課程03-天線相關(guān)知識

1、天線相關(guān)知識天線相關(guān)知識Good Good Study Day Day UP!初識天線初識天線Page1初識天線初識天線Page2初識天線初識天線Page3初識天線初識天線Page4初識天線初識天線Page5初識天線初識天線Page6 天線基本原理天線的分類天線相關(guān)參數(shù)天線選型原則主要內(nèi)容主要內(nèi)容天線定義天線定義u什么是天線？n把從導(dǎo)線上傳下來的電信號做為無線電波發(fā)射到空間.n收集無線電波并產(chǎn)生電信號B Bl la ah h b la hbl ahblah基站天饋系統(tǒng)示意圖防雷保護器防雷保護器主饋線（主饋線（7/8“）饋線卡饋線卡走線架走線架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

2、緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶絕緣膠帶天線調(diào)節(jié)支架天線調(diào)節(jié)支架板狀天線板狀天線抱桿（抱桿（ 50114mm）室外跳線室外跳線室內(nèi)超柔跳線室內(nèi)超柔跳線饋線過線窗饋線過線窗基站基站在整個基站系統(tǒng)造價中，天線雖然占了很少的份額，但是卻起著非常重要的作用，基站的輻射能量都要從天線發(fā)射出去而終端的信號也要通過天線進行接收。天線的位置天線的位置天線工作原理天線工作原理u導(dǎo)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(dǎo)線的長短和形狀有關(guān)；u當導(dǎo)線的長度增大到可與波長相比擬時，導(dǎo)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)生顯著輻射的直導(dǎo)線稱為振子。天線工作原理天線工作原理天線工作原理

3、天線工作原理單 元 振 子饋 電 網(wǎng) 絡(luò)饋 電 網(wǎng) 絡(luò)天 線 接 頭天 線 接 頭單 元 振 子饋 電 網(wǎng) 絡(luò)定 向 天 線全 向 天 線天線工作帶寬天線工作帶寬u無論是發(fā)射天線還是接收天線，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。u天線工作帶寬有幾種不同的定義：n一種是指天線增益下降3dB時的頻帶寬度;n一種是指在規(guī)定的駐波比下天線的工作頻帶寬度; u在移動通信系統(tǒng)中天線工作帶寬是按后一種定義的。具體的說，就是當天線的輸入駐波比1.5時，天線的工作帶寬。天線極化方式天線極化方式u在天線的各

4、項參數(shù)里有一個很重要的參數(shù)就是極化方式。u天線的極化就是指天線輻射時形成的電場強度方向。當電場強度方向垂直于地面時，此電波就稱為垂直極化波；當電場強度方向平行于地面時，此電波就稱為水平極化波。垂直極化水平極化+ 45度傾斜的極化- 45度傾斜的極化雙極化天線雙極化天線u雙極化天線是由極化彼此正交的兩根天線封裝在同一天線罩中組成的，采用雙線極化天線,可以大大減少天線數(shù)目，簡化天線工程安裝，降低成本，減少了天線占地空間。在雙極化天線中，通常使用+45和-45正交雙線極化。V/H (垂直垂直/水平水平)傾斜傾斜 (+/- 45) 天線基本原理天線的分類天線相關(guān)參數(shù)天線選型原則主要內(nèi)容主要內(nèi)容按輻射方

5、向劃分按輻射方向劃分定向天線全向天線按外形劃分按外形劃分板狀天線帽形天線鞭狀天線面狀天線按極化方式劃分按極化方式劃分垂直極化全向天線垂直極化定向天線雙極化天線單極化天線和雙極化天線單極化天線和雙極化天線u單極化天線多采用垂直線極化u雙極化天線多采用45雙線極化雙極化天線單極化天線單極化天線雙極化天線有兩個端口單極化天線僅一個端口單極化天線和雙極化天線外觀識別單極化天線和雙極化天線外觀識別 天線基本原理天線的分類天線相關(guān)參數(shù)天線選型原則主要內(nèi)容主要內(nèi)容天線方向圖天線方向圖u 天線輻射的電磁場在固定距離上隨角坐標分布的圖形，稱為方向圖。用輻射場強表示的稱為場強方向圖，用功率密度表示的稱之功率方向圖

6、，用相位表示的稱為相位方向圖。u 天線的方向性表征了天線向一定方向輻射電磁波的能力。對于接收天線而言，方向性表征天線對不同方向傳來的電波所具有的接收能力。u 在移動通信工程中，通常用功率方向圖來表示，分為水平方向圖和垂直方向圖。定向天線方向圖全向天線方向圖u 所謂的全向天線是指一種在水平方向圖上表現(xiàn)為360都均勻輻射，也就是平常所說的無方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有一定寬度的波束，一般情況下波瓣寬度越小，增益越大。全向天線在移動通信系統(tǒng)中一般應(yīng)用與郊縣大區(qū)制的站型或者小功率應(yīng)用的小靈通天線領(lǐng)域，覆蓋范圍涵蓋周圍不同距離的360 范圍。全向天線典型方向圖水平面方向圖垂直面方向圖全向天線方向圖全向

7、天線方向圖u 定向天線，在在水平方向圖上表現(xiàn)為一定角度范圍輻射，也就是平常所說的有方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有一定寬度的波束，同全向天線一樣，波瓣寬度越小，增益越大。定向天線在移動通信系統(tǒng)中一般應(yīng)用于城區(qū)小區(qū)制的站型，覆蓋范圍小，用戶密度大，頻率利用率高。定向天線方向圖定向天線方向圖定向天線典型方向圖水平面方向圖垂直面方向圖波束寬度波束寬度u 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。在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強度降低 3 dB（功率密度降低一半）的兩點間的夾角定義為波瓣寬度（又稱波束寬度或主瓣寬度或半功率角）。主瓣瓣寬越窄，則方向性越好，抗干擾能力越強。

