信息傳輸原理教程4--移動信息傳輸原理

1、第4章 移動信息傳輸原理 歐冬秀 同濟大學交通運輸工程學院 O 內(nèi)容 l1 無線電波 l2 天線及其特性參數(shù) l3 超短波傳播 l4 移動信息傳輸關鍵技術 l5移動信息傳輸系統(tǒng) 1. 無線電波 1）電波輻射 l電磁波頻率譜 1. 無線電波 1）電波輻射 l無線電波頻率劃分 名稱名稱頻率范圍頻率范圍波波 長長典型應用典型應用 特低頻(ELF)30 - 300（Hz）103-104km海底通信、電報 音頻(VF)300 - 3000(Hz)102-103km低速數(shù)據(jù)、電話 甚低頻(VLF)3 30(kHz)10-100 km導航、聲納 低頻(LF)30 300(kHz)1-10 km(長波)導航、

2、電力通信 中頻(MF)300 3000(kHz)100-1000m（中波）廣播、業(yè)余電臺 高頻(HF)3 30(MHz)10-100m（短波）廣播、國際定點通信 甚高頻(VHF)30 300(MHz)1-10m(米波）電視、調頻廣播 特高頻(UHF)3003000(MHz)10-102分米(分米波）電視、蜂窩網(wǎng)、微波鏈 路、 超高頻(HF)3 30(GHz)1-10厘米（厘米波）衛(wèi)星通信、微波通信 極高頻(VHF)30 300(GHz)1-10毫米（毫米波）雷達著陸系統(tǒng)、實驗用 注：注：kHz = 103 Hz, MHz = 106 Hz, GHz = 109 Hz, 1. 無線電波 1）電波

3、輻射 User/link bit rate Mbps 1. 無線電波 1）電波輻射 導線載有交變電流時，就可以形成電磁波的輻射，導線載有交變電流時，就可以形成電磁波的輻射， 輻射的能力與導線的長短和形狀有關輻射的能力與導線的長短和形狀有關. .如果導線位置如由于兩如果導線位置如由于兩 導線的距離很近，且兩導線所產(chǎn)生的感應電動勢幾乎可以抵消，因而輻射很導線的距離很近，且兩導線所產(chǎn)生的感應電動勢幾乎可以抵消，因而輻射很 微弱。如果將兩導線張開，這時由于兩導線的電流方向相同，由兩導線所產(chǎn)微弱。如果將兩導線張開，這時由于兩導線的電流方向相同，由兩導線所產(chǎn) 生的感應電動勢方向相同，因而輻射較強。當導線的

4、長度生的感應電動勢方向相同，因而輻射較強。當導線的長度l l遠小于波長時，導遠小于波長時，導 線的電流很小，輻射很微弱線的電流很小，輻射很微弱. . 當導線的長度增大到可與波長相比擬時，導線上的電流當導線的長度增大到可與波長相比擬時，導線上的電流 就大大增加，因而就能形成較強的輻射。通常將上述能產(chǎn)生顯著就大大增加，因而就能形成較強的輻射。通常將上述能產(chǎn)生顯著 輻射的直導線稱為振子。輻射的直導線稱為振子。 無線輻射電磁波的基本原理無線輻射電磁波的基本原理 1. 無線電波 1）電波輻射 1. 無線電波 2）高頻傳輸線 l(1)電波沿傳輸線傳播 假設傳輸線長度為無限長，或者其終端電阻等于 特性阻抗

5、信號是以電波的形式沿著線路傳輸，這種信號叫 做“推進波 1. 無線電波 1）電波輻射 l短導線的輻射 電場電場 電場電場 振子振子 磁場磁場 磁場磁場 磁場磁場 電場電場 磁場磁場 交變磁場維持交變電場，電場轉化為磁場，磁場轉化 為電場，形成在自由空間傳播著的無線電波 1. 無線電波 2）高頻傳輸線 l(2)反射與駐波 如果線路不匹配的話，則來自終端負載的反射波 將疊加在來自電源的入射波上 開路：不耗散任何能量，因此入射波的所有能量 將被反射回 1. 無線電波 2）高頻傳輸線 l(3) 傳輸線損耗 傳輸線的損耗通常用一定長度（100m）的分貝 數(shù)來表示 同軸電纜的傳輸線損耗隨著頻率的提高而迅速

