天線原理及天線選用

天線原理及天線選用中國電信集團(tuán)公司江西省電信分公司無線網(wǎng)優(yōu)中心第一章課程介紹目標(biāo)本課程包括二個(gè)知識點(diǎn)：無線傳播理論、天線原理與選型。1、掌握無線網(wǎng)絡(luò)所需要的天線知識；2、掌握無線傳播理論，電磁波的傳播特性；34第二章無線傳播理論

無線電波基本原理無線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過程中，電場和磁場的方向是相互垂直的，兩者又都是垂直于電波傳播方向的。5無線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無線電波在真空中的傳播速度等于光速。6無線電波的波長、頻率和傳播速度的關(guān)系：λ＝Ｖ/ｆ表示。式中，Ｖ為速度（米/秒）；ｆ為頻率（赫茲）；λ為波長（米）。7無線電波分類8第一種直達(dá)波是沿直線傳播，用于衛(wèi)星和外部空間通信。微波接力通信。第二種方式是地波（也叫表面波）。地波傳播可看作是三種情況的綜合，即直達(dá)波、反射波和表面波。表面波沿地球表面?zhèn)鞑?。從發(fā)射天線發(fā)出的一些能量直接到達(dá)接收機(jī)；有些能量經(jīng)從地球表面反射后到達(dá)接收機(jī)；有些通過表面波到達(dá)接收機(jī)。第三種方式是對流層反射波，它產(chǎn)生于對流層，對流層是異類介質(zhì)，由于天氣情況而隨時(shí)間變化。它的反射系數(shù)隨高度增加而減少。這種緩慢變化的反射系數(shù)使電波彎曲。對流層方式應(yīng)用于波長小于10米（即頻率大于30MHz）的無線通信中。第四種方式是經(jīng)電離層反射傳播。當(dāng)電波波長小于1米（頻率大于300MHz）時(shí)，電離層是反射體。從電離層反射的電波可能有一個(gè)或多個(gè)跳躍，這種傳播用于長距離通信。除了反射，由于折射率的不均勻，電離層可產(chǎn)生電波散射。9蜂窩系統(tǒng)的無線傳播利用了第二種電波傳播方式。在學(xué)習(xí)蜂窩系統(tǒng)時(shí)研究電磁波傳播有兩個(gè)原因：第一，它對于計(jì)算覆蓋不同小區(qū)的場強(qiáng)提供必要的工具。第二，它可計(jì)算鄰信道和同信道干擾。10無線電波傳播特性無線電波分布在3Hz到3000GHz之間，在這個(gè)頻譜內(nèi)劃分為12個(gè)帶在不同的頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳播特性。對于移動(dòng)通信來講，我們只關(guān)心UHF的頻段。1112快衰落與慢衰落在一個(gè)典型的蜂窩移動(dòng)通信環(huán)境中，由于接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的直達(dá)路徑被建筑物或其他物體所阻礙，通常，在蜂窩基站與移動(dòng)臺(tái)之間的通信不是通過直達(dá)路徑，而是通過許多其他路徑完成的。在UHF頻段，從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的電磁波的主要傳播模式是散射，即從建筑物平面反射或從人工、自然物體折射。對于CDMA來說，某一MS在通話態(tài)或許會(huì)同時(shí)接收到多個(gè)不同的多徑信號，提升了通信的可靠性及概率。1314所有的信號分量合成產(chǎn)生一個(gè)復(fù)駐波，它的信號強(qiáng)度根據(jù)各分量的相對變化而增加或減小，就是多個(gè)不同相位的電磁波強(qiáng)度矢量跌加結(jié)果。