天線原理介紹

1、天線原理介紹天線原理介紹京信通信系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司京信通信系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司20102010年年1212月月 傳輸線傳輸線終端張角傳輸線終端張角傳輸線對(duì)稱振子對(duì)稱振子天線的定義天線的定義 能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波或能夠有效地接收空間某特定方向來的電磁波的裝置。 能量轉(zhuǎn)換導(dǎo)行波和自由空間波的轉(zhuǎn)換； 定向輻射（接收）具有一定的方向性。天線的輻射原理：天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念天線的輻射原理：天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念 天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念 /62. 013DR /222DR根據(jù)根據(jù)C（光速）（光速）=f（頻率）（頻率）（波長(zhǎng)）（波長(zhǎng)）

2、 得出波長(zhǎng)與頻率成反比得出波長(zhǎng)與頻率成反比頻率越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，天線越大半波振子半波振子1/4 1/4 波長(zhǎng)波長(zhǎng)1/4 1/4 波長(zhǎng)波長(zhǎng)1/2 1/2 波長(zhǎng)波長(zhǎng)半波振子半波振子波長(zhǎng)波長(zhǎng)1/2 1/2 波長(zhǎng)波長(zhǎng)半波振子是天線的基本輻射單元天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念小于半波長(zhǎng)小于半波長(zhǎng)半波長(zhǎng)半波長(zhǎng)大于半波長(zhǎng)大于半波長(zhǎng)半波振子半波振子天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念 基站天線組成基站天線組成(定向）定向）天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念 基站天線組成（全向）基站天線組成（全向）天線原理天線原理

3、天線基本概念天線基本概念 室內(nèi)分布天線組成室內(nèi)分布天線組成單錐全向吸頂單錐全向吸頂雙錐全向吸頂雙錐全向吸頂將“輪胎”壓扁，信號(hào)就越集中，增益就越高，天線尺寸就越大。 增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念天線增益的幾個(gè)要點(diǎn)天線是無源器件，不能產(chǎn)生能量。天線增益只是將能量有效集中向某特定方向輻射或接受電磁波的能力。天線的增益由振子疊加而產(chǎn)生。增益越高，天線長(zhǎng)度越長(zhǎng)。增益每提高3dB，天線體積變大一倍。天線增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系天線原理天線原理天線基本概念天線基本

4、概念)(log103310dBVdBHCDG天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念垂直面波束寬度14度垂直面波束寬度7度垂直面波束寬度上3dB覆蓋點(diǎn)主瓣頂點(diǎn)下 3dB覆蓋點(diǎn)主瓣覆蓋距離14度667.84米198.49米114.48米553.36米7度307.19米198.49米145.79米161.4米基站設(shè)置基站設(shè)置-站高：站高：35米，米， 下傾角度：下傾角度：10度度天線輻射參數(shù)天線輻射參數(shù)輻射參數(shù):主瓣；副瓣；半功率波束寬度；前后比；交叉極化鑒別率；增益；上旁瓣抑制；下零點(diǎn)填充；波束下傾角；天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念方向圖：方向圖

5、：由三維輻射立體圖轉(zhuǎn)化成的二維平面圖形，包括水平面方向圖及垂直面方向圖。水平面水平面垂直面垂直面天線輻射參數(shù)天線輻射參數(shù)波束寬度波束寬度天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念10dB 波瓣寬度120 (eg)峰值峰值 - 10dB峰值 - 10dB60 (eg)峰值峰值 - 3dB峰值 - 3dB3dB 波瓣寬度上旁瓣上旁瓣 (dB) (dB)下旁瓣下旁瓣 ( (dB)dB)天線輻射參數(shù)天線輻射參數(shù)旁瓣抑制、零點(diǎn)填充、波束下傾旁瓣抑制、零點(diǎn)填充、波束下傾角角天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念前后比是指扇形天線的前向輻射功率和后向輻射功率之比后向功率后向功率前向功前向功率率前后比前后比(

6、 (dB) = 10 log dB) = 10 log ，典型值約為典型值約為25dB25dB目的是盡可能減少后向輻射功率目的是盡可能減少后向輻射功率前向功率前向功率后向功率后向功率天線輻射參數(shù)天線輻射參數(shù)前后比前后比天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念前后比較差前后比較差前后比較好前后比較好天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念1、天線本身指標(biāo)不合格，前后比、旁瓣不理想、天線本身指標(biāo)不合格，前后比、旁瓣不理想2、扇區(qū)規(guī)劃不合理、主方向反射、折射嚴(yán)重（如玻璃外墻阻擋、金屬物質(zhì)遮擋等）、扇區(qū)規(guī)劃不合理、主方向反射、折射嚴(yán)重（如玻璃外墻阻擋、金屬物質(zhì)遮