6、增 加，當頻率達到GHz級或更高時，現(xiàn)有的同軸傳 輸線損耗將非常高，無法使用 當饋線和天線匹配時，高頻能量全部被負載吸收，饋線上當饋線和天線匹配時，高頻能量全部被負載吸收，饋線上 只有入射波，沒有反射波。饋線上傳輸?shù)氖切胁?，饋線上各處的只有入射波，沒有反射波。饋線上傳輸?shù)氖切胁?，饋線上各處的 電壓幅度相等，饋線上任意一點的阻抗都等于它的特性阻抗。電壓幅度相等，饋線上任意一點的阻抗都等于它的特性阻抗。 而當天線和饋線不匹配時，也就是天線阻抗不等于饋線特性而當天線和饋線不匹配時，也就是天線阻抗不等于饋線特性 阻抗時，負載就不能全部將饋線上傳輸?shù)母哳l能量吸收，而只能阻抗時，負載就不能全部將饋線上傳輸

7、的高頻能量吸收，而只能 吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回來形成反射波。吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回來形成反射波。 9.5 W80 ohms 50 ohms 朝前朝前: 10W 返回返回: 0.5W 這里的反射損耗為這里的反射損耗為 10log(10/0.5) = 13dB VSWR 是是反射損耗的另一種計量反射損耗的另一種計量 1. 無線電波 2）高頻傳輸線 在不匹配的情況下在不匹配的情況下, ,饋線上同時存在入射波和反射波。兩者疊加，饋線上同時存在入射波和反射波。兩者疊加， 在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成

8、波腹； 而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相減為最小，形成波而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相減為最小，形成波 節(jié)。其它各點的振幅則介于波幅與波節(jié)之間。這種合成波稱為節(jié)。其它各點的振幅則介于波幅與波節(jié)之間。這種合成波稱為 駐波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系數(shù)。駐波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系數(shù)。 反射波幅度反射波幅度 （。）。） 反射系數(shù)反射系數(shù) 入射波幅入射波幅 （。）。） 駐波波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也叫電駐波波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也叫電 壓駐波比壓駐波比(VSWR)(VSWR) 駐波波腹電壓幅度最大駐波波腹電壓幅度最大值值max max

9、（1+1+） 駐波系數(shù)駐波系數(shù) 駐波波節(jié)電壓輻度最小值駐波波節(jié)電壓輻度最小值min min （1-1-） 終端負載阻抗和特性阻抗越接近，反射系數(shù)越小，駐波系終端負載阻抗和特性阻抗越接近，反射系數(shù)越小，駐波系 數(shù)越接近于，匹配也就越好。數(shù)越接近于，匹配也就越好。 內(nèi)容 l1 無線電波 l2 天線（及其特性參數(shù)） l3 超短波傳播 l4 移動信息傳輸關鍵技術 l5移動信息傳輸系統(tǒng) B B l la ah h blah bl ahb la h 把從導線上傳下來的電信號做為無線電波發(fā)射到空間把從導線上傳下來的電信號做為無線電波發(fā)射到空間. 收集無線電波并產(chǎn)生電信號收集無線電波并產(chǎn)生電信號 什么是天線什

10、么是天線? ? 2. 天線 1）概念 將傳輸線中的高頻電磁能將傳輸線中的高頻電磁能 轉成為轉成為 自由空間的電磁波，或反之將自由空自由空間的電磁波，或反之將自由空 間中的電磁波轉化為傳輸線中的高頻間中的電磁波轉化為傳輸線中的高頻 電磁能。電磁能。 天線的作用天線的作用 2. 天線 1）概念 同同 軸軸 線線 變變 化化 為為 對對 稱稱 振振 子子 天天 線線 2. 天線 2）對稱振子 兩臂長度相等的振子叫做對稱振子。每臂長度為四分之一兩臂長度相等的振子叫做對稱振子。每臂長度為四分之一 波長稱半波對稱振子。全長與波長相等的振子，稱為全波對稱振波長稱半波對稱振子。全長與波長相等的振子，稱為全波對

11、稱振 子。將振子折合起來的，稱為折合振子。子。將振子折合起來的，稱為折合振子。 一個一個1/2波長的對稱振子波長的對稱振子 在在 800MHz 約約 200mm長長 400MHz 約約 400mm 長長 1/4波長波長 1/4波長波長 1/2波長波長 振子振子 1/2波長波長 波長波長 2. 天線 2）對稱振子 1）半波振子上的場分布）半波振子上的場分布 2. 天線 2）對稱振子 2. 天線 2）對稱振子 l(3) 對稱振子的輻射場特性 電場 磁場 電磁波能流密度S rjm e ll r I jE sin cos)coscos(60 120 E H 在在 820 MHz 1/2 波長波長 為為