大量傳播路徑的存在就產(chǎn)生了所謂的多徑現(xiàn)象，其合成波的幅度和相位隨移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生很大的起伏變化，通常把這種現(xiàn)象稱為多徑衰落或快衰落，如圖2-5所示。在性質(zhì)上，多徑衰落屬于一種快速變化。深衰落點(diǎn)在空間上的分布是近似的相隔半個(gè)波長（900MHz為17cm，1900MHz為8cm)，如果此時(shí)手機(jī)天線處于這個(gè)深衰落點(diǎn)，話音質(zhì)量將會(huì)變差，甚至無法實(shí)現(xiàn)基本的通訊。1516多徑衰落也稱瑞利衰落。對于這種快衰落，基站采取的措施就是采用時(shí)間分集、頻率分集和空間分集（極化分集）的辦法。時(shí)間分集主要靠符號交織、檢錯(cuò)和糾錯(cuò)編碼等方法，不同編碼所具備的抗衰落特性不一樣。頻率分集理論的基礎(chǔ)是相關(guān)帶寬，即當(dāng)兩個(gè)頻率相隔一定間隔后，就認(rèn)為他們的空間衰落特性是不相關(guān)的，移動(dòng)通信頻段，大量數(shù)據(jù)表明兩個(gè)頻率間隔大于200KHz就可獲得這種不相關(guān)性；頻率分集主要采取擴(kuò)頻方式，在CDMA移動(dòng)通信中，由于每個(gè)信道都工作在較寬頻段（CDMA為1.2288MHz），本身就是一種擴(kuò)頻通信.17空間分集主要采用主分集天線接收的辦法來解決，基站接收機(jī)對主、分集通道接收到的信號分別通過最大似然序列估值均衡器（MLSE）均衡后進(jìn)行分集合并。這種主分集接收的效果由主分集天線接收的不相關(guān)性所保證。所謂不相關(guān)性是指，主集天線接收到的信號與分集天線的接收信號不具有同時(shí)衰減的特性，這也就要求采用空間分集時(shí)主分集天線之間的水平間距大于10~20倍的無線信號波長（而采用空間隔離方式，主分集天線之間的距離會(huì)小很多），或者采用極化分集（圖2-7）的辦法保證主分集天線接收到的信號不具有相同的衰減特性。18而對于移動(dòng)臺(tái)（手機(jī)）而言，因?yàn)橹挥幸桓炀€，因而不具有這種空間分集功能?；窘邮諜C(jī)對一定時(shí)間范圍（時(shí)間窗）內(nèi)不同時(shí)延信號的均衡能力也是一種空間分集的形式。CDMA通信中，軟切換時(shí)，移動(dòng)臺(tái)與多個(gè)基站同時(shí)聯(lián)系，從中選取最好的信號送給交換機(jī)，這同樣是一種空間分集的形式。192021大量研究結(jié)果表明，移動(dòng)臺(tái)接收的信號除瞬時(shí)值出現(xiàn)快速瑞利衰落外，其場強(qiáng)中值會(huì)隨著地區(qū)位置改變出現(xiàn)較慢的變化，這種變化稱為慢衰落，如圖2-5所示。它是由陰影效應(yīng)引起的，所以也稱作陰影衰落。電波傳播路徑上遇有高大建筑物、樹林、地形起伏等障礙物的阻擋，就會(huì)產(chǎn)生電磁場的陰影。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)通過不同障礙物阻擋所造成的電磁場陰影時(shí)，就會(huì)使接收場強(qiáng)中值的變化。變化的大小取決于障礙物的狀況和工作頻率，變化速率不僅和障礙物有關(guān)，而且與車速有關(guān)?？偟膩碚f，在蜂窩環(huán)境中有兩種影響：第一種是多路徑，由于從建筑物表面或其他物體反射、散射而產(chǎn)生的短期衰落，通常移動(dòng)距離幾十米；第二種是直接可見路徑產(chǎn)生的主要接收信號強(qiáng)度的緩慢變化，即長期場強(qiáng)變化。也就是說，信道工作于符合瑞利分布的快衰落并疊加有信號幅度滿足對數(shù)正態(tài)分布的慢衰落。22傳播損耗由于傳播路徑和地形干擾，傳播信號減小，這種信號強(qiáng)度減小稱為傳播損耗。