天線原理介紹課件

傳輸線終端張角傳輸線對(duì)稱振子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。天線的功能：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—天線基本概念傳輸線終端張角傳輸線對(duì)稱振子天線的定義天線的輻射原天線的輻射原理：天線原理—天線基本概念天線的輻射原理：天線原理—天線基本概念

天線原理—天線基本概念電磁波輻射與場(chǎng)區(qū)的劃分

(a)感應(yīng)近場(chǎng)(b)輻射近場(chǎng)(c)輻射遠(yuǎn)場(chǎng)

天線實(shí)際使用區(qū)域?yàn)檩椛溥h(yuǎn)場(chǎng)區(qū)

天線原理—天線基本概念電磁波輻射與場(chǎng)區(qū)的劃分天線實(shí)根據(jù)C（光速）=f（頻率）×λ（波長(zhǎng)）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1/4波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)半波振子波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)半波振子是天線的基本輻射單元天線原理—天線基本概念根據(jù)C（光速）=f（頻率）×λ（波長(zhǎng)）得出波長(zhǎng)與頻率成反天線原理—天線基本概念小于半波長(zhǎng)半波長(zhǎng)大于半波長(zhǎng)天線原理—天線基本概念小于半波長(zhǎng)半波長(zhǎng)大于半波長(zhǎng)半波振子天線原理—天線基本概念半波振子天線原理—天線基本概念天線原理—天線基本概念

基站天線組成(定向）天線原理—天線基本概念基站天線組成(定向）天線原理—天線基本概念

基站天線組成（全向）天線原理—天線基本概念基站天線組成（全向）天線原理—天線基本概念

室內(nèi)分布天線組成單錐全向吸頂雙錐全向吸頂天線原理—天線基本概念室內(nèi)分布天線組成單錐全向吸頂雙錐全向?qū)ⅰ拜喬ァ眽罕?，信?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)系天線原理—天線基本概念將“輪胎”壓扁，信號(hào)就越集中，增益就越高，天線尺寸就越大。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。對(duì)于基站天線，C取33000較為合適。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)系天線原理—天線基本概念天線增益的幾個(gè)要點(diǎn)：增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系天線原理—天天線原理—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----站高：35米，下傾角度：10度天線原理—天線基本概念垂直面波束寬度14度垂直面波束寬度7度天線輻射參數(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—天線基本概念天線輻射參數(shù)輻射參數(shù):天線原理—天線基本概念天線原理—天線基本概念方向圖：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。水平面垂直面天線原理—天線基本概念方向圖：水平面垂直面天線輻射參數(shù)－波束寬度天線原理—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波瓣寬度天線輻射參數(shù)－波束寬度天線原理—天線基本概念10dB波瓣寬上旁瓣(dB)下旁瓣(dB)天線輻射參數(shù)－旁瓣抑制、零點(diǎn)填充、波束下傾角天線原理—天線基本概念上旁瓣(dB)下旁瓣(dB)天線輻射參數(shù)－旁瓣抑制、零點(diǎn)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前向功率前后比(dB)=10log，典型值約為25dB目的是盡可能減少后向輻射功率前向功率后向功率天線輻射參數(shù)－前后比天線原理—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前天線原理—天線基本概念前后比較差前后比較好天線原理—天線基本概念前后比較差前后比較好天線原理—天線基本概念實(shí)際站點(diǎn)的后瓣、旁瓣信號(hào)過強(qiáng)的原因分析1、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)偏移20度反射信號(hào)扇區(qū)主方向阻擋大樓反射信號(hào)過強(qiáng)反射信號(hào)扇區(qū)主方向阻擋大樓反射信號(hào)減弱天線原理—天線基本概念實(shí)際站點(diǎn)的后瓣、旁瓣信號(hào)過強(qiáng)的原因分析垂直方式水平方式+45斜角-45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)－極化天線原理—天線基本概念垂直方式水平方式+45斜角-45斜角無線電波振動(dòng)的平面稱即一個(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(垂直/水平)斜角(+/-45°)天線輻射參數(shù)－極化天線原理—天線基本概念即一個(gè)單元中有兩個(gè)天線V/H(垂直/水平)斜角(+/-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)－極化天線原理—天線基本概念接收天線發(fā)射天線極化匹配因子極化損耗(dB)垂直（或水平）極化垂直（或水平）極化10垂直（或水平）極化水平（或垂直）極化0無窮大垂直極化45度極化1/23dB其中，為極化匹配因子，為來波與接收天線的夾角。天線天線輻射參數(shù)－交叉極化比天線原理—天線基本概念天線輻射參數(shù)－交叉極化比天線原理—天線基本概念天線原理—天線基本概念900MHz：最小：3m建議：6m1800MHz：最?。?m建議：4m