12、 180mm, 在在890 MHz 為為 170mm 175mm對對 850MHz 將是最佳的將是最佳的 該天線的頻帶寬度該天線的頻帶寬度 = 890 - 820 = 70MHz 當天線的工作波長不是最佳時天線性能要下降當天線的工作波長不是最佳時天線性能要下降 在在 850MHz 1/2 波長振子波長振子 最佳最佳 在在 890 MHz 天線振子天線振子 在在 820 MHz 在天線工作頻帶內(nèi)在天線工作頻帶內(nèi),天線性能下降不多天線性能下降不多,仍然是可以接受的。仍然是可以接受的。 2. 天線 2）對稱振子 2. 天線 3）天線特性 l(1) 天線的方向性 l天線的方向性是指天線向一定方向輻射電

13、天線的方向性是指天線向一定方向輻射電 磁波的能力。對于接收天線而言，方向性磁波的能力。對于接收天線而言，方向性 表示天線對不同方向傳來的電波所具有的表示天線對不同方向傳來的電波所具有的 接收能力。天線的方向性的特性曲線通常接收能力。天線的方向性的特性曲線通常 用方向圖來表示用方向圖來表示. l 方向圖可用來說明天線在空間各個方向方向圖可用來說明天線在空間各個方向 上所具有的發(fā)射或接收電磁波的能力。上所具有的發(fā)射或接收電磁波的能力。 2. 天線 3）天線特性 l(1) 天線的方向性天線的方向性 l半波對稱陣子方向圖 頂視頂視 側視側視 在地平面上，為了把信號集中到所需要的地方，要在地平面上，為了

14、把信號集中到所需要的地方，要 求把求把“面包圈面包圈” ” 壓成扁平的壓成扁平的 一個單一的對稱振子具有一個單一的對稱振子具有“面包圈面包圈” 形的方向圖形的方向圖 2. 天線 3）天線特性 在這兒增益在這兒增益= 10log(4mW/1mW) = 6dBd 一個對稱振子一個對稱振子 假設在接收機中假設在接收機中有1mW功率功率 在陣中有在陣中有4個對稱振子個對稱振子 在接收機中就在接收機中就有4 mW功率功率 更加集中的信號更加集中的信號 2. 天線 3）天線特性 上旁瓣抑制上旁瓣抑制 下旁瓣抑制下旁瓣抑制 2. 天線 3）天線特性 無論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是在一定的無論是發(fā)射天線

15、還是接收天線，它們總是在一定的 頻率范圍內(nèi)工作的，通常，工作在中心頻率時天線所能頻率范圍內(nèi)工作的，通常，工作在中心頻率時天線所能 輸送的功率最大，偏離中心頻率時它所輸送的功率都將輸送的功率最大，偏離中心頻率時它所輸送的功率都將 減小，據(jù)此可定義天線的頻率帶寬。減小，據(jù)此可定義天線的頻率帶寬。 有幾種不同的定義：有幾種不同的定義： 一種是指天線增益下降三分貝時的頻帶寬度；一種是指天線增益下降三分貝時的頻帶寬度； 一種是指在規(guī)定的駐波比下天線的工作一種是指在規(guī)定的駐波比下天線的工作頻帶寬度。頻帶寬度。 在移動通信系統(tǒng)中是按后一種定義的，具體的說，在移動通信系統(tǒng)中是按后一種定義的，具體的說， 就是當

16、天線的輸入駐波比就是當天線的輸入駐波比1.51.5時，天線的工作帶寬。時，天線的工作帶寬。 2. 天線 3）天線特性 在我們的在我們的“扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線”中，反射面把功率聚焦到一個方向進一步提高了增益。中，反射面把功率聚焦到一個方向進一步提高了增益。 這里這里, “扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線” 與單個對稱振子相比的增益為與單個對稱振子相比的增益為10log(8mW/1mW) = 9dBd “扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線 ” 將在接收機中有將在接收機中有8mW功率功率 “全向陣全向陣” 例如在接收機中為例如在接收機中為4mW功率功率 (頂視) 天線天線 (3).反射天線反射天線 反射面放在陣列

17、的一邊構成扇形覆蓋天線反射面放在陣列的一邊構成扇形覆蓋天線 2. 天線 3）天線特性 無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規(guī)律而變化無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規(guī)律而變化 的，這種現(xiàn)象稱為無線電波的極化。無線電波的電場方向稱為電的，這種現(xiàn)象稱為無線電波的極化。無線電波的電場方向稱為電 波的極化方向。如果電波的電場方向垂直于地面，我們就稱它為波的極化方向。如果電波的電場方向垂直于地面，我們就稱它為 垂直極化波。如果電波的電場方向與地面平行，則稱它為水平極垂直極化波。如果電波的電場方向與地面平行，則稱它為水平極 化波化波。 （4 4）. . 無線電波的極化無線電波的極化 2.