自由空間的傳播損耗為：Lp=32.4+20lg(fMHz)+20lg(dkm)其中，f為頻率，d為距離（公里）。23有了自由空間的路徑損耗公式后，可以考慮在平坦的，但不理想的表面上2個(gè)天線之間的實(shí)際傳播情況。假設(shè)在整個(gè)傳播路徑表面絕對平坦（無折射）。基站和移動(dòng)臺(tái)的天線高度分別為hc和hm（A處為hc，B處為hm），如圖所示。2425(a)多反射情況(b)單反射情況(c)找出視距和地面反射的路徑差的映象方法平坦表面的傳播與自由空間的路徑損耗相比，平坦地面?zhèn)鞑サ穆窂綋p耗為：Lp=10clgd-20lg

hc-20lg

hm（2-5）式中c=4。該式表明增加天線高度一倍，可補(bǔ)償6dB損耗；而移動(dòng)臺(tái)接收功率隨距離的4次方變化，即距離增大一倍，接收到的功率減小12dB。26地形地物的種類千差萬別，對移動(dòng)通信電波傳播損耗的影響也是錯(cuò)綜復(fù)雜的。在對市區(qū)及其附近地區(qū)分析傳輸損耗時(shí)，還可以依據(jù)地理區(qū)域的擁擠程度分類，如分成：開闊區(qū)、密集市區(qū)、中等市區(qū)、郊區(qū)等。無線通信，通常還要分析繞射損耗。繞射損耗是對障礙物高度和天線高度的一種測量。障礙物高度必須同傳播波長比較。同一障礙物高度對長波長的電磁波產(chǎn)生的繞射損耗小于短波長。2728當(dāng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)用于室內(nèi)時(shí)要考慮建筑損耗，即穿透損耗。穿透損耗是墻壁結(jié)構(gòu)（鋼、玻璃、磚等）、樓層高度、建筑物相對于基站的走向、等多個(gè)因素的函數(shù)。由于變量的復(fù)雜性，實(shí)際中，通常只用簡單的方法來確定某一實(shí)物的穿透損耗。2930我們可以有以下一些結(jié)論：位于市區(qū)的建筑平均穿透損耗大于郊區(qū)和偏遠(yuǎn)區(qū)；有窗戶區(qū)域的損耗一般小于沒有窗戶區(qū)域的損耗；建筑物內(nèi)開闊地的損耗小于有走廊的墻壁區(qū)域的損耗；街道墻壁有鋁的支架比沒有鋁的支架產(chǎn)生更大的衰減；只在天花板加隔離的建筑物比天花板和內(nèi)部墻壁都加隔離的建筑物產(chǎn)生的衰減小。31在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，2GHz頻率比GSM900MHz頻率的繞射能力差，但是穿透能力強(qiáng)。一般室內(nèi)的電波分量是穿透分量和繞射分量的疊加，而繞射分量占絕大部分，所以總的看來2GHz室內(nèi)外電平差比900MHz室內(nèi)外電平差要大。并且，900MHz信號進(jìn)入室內(nèi)后，由于穿透能力差一些，在室內(nèi)進(jìn)行各種反射后場強(qiáng)分布更均勻；2GHz信號進(jìn)入室內(nèi)后部分穿透出去了，室內(nèi)信號分布就不太均勻，所以造成不同位置的信號電平差異大，也就是用戶感覺信號波動(dòng)大。針對這種情況，可以為2GHz相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的各種電平閥值留更大的余量，如切換遲滯，功控期望電平等，這需要根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整和仔細(xì)規(guī)劃。32平均的樓層穿透損耗是樓層高度的函數(shù)。一般認(rèn)為，損耗線的斜率是1.9dB/層。建筑物底層的平均穿透損耗，市區(qū)為16dB左右，郊區(qū)在13dB左右。特定樓層的測量表明，建筑物內(nèi)的損耗特性可看作是帶衰減的損耗波導(dǎo)。