天線原理—天線基本概念900MHz：最?。?m天線原理—天線基本概念應(yīng)用環(huán)境極化分集增益(dB)空間分集增益(dB)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—天線基本概念應(yīng)用極化分集空間分集密集建筑區(qū)3.75天線原理—天線基本概念駐波比：天線高效率輻射的基本指標(biāo)要求。在全頻段內(nèi)考察VSWR，取最大值為指標(biāo)。評(píng)估舉例：指標(biāo)為1.5，所有頻點(diǎn)都需要優(yōu)于該指標(biāo)。減小的天線輻射功率VSWR回波損耗(dB)反射功率％(dB)3.06.025%1.252.09.511%0.51.811.08.0%0.361.514.04.0%0.171.415.52.8%0.121.317.51.7%0.071.221.00.8%0.03天線原理—天線基本概念駐波比：天線高效率輻射的基本指標(biāo)要求。天線原理—天線基本概念防雷保護(hù)器主饋線（7/8“）饋線卡接地裝置接頭密封件絕緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶天線調(diào)節(jié)支架抱桿室外饋線室內(nèi)超柔饋線饋線過線窗基站主設(shè)備天線原理—天線基本概念防雷保護(hù)器主饋線（7/8“）饋線卡接地天線原理—天線基本概念一體化結(jié)構(gòu)螺紋擰固駐波測(cè)試主意事項(xiàng)：1）測(cè)試環(huán)境：空曠無遮擋2）校準(zhǔn)：需把轉(zhuǎn)跳線一起校準(zhǔn)3）接頭：質(zhì)量要好N型公頭跳線天線天線原理—天線基本概念一體化結(jié)構(gòu)螺紋擰固駐波測(cè)試主意事項(xiàng)：N天線原理—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、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—天線基本概念無源交調(diào)（PIM）：當(dāng)兩個(gè)頻率f1和f天線原理—天線基本概念移動(dòng)通信系統(tǒng)下行頻段（MHz）上行頻段（MHz）可能產(chǎn)生的三階交調(diào)頻段（MHz）可能產(chǎn)生的五階交調(diào)頻段（MHz）結(jié)論電信CDMA800870~880825~835860~890850~900三階、五階都不落入到Rx的接收范圍移動(dòng)GSM900935~954890~909916~973897~992三階不落入到Rx的接收范圍，五階落入到Rx的接收范圍移動(dòng)EGSM900930-935885-890925~940920~945三階、五階都不落入到Rx的接收范圍聯(lián)通GSM900954~960909~915948~966942~972三階、五階都不落入到Rx的接收范圍移動(dòng)GSM18001805~18251710~17301785~18451765~1865三階、五階都不落入到Rx的接收范圍聯(lián)通GSM18001840~18501745~17551830~18601820~1870三階、五階都不落入到Rx的接收范圍聯(lián)通WCDMA2130~21451940~19552115~21602100~2175三階、五階都不落入到Rx的接收范圍電信CDMA20002110~21251920~19352095~21402080~2155三階、五階都不落入到Rx的接收范圍天線原理—天線基本概念移動(dòng)通信系統(tǒng)下行頻段（MHz）上行頻段

傳輸線終端張角傳輸線對(duì)稱振子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。天線的功能：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—天線基本概念傳輸線終端張角傳輸線對(duì)稱振子天線的定義天線的輻射原天線的輻射原理：天線原理—天線基本概念天線的輻射原理：天線原理—天線基本概念

天線原理—天線基本概念電磁波輻射與場(chǎng)區(qū)的劃分

(a)感應(yīng)近場(chǎng)(b)輻射近場(chǎng)(c)輻射遠(yuǎn)場(chǎng)

天線實(shí)際使用區(qū)域?yàn)檩椛溥h(yuǎn)場(chǎng)區(qū)

天線原理—天線基本概念電磁波輻射與場(chǎng)區(qū)的劃分天線實(shí)根據(jù)C（光速）=f（頻率）×λ（波長(zhǎng)）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1/4波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)半波振子波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)半波振子是天線的基本輻射單元天線原理—天線基本概念根據(jù)C（光速）=f（頻率）×λ（波長(zhǎng)）得出波長(zhǎng)與頻率成反天線原理—天線基本概念小于半波長(zhǎng)半波長(zhǎng)大于半波長(zhǎng)天線原理—天線基本概念小于半波長(zhǎng)半波長(zhǎng)大于半波長(zhǎng)半波振子天線原理—天線基本概念半波振子天線原理—天線基本概念天線原理—天線基本概念