18、天線 3）天線特性 垂直極化垂直極化 水平極化水平極化 + 45度傾斜的極化度傾斜的極化 天線輻射的電磁場的電場方向就是天線的極化方向天線輻射的電磁場的電場方向就是天線的極化方向 - 45度傾斜的極化度傾斜的極化 （4 4）. .天線的極化天線的極化 2. 天線 3）天線特性 圓極化波圓極化波 如果電波在傳播過程中電場的方向是旋轉的，就叫作橢圓如果電波在傳播過程中電場的方向是旋轉的，就叫作橢圓 極化波。旋轉過程中，如果電場的幅度，即大小保持不變，我們極化波。旋轉過程中，如果電場的幅度，即大小保持不變，我們 就叫它為圓極化波。向傳播方向看去順時針方向旋轉的叫右旋圓就叫它為圓極化波。向傳播方向看去

19、順時針方向旋轉的叫右旋圓 極化波，反時針方向旋轉的叫做左旋圓極化波。極化波，反時針方向旋轉的叫做左旋圓極化波。 垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來接收；水平極化垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來接收；水平極化 波要用具有水平極化特性的天線來接收；波要用具有水平極化特性的天線來接收； 右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來接收；而左右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來接收；而左 旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來接收。當來波的極旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來接收。當來波的極 化方向與接收天線的極化方向不一致時，在接收過程中通常都要化方向與接收天線的極化方向不一致

20、時，在接收過程中通常都要 產(chǎn)生極化損失，例如：當用圓極化天線接收任一線極化波，或用產(chǎn)生極化損失，例如：當用圓極化天線接收任一線極化波，或用 線極化天線接收任一圓極化波時，都要產(chǎn)生分貝的極化損失，線極化天線接收任一圓極化波時，都要產(chǎn)生分貝的極化損失， 即只能接收到來波的一半能量；即只能接收到來波的一半能量； （4 4）. .天線的極化天線的極化 2. 天線 3）天線特性 兩個天線為一個兩個天線為一個 整體整體 V/H (垂直垂直/水平水平)傾斜傾斜 (+/- 45) 傳輸兩個獨立的波傳輸兩個獨立的波 雙極化天線雙極化天線 （4 4）. .天線的極化天線的極化 2. 天線 3）天線特性 隔離代表饋

21、送到一種極化的信號在另外一種極 化中出現(xiàn)的比例 1000mW (即即1W)1mW 在這種情況下的隔離為在這種情況下的隔離為 10log(1000mW/1mW) = 30dB ( (極化極化) )隔離隔離（4 4）. .天線的極化天線的極化 2. 天線 3）天線特性 方向圖中，前后瓣最大電平之比稱為前后比。它大，天線方向圖中，前后瓣最大電平之比稱為前后比。它大，天線 定向接收性能就好?；景氩ㄕ褡犹炀€的前后比為，所以對來定向接收性能就好?；景氩ㄕ褡犹炀€的前后比為，所以對來 自振子前后的相同信號電波具有相同的接收能力。自振子前后的相同信號電波具有相同的接收能力。 前向功率前向功率 后向功率后向功

22、率 以以dB表示的前后比表示的前后比 = 10 log 典型值為典型值為 25dB 左右左右 目的是有一個盡可能小的反向功率目的是有一個盡可能小的反向功率 (前向功率前向功率) (反向功率反向功率) 2. 天線 3）天線特性 方位即水平面方向圖 120 (eg) 峰值峰值 - 10dB點點 - 10dB點點 10dB 波束寬度波束寬度 60 (eg) 峰值峰值 - 3dB點點 - 3dB點點 3dB 波束寬度波束寬度 15 (eg) Peak Peak - 3dB Peak - 3dB 32 (eg) Peak Peak - 10dB Peak - 10dB 俯仰面即垂直面方向圖 在方向圖中通