例如當(dāng)電波沿著與室外窗戶垂直的方向的走廊方向傳播的時(shí)候，損耗可以達(dá)到0.4dB/m。當(dāng)計(jì)算隧道中的電波傳播情況時(shí)，需要考慮隧道的傳播損耗。這時(shí)可以把隧道簡化成一個(gè)有耗波導(dǎo)來考慮。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在特定距離傳播損耗隨頻率增加而下降。33多普勒效應(yīng)在無線系統(tǒng)中多普勒效應(yīng)引起頻率變化的關(guān)系可以通過下面的公式給出：(1)基站為頻率源f，移動(dòng)臺(tái)接收到的頻率fˊ為：fˊ=f(1±V/c)(3-8)式中：v為移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)速度，c為空中信號傳播速度（設(shè)為3*108米/秒）；當(dāng)移動(dòng)臺(tái)向基站方向移動(dòng)時(shí)取“+”號，遠(yuǎn)離基站時(shí)取“-”號。(2)移動(dòng)臺(tái)為頻率源f，基站接收到的頻率fˊ為fˊ=f/(1±U/c)(3-9)式中：u為移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)速度，c為空中信號傳播速度（設(shè)為3*108米/秒）當(dāng)移動(dòng)臺(tái)向基站方向移動(dòng)時(shí)取“-”號，遠(yuǎn)離基站時(shí)取“+”號。34移動(dòng)臺(tái)向基站方向移動(dòng)，速度為v時(shí)，如2-10所示。35f2=f1(1+v/c)f3=f2/(1-v/c)f3=f1(1+v/c)/(1-v/c)=f1(c+v)/(c-v)相對頻率變化為：(f3-f1)/f1=2v/(c-v)（2-10）36移動(dòng)臺(tái)遠(yuǎn)離基站方向移動(dòng)，速度為v時(shí)，如圖2-11所示。37基站的信號頻率為f1，由于多普勒效應(yīng)移動(dòng)臺(tái)收到的信號頻率為f2，移動(dòng)臺(tái)以f2向基站發(fā)射信號。由于多普勒效應(yīng)基站收到的頻率為f3，通過上面的公式將有：f2=f1(1-v/c)f3=f2/(1+v/c)f3=f1(1-v/c)/(1+v/c)=f1(c-v)/(c+v)相對頻率變化為：(f3-f1)/f1=-2v/(c+v)（2-11）38由于移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)速度相對于信號的傳播速度c是較小的，所以在這兩種情況下相對頻率的變化是差不多的，只是方向相反，第一種情況是頻率增加，第二種情況是頻率減小。39從圖上可以看出，在移動(dòng)臺(tái)的速度為100km/h時(shí)，相對頻率變化為0.19ppm，對于900M頻率偏差為171Hz，對于2000M頻率偏差為380Hz。對于CDMA寬帶通信系統(tǒng)，多普勒頻移引起的頻率變化較通信帶寬來說很小，產(chǎn)生的影響也很小。40菲涅爾區(qū)第一菲涅爾區(qū)是主傳播區(qū)，當(dāng)阻擋物不阻擋第一菲涅爾區(qū)時(shí)，繞射損耗最小，則電磁波會(huì)有較多的能量傳播出去。在長為d路徑上某一點(diǎn)（到發(fā)射機(jī)距離為dt，到接收機(jī)距離為dr）的第一菲涅爾區(qū)的半徑為：4142舉例說明：在典型的城市基站覆蓋距離為2km的路徑上某點(diǎn)，假設(shè)該點(diǎn)距離發(fā)射天線100m，對于2000MHz頻率而言該點(diǎn)第一菲涅爾區(qū)半徑約為3.7米。對于現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)，一般情況下要確保BTS發(fā)射天線5米范圍內(nèi)無阻擋物。43在第一菲涅爾區(qū)定義基礎(chǔ)上，定義第n菲涅爾區(qū)為傳播路徑比第n-1菲涅爾區(qū)多半個(gè)波長的反射點(diǎn)集合，兩條反射路徑的相位差為180度。第n菲涅爾區(qū)半徑為：