7、擋等）扇區(qū)偏移20度反射信號(hào)扇區(qū)主方向阻擋大樓反射信號(hào)反射信號(hào)過強(qiáng)過強(qiáng)反射信號(hào)扇區(qū)主方向阻擋大樓反射信號(hào)反射信號(hào)減弱減弱垂直方式垂直方式水平方式水平方式+ 45+ 45斜角斜角- 45- 45斜角斜角無線電波振動(dòng)的平面稱為它的極化面天線輻射參數(shù)天線輻射參數(shù)極化極化天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念即一個(gè)單元中有兩個(gè)天線兩個(gè)天線中的波是相互獨(dú)立的V/H (V/H (垂直垂直/ /水平水平) )斜角斜角 (+/- 45 (+/- 45) )天線輻射參數(shù)天線輻射參數(shù)極化極化天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念其中， 為極化匹配因子， 為來波與接收天線的夾角。 天線輻射參數(shù)天線輻射參數(shù)極化極

8、化天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念接收天線接收天線發(fā)射天線發(fā)射天線極化匹配因子極化匹配因子極化損耗極化損耗(dB)垂直（或水平）極化垂直（或水平）極化垂直（或水平）極化垂直（或水平）極化10垂直（或水平）極化垂直（或水平）極化水平（或垂直）極化水平（或垂直）極化0無窮大無窮大垂直極化垂直極化45度極化度極化1/23dB2cos天線輻射參數(shù)天線輻射參數(shù)交叉極化比交叉極化比天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念 天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念應(yīng)用應(yīng)用環(huán)境環(huán)境極化分集極化分集增益增益( (dB)dB)空間分集空間分集增益增益( (dB)dB

9、)密集建筑區(qū)(室內(nèi))3.75.0密集建筑區(qū)(室外)4.73.3一般城鎮(zhèn)(室內(nèi))4.03.7一般城鎮(zhèn)(室外)5.74.7農(nóng)村2.75.3天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念減小的天線輻射功率減小的天線輻射功率VSWR 回波損耗回波損耗(dB)反射功率反射功率(dB)3.0 6.0 25%1.252.0 9.5 11%0.51.8 11.0 8.0%0.361.5 14.0 4.0%0.171.4 15.5 2.8%0.121.3 17.5 1.7%0.071.2 21.0 0.8%0.03天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念防雷保護(hù)器防雷保護(hù)器主饋線（主饋線（7/87/8“）饋線卡饋線卡

10、接地裝置接地裝置接頭密封件接頭密封件絕緣密封膠帶，絕緣密封膠帶，PVCPVC絕緣膠帶絕緣膠帶天線調(diào)節(jié)支架天線調(diào)節(jié)支架抱桿抱桿室外饋線室外饋線室內(nèi)超柔饋線室內(nèi)超柔饋線饋線過線窗饋線過線窗基站主設(shè)備基站主設(shè)備天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念一體化結(jié)構(gòu)螺紋擰固N(yùn)型公頭跳線天線天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念無源交調(diào)（PIM）：當(dāng)兩個(gè)頻率f1和f2輸入到天線，由于非線性效應(yīng)，天線輻射的信號(hào)除頻率 f1 和 f2 外，還包括有其他頻率，如 2f1-f2 和 2f2-f1 (3階) 等。 天線互調(diào)是指當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)發(fā)射頻率信號(hào)經(jīng)過天線時(shí)，由于天線的非線性而引起的與原信號(hào)頻率及倍頻有和差關(guān)系、

11、并落在接收頻帶內(nèi)的射頻信號(hào)。這些信號(hào)電平足夠大時(shí)，就會(huì)造成系統(tǒng)性能下降。天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)下行頻段（下行頻段（MHz）上行頻段上行頻段 （MHz）可能產(chǎn)生的三階交調(diào)可能產(chǎn)生的三階交調(diào)頻段（頻段（MHz）可能產(chǎn)生的五階交調(diào)可能產(chǎn)生的五階交調(diào)頻段（頻段（MHz）結(jié)論結(jié)論電信電信CDMA800870880825835860890850900三階、五階都不落入到三階、五階都不落入到Rx的接收范圍的接收范圍移動(dòng)移動(dòng)GSM900935954890909916973897992三階不落入到三階不落入到Rx的接收的接收范圍，范圍，五階落入到五階落入到Rx的的接收范

12、圍接收范圍移動(dòng)移動(dòng)EGSM900930-935885-890925940920945三階、五階都不落入到三階、五階都不落入到Rx的接收范圍的接收范圍聯(lián)通聯(lián)通GSM900954960909915948966942972三階、五階都不落入到三階、五階都不落入到Rx的接收范圍的接收范圍移動(dòng)移動(dòng)GSM180018051825171017301785184517651865三階、五階都不落入到三階、五階都不落入到Rx的接收范圍的接收范圍聯(lián)通聯(lián)通GSM180018401850174517551830186018201870三階、五階都不落入到三階、五階都不落入到Rx的接收范圍的接收范圍聯(lián)通聯(lián)通WCDMA21302145194019552115216021002175三階、五階都不落入到三階、五階都不落入到Rx的接收范圍的接收范圍電信電信CDMA200021102125192019352095214020802155三階、五階都不落入到三階、五階都不落入到Rx的接收范圍的接收范圍天線原理天線原理天線基本概念天線基本概念