基站天線組成(定向）天線原理—天線基本概念基站天線組成(定向）天線原理—天線基本概念

基站天線組成（全向）天線原理—天線基本概念基站天線組成（全向）天線原理—天線基本概念

室內(nèi)分布天線組成單錐全向吸頂雙錐全向吸頂天線原理—天線基本概念室內(nèi)分布天線組成單錐全向吸頂雙錐全向?qū)ⅰ拜喬ァ眽罕?，信?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)系天線原理—天線基本概念將“輪胎”壓扁，信號(hào)就越集中，增益就越高，天線尺寸就越大。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。對(duì)于基站天線，C取33000較為合適。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)系天線原理—天線基本概念天線增益的幾個(gè)要點(diǎn)：增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系天線原理—天天線原理—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----站高：35米，下傾角度：10度天線原理—天線基本概念垂直面波束寬度14度垂直面波束寬度7度天線輻射參數(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—天線基本概念天線輻射參數(shù)輻射參數(shù):天線原理—天線基本概念天線原理—天線基本概念方向圖：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。水平面垂直面天線原理—天線基本概念方向圖：水平面垂直面天線輻射參數(shù)－波束寬度天線原理—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波瓣寬度天線輻射參數(shù)－波束寬度天線原理—天線基本概念10dB波瓣寬上旁瓣(dB)下旁瓣(dB)天線輻射參數(shù)－旁瓣抑制、零點(diǎn)填充、波束下傾角天線原理—天線基本概念上旁瓣(dB)下旁瓣(dB)天線輻射參數(shù)－旁瓣抑制、零點(diǎn)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前向功率前后比(dB)=10log，典型值約為25dB目的是盡可能減少后向輻射功率前向功率后向功率天線輻射參數(shù)－前后比天線原理—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前天線原理—天線基本概念前后比較差前后比較好天線原理—天線基本概念前后比較差前后比較好天線原理—天線基本概念實(shí)際站點(diǎn)的后瓣、旁瓣信號(hào)過強(qiáng)的原因分析1、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)偏移20度反射信號(hào)扇區(qū)主方向阻擋大樓反射信號(hào)過強(qiáng)反射信號(hào)扇區(qū)主方向阻擋大樓反射信號(hào)減弱天線原理—天線基本概念實(shí)際站點(diǎn)的后瓣、旁瓣信號(hào)過強(qiáng)的原因分析垂直方式水平方式+45斜角-45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)－極化天線原理—天線基本概念垂直方式水平方式+45斜角-45斜角無線電波振動(dòng)的平面稱即一個(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(垂直/水平)斜角(+/-45°)天線輻射參數(shù)－極化天線原理—天線基本概念即一個(gè)單元中有兩個(gè)天線V/H(垂直/水平)斜角(+/-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)－極化天線原理—天線基本概念接收天線發(fā)射天線極化匹配因子極化損耗(dB)垂直（或水平）極化垂直（或水平）極化10垂直（或水平）極化水平（或垂直）極化0無窮大垂直極化45度極化1/23dB其中，為極化匹配因子，為來波與接收天線的夾角。天線天線輻射參數(shù)－交叉極化比天線原理—天線基本概念天線輻射參數(shù)－交叉極化比天線原理—天線基本概念天線原理—天線基本概念900MHz：最小：3m建議：6m1800MHz：最?。?m建議：4m

天線原理—天線基本概念900MHz：最小：3m天線原理—天線基本概念應(yīng)用環(huán)境極化分集增益(dB)空間分集增益(dB)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—天線基本概念應(yīng)用極化分集空間分集密集建筑區(qū)3.75天線原理—天線基本概念駐波比：天線高效率輻射的基本指標(biāo)要求。在全頻段內(nèi)考察VSWR，取最大值為指標(biāo)。評(píng)估舉例：指標(biāo)為1.5，所有頻點(diǎn)都需要優(yōu)于該指標(biāo)。減小的天線輻射功率VSWR回波損耗(dB)反射功率％(dB)3.06.025%1.252.09.511%0.51.811.08.0%0.361.514.04.0%0.171.415.52.8%0.121.317.51.7%0.071.221.00.8%0.03天線原理—天線基本概念駐波比：天線高效率輻射的基本指標(biāo)要求。天線原理—天線基本概念防雷保護(hù)器主饋線（7/8“）饋線卡接地裝置接頭密封件絕緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶天線調(diào)節(jié)支架抱桿室外饋線室內(nèi)超柔饋線饋線過線窗基站主設(shè)備天線原理—天線基本概念防雷保護(hù)器主饋線（7/8“）饋線卡接地天線原理—天線基本概念一體化結(jié)構(gòu)螺紋擰固駐波測(cè)試主意事項(xiàng)：1）測(cè)試環(huán)境：空曠無遮擋2）校準(zhǔn)：需把轉(zhuǎn)跳線一起校準(zhǔn)3）接頭：質(zhì)量要好N型公頭跳線天線天線原理—天線基本概念一體化結(jié)構(gòu)螺紋擰固駐波測(cè)試主意事項(xiàng)：N天線原理—天線基本概念無源交調(diào)（PIM）：當(dāng)兩個(gè)頻率f1和f2輸入