44如果直達(dá)路徑跳過起伏不平的地形及地表的建筑物，則反射波會(huì)對直射波產(chǎn)生積極作用；否則就有可能成為具有破壞性的多徑干擾，且破壞作用隨頻率增高而變大。因此應(yīng)該將基站的天線建得盡可能離地面高。事實(shí)上，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)用于視距微波鏈路設(shè)計(jì)只要55％的第一菲涅爾區(qū)保持無阻擋，其他菲涅爾區(qū)的情況基本不影響繞射損耗。4546第三章天線基本原理及選型

本章目標(biāo)掌握天線的一些基本原理和技術(shù)指標(biāo)，掌握實(shí)際工程中天線的選型方法。47天線是將傳輸線中的電磁能轉(zhuǎn)化成自由空間的電磁波，或?qū)⒖臻g電磁波轉(zhuǎn)化成傳輸線中的電磁能的專用設(shè)備。4849導(dǎo)線載有交變電流時(shí)，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).如果導(dǎo)線位置如圖3-1。由于兩導(dǎo)線的距離很近，導(dǎo)線中電流方向相反，感應(yīng)電動(dòng)勢互相抵消，兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢幾乎可以抵消，因而輻射很微弱；如果將兩導(dǎo)線張開，這時(shí)由于兩導(dǎo)線的電流方向相同，由兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢方向相同，因而輻射較強(qiáng)；當(dāng)導(dǎo)線的長度遠(yuǎn)小于波長時(shí)，導(dǎo)線的電流很小，輻射很微弱.50當(dāng)導(dǎo)線的長度增大到可與波長相比擬時(shí)，導(dǎo)線上的電流就大大增加，因而就能形成較強(qiáng)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。51天線分類1）天線類型按輻射方向可分為：定向天線、全向天線，如圖3-3。52按極化方式來區(qū)分主要有：垂直極化天線（也叫單極化天線）、交叉極化天線（也叫雙極化天線），如圖3-4。53按外形來區(qū)分主要有：鞭狀天線、板狀天線、帽狀天線等等。如下圖3-5所示：54天線主要技術(shù)性能天線的技術(shù)性能主要包括：工作頻段、增益、極化方式、波瓣寬度、預(yù)置傾角、下傾方式、下傾角調(diào)整范圍、前后抑制比、副瓣抑制比、零點(diǎn)填充、回波損耗、功率容量、阻抗、三階互調(diào)等。在做網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的時(shí)候一般關(guān)注這么的幾個(gè)天線指標(biāo)：工作頻段、天線增益、極化方式、水平半波功率角、預(yù)下傾角度、天線下傾方式等。機(jī)械性能主要包括：尺寸、重量、天線輸入接口、風(fēng)載荷等。55增益的定義：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的場強(qiáng)的平方之比，即功率之比。增益一般與天線方向圖有關(guān)，方向圖主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。表示天線增益的單位通常有兩個(gè)：dBi、dBd。兩者之間的關(guān)系為：0dBd=2.15dBi(0.1)dBi