23、常都有兩個瓣或多個瓣，其中最大的瓣稱為主瓣在方向圖中通常都有兩個瓣或多個瓣，其中最大的瓣稱為主瓣 ，其余的瓣稱為副瓣。主瓣兩半功率點間的夾角定義為天線方向圖，其余的瓣稱為副瓣。主瓣兩半功率點間的夾角定義為天線方向圖 的波瓣寬度。稱為半功率（角）瓣寬。主瓣瓣寬越窄，則方向性越的波瓣寬度。稱為半功率（角）瓣寬。主瓣瓣寬越窄，則方向性越 好，抗干擾能力越強。好，抗干擾能力越強。 2. 天線 3）天線特性 增益是指在輸入功率相等的條件下，增益是指在輸入功率相等的條件下， 實際天線與理想的輻射單元在空間實際天線與理想的輻射單元在空間 同一點處所產(chǎn)生的場強的平方之比，同一點處所產(chǎn)生的場強的平方之比， 即功

24、率之比。增益一般與天線方向即功率之比。增益一般與天線方向 圖有關，方向圖主瓣越窄，后瓣、圖有關，方向圖主瓣越窄，后瓣、 副瓣越小，增益越高。副瓣越小，增益越高。 (7).(7).天線的增益天線的增益 (1).增益的定義增益的定義 2. 天線 3）天線特性 全全 向向 天天 線線 增增 益益 與與 垂垂 直直 波波 瓣瓣 寬寬 度度 (7).(7).天線的增益天線的增益 2. 天線 3）天線特性 板板 狀狀 天天 線線 增增 益益 與與 水水 平平 波波 瓣瓣 寬寬 度度 90 180 360 半功率波瓣寬度半功率波瓣寬度 半波振子半波振子 帶反射板的半波振子帶反射板的半波振子 帶反射板的兩個半

25、波振子帶反射板的兩個半波振子 以半波振子以半波振子 為參考的增益為參考的增益 0dBd 3dBd 6dBd 理論輻射圖理論輻射圖 （7).7).天線的增益天線的增益 2. 天線 3）天線特性 一個單一對稱振子具有面包一個單一對稱振子具有面包 圈形的方向圖輻射圈形的方向圖輻射 一個各向同性的輻射器在所一個各向同性的輻射器在所 有方向具有相同的輻射有方向具有相同的輻射 一個天線與對稱振子相比較的增益一個天線與對稱振子相比較的增益 用用“dBd”表示表示 一個天線與各向同性輻射器相比較的一個天線與各向同性輻射器相比較的 增益用增益用“dBi”表示表示 例如例如: 3dBd = 5.17dBi 2.1

26、7dB 對稱振子的增益為對稱振子的增益為2.17dB （7).7).天線的增益天線的增益 B. 天線增益與方向圖的關系天線增益與方向圖的關系 一般說來，天線的主瓣波束寬度越窄，天線增益越高。一般說來，天線的主瓣波束寬度越窄，天線增益越高。 當旁瓣電平及前后比正常的情況下，可用下式近似表示當旁瓣電平及前后比正常的情況下，可用下式近似表示 反射面天線，則由于有效照射效率因素的影響，故反射面天線，則由于有效照射效率因素的影響，故 HE idBG 505022 32000 10 . log)( HE idBG 505022 27000 10 . log)( （7).7).天線的增益天線的增益 螺旋天線

27、螺旋天線 900MHz角形天線角形天線 2. 天線 4）天線示例 900MHz手機天線手機天線 CDMA手機天線手機天線 2. 天線 4）天線示例 900MHz 2dBi 吸頂天線吸頂天線 900MHz車臺天線車臺天線 2. 天線 4）天線示例 柵格拋物面天線組合柵格拋物面天線組合 450MHz 柵狀拋物面天線柵狀拋物面天線 2. 天線 4）天線示例 5.8GHz雙極化拋雙極化拋 物面天線物面天線 2.4GHz拋物面天線拋物面天線 2. 天線 4）天線示例 垂直地網(wǎng)天線（垂直地網(wǎng)天線（ Ground Plane）。這種天）。這種天 線制作和架設都很容易，線制作和架設都很容易， 雖然增益不高，但

28、是完全雖然增益不高，但是完全 沒有方向性，不至于遺漏沒有方向性，不至于遺漏 某個角落的信號，反而成某個角落的信號，反而成 為其優(yōu)點。另外它的輻射為其優(yōu)點。另外它的輻射 角度低，因此反而適合遠角度低，因此反而適合遠 距離信號距離信號 2. 天線 4）天線示例 400M玻璃鋼全向天線玻璃鋼全向天線 400M鋁合金全向天線鋁合金全向天線 2. 天線 4）天線示例 八木天線（八木天線（Yagi），是因為日本人八木發(fā)明而得名。八木天線是），是因為日本人八木發(fā)明而得名。八木天線是 經(jīng)典的定向天線，這張照片是一個垂直極化八木天線，采用折合振經(jīng)典的定向天線，這張照片是一個垂直極化八木天線，采用折合振 子。通常

