已调信号，接收机只用一根天线进行接收，当发生深度衰落时，接收机会解调失败。
如果接收机采用2根天线接收（间距很大），接收机只要对两路信号合并，就可能接收成功。分集接收技术即“分开传输，集中处理”，发射机将同一个信号分成多路进行传输，到了接收机再集中合并，在不增加发射功率和带宽的前提下，改善传输质量。
常用的合并算法包括：选择合并、最大比合并、等增益合并。
参考资料
- 陈爱军. 深入浅出通信原理[M]. 北京: 清华大学出版社, 2017.
- 知乎文章