定義為實(shí)際的方向性天線（包括全向天線）相對于各向同性天線的能量集中能力，“i”即表示各向同性--Isotropic。dBd

定義為實(shí)際的方向性天線（包括全向天線）相對于半波振子天線的能量集中能力，“d”即表示偶極子--Dipole。56兩種增益單位的關(guān)系示意參見3-6。57天線輻射的電磁場在固定距離上隨角坐標(biāo)分布的圖形，稱為方向圖。用輻射場強(qiáng)表示的稱為場強(qiáng)方向圖，用功率密度表示的稱之功率方向圖，用相位表示的稱為相位方向圖。在移動(dòng)通信工程中，通常用功率方向圖來表示。58天線方向圖是空間立體圖形，但是通常用兩個(gè)互相垂直的主平面內(nèi)的方向圖來表示，稱為平面方向圖。一般叫作垂直方向圖和水平方向圖。就水平方向圖而言，有全向天線與定向天線之分。59天線具有的方向性本質(zhì)上是通過天線振子的排列以及各振子饋電相位的變化來獲得的，因此會(huì)在某些方向上能量得到增強(qiáng)，而某些方向上能量被減弱，即形成一個(gè)個(gè)波瓣（或波束）和零點(diǎn)。能量最強(qiáng)的波瓣叫主瓣，上下次強(qiáng)的波瓣叫第一旁瓣，依次類推。對于定向天線，還存在后瓣。下面是一定向天線的水平及垂直方向圖。6061波束寬度（也叫半功率角）包括水平波束寬度與垂直波束寬度。分別定義為在水平方向或垂直方向相對于最大輻射方向功率下降一半（3dB）的兩點(diǎn)之間的波束寬度。常用的基站天線水平波束寬度有360°、90°、65°、60°、33°等，垂直波束寬度有6.5°、7°、10°、13°、16°等。前后抑制比，天線在主瓣方向與后瓣方向信號輻射強(qiáng)度之比，天線的后向180±30°以內(nèi)的副瓣電平與最大波束之差，用正值表示。一般天線的前后比在18~45dB之間。對于密集城區(qū)要優(yōu)先選用前后抑制比大的天線。62零點(diǎn)填充，基站天線垂直面內(nèi)采用賦形波束設(shè)計(jì)時(shí)，為了使業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的輻射電平更均勻，下副瓣第一零點(diǎn)需要填充，不能有明顯的零深。高增益天線由于其垂直波束寬度較窄，尤其需要采用零點(diǎn)填充技術(shù)來有效改善近處覆蓋。通常零深要求下副瓣第一零點(diǎn)相對于主波束大于-26dB即表示天線有零點(diǎn)填充，有的供應(yīng)商采用百分比來表示，如某天線零點(diǎn)填充為10%，這兩種表示方法的關(guān)系為：YdB=20lg

（x%100%）(0.2)如：零點(diǎn)填充10%，即X=10；則：Y=20lg

（10%100%)=-20dB63上副瓣抑制，對于小區(qū)制蜂窩系統(tǒng)，為了提高頻率復(fù)用效率，減少對鄰區(qū)的同頻干擾，基站天線波束賦形時(shí)應(yīng)盡可能降低那些輻射鄰近小區(qū)的上副瓣，提高其D/U值（有用和無用信號強(qiáng)度之比），上第一副瓣電平相對于主波束應(yīng)小于-18dB，對于大區(qū)制基站天線無這一要求。64波束寬度與增益之間的關(guān)系

天線是一種能量集中的裝置，在某個(gè)方向輻射的增強(qiáng)意味著其他方向輻射的減弱。通?？梢酝ㄟ^水平面波瓣寬度的縮減來增強(qiáng)某個(gè)方向的輻射強(qiáng)度以提高天線增益。65在天線增益一定的情況下，天線的水平波束寬度與垂直波束寬度成反比，其關(guān)系可以表示為：其中，Ga為天線增益，單位：dBi；β為垂直波束寬度，單位：角度；θ為水平波束寬度，單位：角度。66根據(jù)上述公式，當(dāng)我們已知某一天線的增益和水平波束寬度時(shí)，可以估算出其垂直波束寬度。