29、八木天線在使用時應裝在有旋轉器的鐵塔上。旋轉器加上子。通常八木天線在使用時應裝在有旋轉器的鐵塔上。旋轉器加上 鐵塔的價格，有時比天線本身還高鐵塔的價格，有時比天線本身還高 陣 列 天 線 2. 天線 4）天線示例 兩副八木天線并列使用兩副八木天線并列使用 2. 天線 4）天線示例 八木天線的變種八木天線的變種對數(shù)周期天線（對數(shù)周期天線（LOG）。）。LOG天天 線的優(yōu)點是寬帶寬，圖上這副天線是從線的優(yōu)點是寬帶寬，圖上這副天線是從50MHz到到 1000MHz的接收天線的接收天線 2. 天線 4）天線示例 角角 錐錐 形形 喇喇 叭叭 型型 天天 線線 2. 天線 4）天線示例 基站天饋系統(tǒng)示意

30、圖基站天饋系統(tǒng)示意圖 8防雷保護器防雷保護器 主饋線（主饋線（7/8“） 5饋線卡饋線卡 6走線架走線架 4接地裝置接地裝置 3接頭密封件接頭密封件 絕緣密封膠帶，絕緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶絕緣膠帶 1天線調節(jié)支架天線調節(jié)支架 GSM/CDMA 板狀天線板狀天線 抱桿（抱桿（ 50114mm） 2室外饋線室外饋線 9室內(nèi)超柔饋線室內(nèi)超柔饋線 7饋線過線窗饋線過線窗 基站主設備基站主設備 1天線調節(jié)支架 用于調整天線的俯仰角度，范圍為：015 ； 2 室外跳線 用于天線與7/8主饋線之間的連接。常用的跳線采用1/2 饋線，長度一般為3米。 3 接頭密封件 用于室外跳線兩端接頭（與天線和主饋線相

31、接）的密封。 常用的材料有絕緣防水膠帶（3M2228）和PVC絕緣膠帶 3M33+）。 4 接地裝置（7/8饋線接地件 ） 主要是用來防雷和泄流，安裝時與主饋線的外導體直接連 接在一起。一般每根饋線裝三套，分別裝在饋線的上、中、下 部位， 接地點方向必須順著電流方向。 GSM/CDMA基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng) 5 7/8饋線卡子 用于固定主饋線，在垂直方向，每間隔1。5米裝一個，水平 方向每間隔1米安裝一個（在室內(nèi)的主饋線部分，不需要安裝 卡子，一般用尼龍白扎帶捆扎固定）。 常用的7/8卡子有兩種；雙聯(lián)和三聯(lián)。 7/8雙聯(lián)卡子可固定兩根饋線；三聯(lián)卡子可固定三根饋線。 6 走線架 用于布放主饋線

32、、傳輸線、電源線及安裝饋線卡子。 7 饋線過窗器 主要用來穿過各類線纜，并可用來防止雨水、鳥類、鼠類及 灰塵的進入。 8 防雷保護器（避雷器） 主要用來防雷和泄流，裝在主饋線與室內(nèi)超柔跳線之間，其 接地線穿過過線窗引出室外，與塔體相連或直接接入地網(wǎng)。 GSM/CDMA基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng) 9 室內(nèi)超柔跳線 用于主饋線（經(jīng)避雷器）與基站主設備之間的連接，常用 的跳線采用1/2超柔饋線，長度一般為23米。 由于各公司基站主設備的接口及接口位置有所不同，因此 室內(nèi)超柔跳線與主設備連接的接頭規(guī)格亦有所不同，常用的接 頭有7/16DIN型、有N型。有直頭、亦有彎頭。 10 尼龍黑扎帶 主要有兩個作用

33、： （1）安裝主饋線時，臨時捆扎固定主饋線，待饋線卡子裝好后， 再將尼龍扎帶剪斷去掉。 （2）在主饋線的拐彎處，由于不便使用饋線卡子，故用尼龍扎帶 固定。室外跳線亦用尼龍黑扎帶捆扎固定。 11 尼龍白扎帶 用于捆扎固定室內(nèi)部分的主饋線及室內(nèi)超柔跳線。 無線電波無線電波 什么叫無線電波？無線電波是一種能量傳輸形式，什么叫無線電波？無線電波是一種能量傳輸形式， 在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時 這兩者又都垂直于傳播方向。這兩者又都垂直于傳播方向。 3. 超短波傳播 無線電波無線電波有點象一個池塘上的波紋，在傳播時波會減弱。有點象一個池