8、653dB 水平波束寬度 Peak - 3dB13Peak - 3dB3dB 垂直波束寬度 天線增益的定義：天線增益是指天線將發(fā)射功率往某一指定方向集中輻射的能力。u 一般把天線的最大輻射方向上的場強E與理想多向同性天線（理想點源）均勻輻射場強E相比，以功率密度增強的倍數(shù)定義為增益。增益越高，天線波束的范圍就越小。u 天線增益單位：dBi或者dBd切記：天線本身不增加所輻射信號的能量，它只是通過天線振子的組合并改變其饋電方式把能量集中到某一個方向。天線增益天線增益天線傾角天線傾角機械下傾電下傾無下傾時無下傾時在饋電網(wǎng)絡(luò)中在饋電網(wǎng)絡(luò)中路徑長度相等路徑長度相等有下傾時有下傾時在饋電網(wǎng)絡(luò)中在饋電網(wǎng)絡(luò)

9、中路徑長度不相等路徑長度不相等電下傾情況下的波束覆蓋電下傾情況下的波束覆蓋無下傾無下傾電下傾電下傾天線傾角天線傾角機械下傾情況下的波束覆蓋機械下傾情況下的波束覆蓋無下傾無下傾機械下傾機械下傾天線傾角天線傾角下傾方法的比較下傾方法的比較10電下傾電下傾10機械下傾機械下傾6 電下傾電下傾+ 4 機械下傾機械下傾天線傾角天線傾角天線波束下傾演示天線波束下傾演示前后比前后比u 方向圖中，前后瓣最大電平之比稱為前后比。u 表明了天線對后瓣抑制的好壞。選用前后比低的天線，天線的后瓣有可能產(chǎn)生越區(qū)覆蓋，導(dǎo)致切換關(guān)系混亂，產(chǎn)生掉話。一般在2530dB之間，應(yīng)優(yōu)先選用前后比為30的天線。后向功率前向功率u 駐

10、波比（VSWR）：Voltage Standing Wave Ratiu 天線駐波比是表示天饋線與基站匹配程度的指標。它的產(chǎn)生是由于入射波能量傳輸?shù)教炀€輸入端后未被全部輻射出去，產(chǎn)生反射波，迭加而成的。 假設(shè)基站發(fā)射功率是10W，反射回0.5W， 由此可算出回波損耗：RL10lg(10/0.5)=13dB， 計算反射系數(shù)：RL=-20lg ,0.2238 VSWR=(1+)/(1- )1.57u 一般要求天線的駐波比小于1.5，駐波比是越小越好，但工程上沒有必要追求過小的駐波比。駐波比駐波比其它電氣指標其它電氣指標天線電氣指標示例天線電氣指標示例某定向天線參數(shù)電氣性能指標 Electrical

11、 Specifications頻帶 Frequency Range(MHz) 820975增益 Gain(dBi) 17駐波比 V.S.W.R 1.4極化 Polarization 45端口隔離 Isolation Between Two Ports(dB) 30交叉極化鑒別率 Cross-Polar Discrimination(dB) 15水平波束寬度 Horizontal-3dB Beamwidth() 90垂直波束寬度 Vertical-3dB Beamwidth() 7預(yù)置電下傾角 Electrical Downtilt() 0前后比 Front-to-Back Ratio(dB)

12、25三階無源交調(diào) IMD3(dBc) -107輸入阻抗 Impedance() 50接頭型式 Connector Type 7/16DIN(F)雷電保護 Lightning Protection 直流接地 Direct Ground最大功率 Maximum Input Power(W) 500 天線機械指標天線機械指標u 天線輸入接口u 天線尺寸u 天線重量u 風(fēng)載荷u 工作溫度u 濕度要求u 雷電防護u 三防能力 天線基本原理天線的分類天線相關(guān)參數(shù)天線選型原則主要內(nèi)容主要內(nèi)容天線選型原則城區(qū)天線選型原則城區(qū)環(huán)境特點：u 站址分布較密，要求單基站覆蓋范圍小，盡量減少越區(qū)覆蓋的現(xiàn)象，減少干擾，提

13、高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和容量。天線選取原則：u 工作頻率：900MHz /1800MHzu 極化方式：45 雙極化 u 水平波束寬度65，垂直波瓣寬度為7-10的天線u 增益：15 -18dBiu 下傾方式： 預(yù)置 6電下傾、或0 10 可調(diào)電下傾； 0 15可調(diào)機械下傾 u 前后比： 25dB天線選型原則郊區(qū)天線選型原則郊區(qū)環(huán)境特點：u 郊區(qū)的環(huán)境介于城區(qū)環(huán)境與農(nóng)村環(huán)境之間，有的地方可能更接近城區(qū)，基站數(shù)量不少，這時覆蓋與干擾控制在天線選型時都要考慮。而有的地方可能更接近農(nóng)村地方，覆蓋成為重要因素。因此在天線選型方面可以視實際情況參考城區(qū)及農(nóng)村的天線選型原則。天線選取原則：u 工作頻率：900MHz /1800MHzu 極化方式：45 雙極化 u 水平波束寬度65或者90 ，垂直波瓣寬度為5-7的天線u 增益：15 -18dBiu 下傾方式：一般不采用預(yù)置電下傾的天線，即使采用預(yù)置電下傾，一般下傾角也比較小。天線選型原則農(nóng)村天線選型原則農(nóng)村應(yīng)用環(huán)境特點：u 基站分布稀疏，話務(wù)量較小，覆蓋要求廣。有的地方會采用孤站覆蓋，覆蓋是最受關(guān)注的