例如：某一全向天線，增益11dBi，水平波束寬度360°，其垂直波束寬度為：由于設(shè)計(jì)和制造工藝上的差異，實(shí)際全向天線的垂直波束寬度往往比上述計(jì)算結(jié)果要小。兩者差別越小，說明天線設(shè)計(jì)得越好。67極化方式極化是描述電磁波場強(qiáng)矢量空間指向的一個(gè)輻射特性，通常以最大輻射方向電場矢量的空間指向作為電磁波的極化方向。電場矢量在空間的取向在任何時(shí)間都保持不變的電磁波叫直線極化波，有時(shí)以地面作參考，將電場矢量方向與地面平行的叫水平極化波，與地面垂直的叫垂直極化波。68電場矢量在空間的取向有的時(shí)候并不固定，電場失量端點(diǎn)描繪的軌跡是圓，稱圓極化波；若軌跡是橢圓，稱之為橢圓極化波，橢圓極化波和圓極化波都有旋相性。不同頻段的電磁波適合采用不同的極化方式進(jìn)行傳播。移動(dòng)通信系統(tǒng)通常采用垂直極化廣播系統(tǒng)通常采用水平極化衛(wèi)星通信通常用橢圓極化69CDMA天線的極化方式有單極化天線、雙極化天線兩種，其本質(zhì)都是直線極化方式。CDMA中的單極化天線通常使用垂直極化方式。雙極化天線利用極化分集來減少移動(dòng)通信系統(tǒng)中多徑衰落的影響，以提高基站接收信號的質(zhì)量，CDMA中的雙極化天線通常使用±45°交叉極化方式。707172下傾(Downtilt)

天線下傾是常用的一種增強(qiáng)主服務(wù)區(qū)信號電平，減小對其他小區(qū)干擾的一種重要手段。通常天線的下傾方式有機(jī)械下傾、預(yù)制電下傾和可調(diào)電下傾（電調(diào)天線）三種方式。機(jī)械下傾是通過調(diào)節(jié)天線支架將天線壓低到相應(yīng)位置來設(shè)置下傾角；電下傾是通過改變天線振子的相位來控制下傾角，預(yù)制電下傾天線的下傾角出廠后不可調(diào)整，可調(diào)電下傾天線則沒有這種限制。在采用電下傾角的同時(shí)也可以結(jié)合機(jī)械下傾一起進(jìn)行。7374當(dāng)下傾角度較小的時(shí)候（如5度內(nèi)），電下傾與機(jī)械下傾的效果差異不大，天線輻射波瓣變化不大。當(dāng)下傾角的度數(shù)較大時(shí)，機(jī)械下傾方式的輻射波瓣圖會(huì)嚴(yán)重變形，而電下傾的輻射波瓣圖變形不大。對于無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃來說，電下傾天線會(huì)更好一些。但通常情況下，電下傾的天線比較貴。當(dāng)在實(shí)際無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，如果天線的下傾角不需要太大的時(shí)候，為了節(jié)約成本，建議使用機(jī)械下傾天線。75電壓駐波比(VSWR)

VSWR在移動(dòng)通信蜂窩系統(tǒng)的基站天線中，其最大值應(yīng)≤1.5:1。若ZA表示天線的輸入阻抗，Z0為天線的標(biāo)稱特性阻抗（WCDMA天線一般Z0=50Ω），則天線的反射系數(shù)76也可以用回波損耗表示端口的匹配特性，回波損耗VSWR=1.5:1時(shí)，R.L.=13.98dB。天線輸入阻抗與特性阻抗不一致時(shí)，產(chǎn)生的反射波和入射波在饋線上疊加形成駐波，其相鄰電壓最大值和最小值之比就是電壓駐波比。電壓駐波比過大，將縮短通信距離，而且反射功率將返回發(fā)射機(jī)功放部分，容易燒壞功放管，影響通信系統(tǒng)正常工作。77隔離度移動(dòng)通信中，經(jīng)常要考慮隔離度這么的一個(gè)指標(biāo)。為了降低干擾、提升網(wǎng)絡(luò)性能，不同的系統(tǒng)天線之間，或者同一系統(tǒng)不同扇區(qū)之間的天線需要考慮具有一定的隔離度。簡單來說，隔離度就是指一副天線發(fā)射出的信號與另一副天線接受到該信號強(qiáng)度之差。對于多端口天線，如雙極化天線、雙頻段雙極化天線，收發(fā)共用時(shí)端口之間的隔離度應(yīng)大于30dB。78無源互調(diào)（PIM）