34、塘上的波紋，在傳播時波會減弱。 無線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質有關。無線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質有關。 無線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用無線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用 公里秒表示。在媒質中的傳播速度為：公里秒表示。在媒質中的傳播速度為： /，式中，式中為傳播媒質的相對介電常數(shù)?？諝獾南鄬閭鞑ッ劫|的相對介電常數(shù)?？諝獾南鄬?介電常數(shù)與真空的相對介電常數(shù)很接近，略大于介電常數(shù)與真空的相對介電常數(shù)很接近，略大于。 因此，無線電波在空因此，無線電波在空 氣中的傳播速度略小于光速氣中的傳播速度略小于光速 ，通常我們就認為它等于光，通常我們就認為它等于光

35、速。速。 3. 超短波傳播 電磁波的傳播電磁波的傳播 電場電場 電場電場 電場電場 振子振子 電波傳輸方向電波傳輸方向 磁場磁場 磁場磁場 3. 超短波傳播 可用式可用式 / / 表示。表示。 式中，為速度，單位為米式中，為速度，單位為米/ /秒；秒； 為頻率，單位為赫茲；為頻率，單位為赫茲； 為波長，單位為米。為波長，單位為米。 由上述關系式不難看出，同一頻率的無線電波在不同的媒由上述關系式不難看出，同一頻率的無線電波在不同的媒 質中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。質中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。 我們通常使用的聚四氟乙烯型絕緣同軸射頻電纜其相對介我們通常使用的聚四氟乙烯

36、型絕緣同軸射頻電纜其相對介 電常數(shù)電常數(shù)約為約為2.12.1，因此，因此，/1.44 /1.44 ，/1.44/1.44 。 波長波長 無線電波的波長、頻率和傳播速度的關系無線電波的波長、頻率和傳播速度的關系 3. 超短波傳播 l1）.自由空間的傳播 由電磁場理論可知，若各向同性天線(亦稱全向 天線或無方向性天線)的輻射功率為瓦時，則距 輻射源d米處的電場強度有效值為 后者單位dB 自由空間傳播損耗可定義 d P E 30 0,lg20lg1077.74 0 d PE 2 0 4 d P P L 3. 超短波傳播 1）自由空間傳播 l1）.自由空間的傳播 傳播損耗 3. 超短波傳播 1）自由空

37、間傳播 GG df L 210 lg20lg2045.32 l（1）地波和天波 地波（3MHz） 天波（3MHz30MHz） 3. 超短波傳播 2）地面?zhèn)鞑?無線電波的波長不同，傳播特點也不完全相同。目前無線電波的波長不同，傳播特點也不完全相同。目前GSMGSM和和 CDMACDMA移動通信使用的頻段都屬于移動通信使用的頻段都屬于UHFUHF（特高頻）超短波段，其高（特高頻）超短波段，其高 端屬于微波。端屬于微波。 超短波和微波的超短波和微波的視距傳播視距傳播 超短波和微波的頻率很高，波長較短，它的地面波衰減很快。超短波和微波的頻率很高，波長較短，它的地面波衰減很快。 因此也不能依靠地面波作較

38、遠距離的傳播，它主要是由空間波來因此也不能依靠地面波作較遠距離的傳播，它主要是由空間波來 傳播的?？臻g波一般只能沿直線方向傳播到直接可見的地方。在傳播的?？臻g波一般只能沿直線方向傳播到直接可見的地方。在 直視距離內(nèi)超短波的傳播區(qū)域習慣上稱為直視距離內(nèi)超短波的傳播區(qū)域習慣上稱為“照明區(qū)照明區(qū)”。在直視距。在直視距 離內(nèi)超短波接收裝置才能穩(wěn)定地接收信號。離內(nèi)超短波接收裝置才能穩(wěn)定地接收信號。 3. 超短波傳播 2）地面?zhèn)鞑?直視距離和發(fā)射天線以及接收天線的高度有關系，并受到地直視距離和發(fā)射天線以及接收天線的高度有關系，并受到地 球曲率半徑的影響。由簡單的幾何關系式可知球曲率半徑的影響。由簡單的幾何

