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摘要：在如今的社会无线通信领域当中，微波传输技术的应用越来越广泛、越来越普遍，这对现代无线通信起到了很大的推动与促进作用，微波天线作为微波通信的核心组成部分，其直接决定着微波通信的质量与性能，因此在微波天线的应用当中，我们需要注意避免一些影响微波天线信号发射与接收的影响因素，并对微波天线的应用做出优化，这样才能实现真正高效、稳定的微波通信。基于自身的实际工作经验与学习认识，首先对微波天线在应用中应当注意避免的影响因素进行了分析，然后主要就如何对微波天线进行优化，提出了部分探讨性建议，以期能为相关工作的实践提供参考。
关键词：微波天线；应用；影响因素；优化
引言
在无线通信领域中，微波传输技术得到了越来越广泛的应用。微波天线是微波通信系统的重要子系统。微波天线是微波通信系统设备的“出口”和“入口”，其质量和性能，安装及调试是否精准，维护的到不到位，都直接影响到整个系统的运行因此，微波天线的安装调试及其维护工作至关重要，在微波设备的运行维护管理工作中，必须克服重主设备轻外围设备的传统理念。微波天线并非是一个非常完美的设备，它需要技术人员经过多次实验、修改，对其进行优化，以达到最佳的运行状态，以使微波天线运行更加稳定，传输的效率最大限度的提高。当前对于微波天线的优化，有很多的研究成果，但大多是从单一要素进行酌量，因为缺乏对综合各种因素影响的考虑，优化的结果并不是特别理想。所以目前微波天线仍处于发展和完善阶段。这篇文章就是想集合多种因素的影响，综合分析，优化选择微波天线的方法。
1微波天线选择时应着重考虑的因素
1.1地面地形因素
微波通信系统之所以能够实现无线通信，其依靠的是视距传播，就频率来讲的话，其通常保持在２ＧＨＺ到２０ＧＨｚ左右。微波信号的传输，受地理环境条件的影响较大，可能会因为多种原因，而发生程度不同的反射系数、电平损耗。在信号传播的过程当中，微波会发生扩散传播，如果距离越远，其单位面积能量，就会越小，这便是我们平常所称的“自由空间传输损耗”。在微波的传输过程当中，各种体型、结构较为高大的实体障碍物，也会对其造成明显的影响，拦截电磁波，使微波信号出现较大的损耗。如果是平整的湖面、地面，则会将一部分的信号反射到接收天线上面，这个时候直射信号与反射信号重叠相加，相互之间就会产生抵消作用，损耗额外的能量，电平衰落这种现象的出现，在很多时候就是因为这种反射所引起的。如果微波信号的传输，受到了类似刀刃状的实体障碍遮挡，其传输的电平衰耗，会增加６ｄＢ。如果发射和接收的微波天线之间的连线，低于了该实体障碍的顶端，电平衰减会相当的严重。因此在微波天线的建设、施工过程当中，需要考虑到地面地形因素所带来的影响，予以尽量的规避。
1.2大气影响
气中的成分会吸收一定量微波信号，使信号产生少量的衰减。同时随着气候的变化使微波的传输方向产生一定的偏移。这也会导致信号质量的下降。但它们相对于自由空间产生的衰减比重是很小的。不可忽视的是，大气中的小水滴会使电磁波产生散射衰落。频率越高，散射衰落就会越严重。如果频率超过9GHz以上，遇到雨雾天气时，散射衰落将会非常严重。如馈管密封出现问题，渗入融水，雨水的话，也同样会造成波导异常甚至停传的情况。例如，2012年3月，国干大青山微波站对人头山微波站方向，每日中午12点以后接收电平开始衰落直至停传，到下午三至四时又自动恢复的奇怪现象。探究其规律性和馈管气泵的启动频率比以前高出很多的因素，认真分析后，认为可能是馈管内部进水结冰造成的。由于馈管法兰头密封不好引起雪水渗入，而且馈管外皮的颜色是黑色的，吸热能力较强，当中午时分，气温升高，结冰融化，逐渐形成水汽，造成信号逐渐衰落导致阻断；而下午气温逐渐下降，波导内水汽结冰形成光滑的平面，这时微波信号又可以自由通过了。后来打开天线与馈管接头发现内部果真进水了，经过采取更换馈管的抢修措施，成功的排除了这一故障。
1.3地面反射因素
微波天线不仅仅会接收到发射天线直接传输的信号，同时还会接收到地面反射信号，这两种信号的综合，会导致两种可能的情况出现———信号电平减小或增大，这也是我们在微波天线的应用中，需要注意考虑到的一大因素，尽量避免其对微波通信带来负面的影响。
2微波天线的优化措施
2.1分集技术
这种技术的主要原理，是在接收端的微波天线，对相关性不大的多路信号，进行筛选，或是对其进行合成，以此来减少多径衰落对信号传输，带来的影响。从实践和研究情况来看，通过对这种技术的应用，能够使信号提高２０ｄＢ上下。具体来说，该技术分为空间分集、极化分集以及角度分集。其中空间分集也就是天线分集，这种分集技术的应用，是最为广泛的，具体的操作方法是先使用微波天线将信号打出去，然后再使用多面接收天线，从新将信号收集回来，最后再在收回信号的过程当中，筛选、合并信号。关键点是要确保信号相互独立，不能产生相互影响，为此应当将接收天线之间的距离拉大，不能短于了半个波长；极化分集采用的是另外一种分集方式，主要的技术方法是采取垂直与水平两种极化方法，使两种极化衰落的特点不尽相同，然后再从中选择信号最优的信号，从研究和实践情况来看，通过对极化分集，能够显著提高链路容量、传输效率；最后是角度分集，其技术方法是借助接收端信号不同向的特点，采取多面、多角度接收天线，来对信号进行合并。从而达到增强信号强度的目的，当然这会在一定程度上增加微波天线设备本身的复杂度。
2.2阻抗匹配技术
微波天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端无功率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变化呈线性。天线的阻抗匹配就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。这就要求我们在安装或日常维护工作中，除了严格执行操作规程和维护规程保证设备自身的阻抗匹配外，必须认真细致地检查各连接件之间的良好接触，避免人为引起阻抗不匹配因素。
结语
微波数字化改造即将开始，微波天线在微波通信系统的传输中，至关重要。作为微波工作者，要充分考虑到地面地形、地面反射、大气影响这三个因素，优化分集技术，严格执行操作规程，避免人为因素引起阻抗不匹配等问题，提高工作效率。
参考文献
[1]范丽，魏彦辉．微波天线反射面均方根测量系统研究与应用［Ｊ］．物联网技术，２０１８，（１０）：３５－３６．
[2]郭勇，马欢，王刚．一种微波接力天线自动对准实现方法［Ｊ］．通讯世界，２０１８，（０６）：１０９－１１０．