39、關系式可知 AB3.57(HT+HR)(公里公里) 由于大氣層對超短波的折射作用，有效傳播直視距離為由于大氣層對超短波的折射作用，有效傳播直視距離為 ABAB4.12 4.12 (HT+HR)( (公里公里) ) BA RT RRO 接收天線高HR 發(fā)射天線高HT 3. 超短波傳播 2）地面?zhèn)鞑?（3 3）多徑傳播）多徑傳播 電波除了直接傳播外，遇到障礙物，例如，山丘、森林、電波除了直接傳播外，遇到障礙物，例如，山丘、森林、 地面或樓房等高大建筑物，還會產(chǎn)生反射。因此，到達接收天線地面或樓房等高大建筑物，還會產(chǎn)生反射。因此，到達接收天線 的超短波不僅有直射波，還有反射波，這種現(xiàn)象就叫多徑傳輸。

40、的超短波不僅有直射波，還有反射波，這種現(xiàn)象就叫多徑傳輸。 由于多途徑傳播使得信號場強分布相當復雜，波動很大；也由于多途徑傳播使得信號場強分布相當復雜，波動很大；也 由于多徑傳輸?shù)挠绊?，會使電波的極化方向發(fā)生變化，因此，有由于多徑傳輸?shù)挠绊懀瑫闺姴ǖ臉O化方向發(fā)生變化，因此，有 的地方信號場強增強，有的地方信號場強減弱。另外，不同的障的地方信號場強增強，有的地方信號場強減弱。另外，不同的障 礙物對電波的反射能力也不同。例如：鋼筋水泥建筑物對超短波礙物對電波的反射能力也不同。例如：鋼筋水泥建筑物對超短波 的反射能力比磚墻強。我們應盡量避免多徑傳輸效應的影響。同的反射能力比磚墻強。我們應盡量避免多徑

41、傳輸效應的影響。同 時可采取空間分集或極化分集的措施加以對應。時可采取空間分集或極化分集的措施加以對應。 3. 超短波傳播 2）地面?zhèn)鞑?（3 3）多徑傳播）多徑傳播 3. 超短波傳播 2）地面?zhèn)鞑?. .多徑傳播的信號接收多徑傳播的信號接收用分集接收改善信號電平用分集接收改善信號電平 3. 超短波傳播 2）地面?zhèn)鞑?3. 超短波傳播 3）無線衰落信道的傳 播特征 l三種衰落 大尺度衰落 陰影衰落 多徑衰落 3. 超短波傳播 3）無線衰落信道的傳播特征 l多普勒頻移 附加頻率偏移 最大多普勒頻偏(Hz) f c vf v f m c d cos=cos=cos= 100km/h 75km/h5

42、0km/h25km/h 900MHz83624221 2GHz1851399346 l（1）.FDMA 這是一種簡單的多址方式，每個載頻工作在一個 專業(yè)頻率上，而所有的載波互不相同。為了使各 載波之間不互相干擾，它們的載波頻率之間必須 有足夠的間隔 4.移動信息傳輸關鍵技術-1）多址技術 l（2）.TDMA 時分多址是把時間分割成周期性的幀(Frame) 每一個幀再分割成若干個時隙向基站發(fā)送信 號，在滿足定時和同步的條件下，基站可以 分別在各時隙中接收到各移動終端的信號而 不混擾。 4.移動信息傳輸關鍵技術-1）多址技術 l（3）.CDMA 每個通信用戶所發(fā)射的信號往往占用整個通信系 統(tǒng)（例如

43、超短波）的頻帶，而發(fā)射時間可任意選 擇，因此各用戶所發(fā)射的信號在時間上和頻率上 都可以互相重疊。碼分多址（CDMA）是按照信 號波形來區(qū)分各用戶地址的， 4.移動信息傳輸關鍵技術-1）多址技術 什么是擴展頻譜調制？ 已調信號帶寬遠大于調制信號帶寬的任何調制體制。 l擴頻譜調制的目的： 提高抗窄帶干擾的能力。 將發(fā)射信號掩藏在背景噪聲中，以防止竊聽。 提高抗多徑傳輸效應的能力。 提供多個用戶共用同一頻帶的可能。 提供測距能力。 擴頻技術的種類： l直接序列擴譜(DSSS) l跳頻擴頻(FHSS) 4.移動信息傳輸關鍵技術-2）擴頻技術 （1） 直接序列擴頻(DSSS) BPSK調制的DSSS通信系統(tǒng)原理方框圖。 l信號碼元持續(xù)時間 = T l擴譜碼c(t)通常采用m序列 l擴譜碼的碼元稱為碼片(ch