無源互調(diào)特性是指接頭，饋線，天線，濾波器等無源部件工作在多個(gè)載頻的大功率信號條件下由于部件本身存在非線性而引起的互調(diào)效應(yīng)。通常都認(rèn)為無源部件是線性的，但是在大功率條件下無源部件都不同程度地存在一定的非線性，這種非線性主要是由以下因素引起的：不同材料的金屬的接觸、相同材料的接觸表面不光滑、連接處不緊密、存在磁性物質(zhì)等。79互調(diào)產(chǎn)物的存在會(huì)對通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，特別是落在接收帶內(nèi)的互調(diào)產(chǎn)物將對系統(tǒng)的接收性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此對接頭，電纜，天線等無源部件的互調(diào)特性都有嚴(yán)格的要求。接頭的無源互調(diào)指標(biāo)≤-150dBc電纜的無源互調(diào)指標(biāo)≤-170dBc天線的無源互調(diào)指標(biāo)≤-150dBc。80天線尺寸和重量為了便于天線儲(chǔ)存、運(yùn)輸、安裝及安全，在滿足各項(xiàng)電氣指標(biāo)情況下，天線的外形尺寸應(yīng)盡可能小，重量盡可能輕。由于城市不同場合的使用，對天線尺寸、重量、外觀上的要求越來越高，因此在選擇天線時(shí)，不但要關(guān)心其技術(shù)性能指標(biāo)，還應(yīng)關(guān)注這些非技術(shù)因素。一般城區(qū)基站天線應(yīng)該選擇重量輕、尺寸小、外形美觀的天線，郊區(qū)、農(nóng)村天線一般無此要求。81風(fēng)載荷基站天線通常安裝在高樓及鐵塔上，尤其在沿海地區(qū)，常年風(fēng)速較大，要求天線在風(fēng)速36m/s時(shí)正常工作，在風(fēng)速55m/s時(shí)不被破壞。天線本身通常能夠承受強(qiáng)風(fēng)，在風(fēng)力較強(qiáng)的地區(qū)，天線通常是由于鐵塔、抱桿等原因而遭到損壞。因此在這些地區(qū)，應(yīng)選擇表面積小的天線。82工作溫度和濕度基站天線應(yīng)在環(huán)境溫度-40~+65℃和相對濕度0~100%范圍內(nèi)正常工作。雷電防護(hù)基站天線所有射頻輸入端口均要求直接接地。三防能力基站天線必須具備三防能力，即：防潮、防煙霧、防霉菌。對于基站全向天線必須允許天線倒置安裝，同時(shí)滿足三防要求。83天線選型天線的選擇是決定網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個(gè)很重要部分。應(yīng)根據(jù)基站服務(wù)區(qū)內(nèi)的覆蓋、服務(wù)質(zhì)量要求、話務(wù)分布、地形地貌等條件，并綜合考慮整網(wǎng)的覆蓋、干擾情況來選擇天線。根據(jù)地形或話務(wù)分布情況可以把天線使用的環(huán)境分為市區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村、公路、山區(qū)、近海、隧道、室內(nèi)等這幾種類型。84市區(qū)基站天線選擇通常選用水平波瓣寬度60～65°，垂直波瓣寬度13°的定向天線；一般選擇15dBi左右的中等增益天線；最好選擇2～6°固定電下傾角＋機(jī)械可調(diào)下傾的天線；建議選擇雙極化天線。85郊區(qū)基站天線選擇根據(jù)實(shí)際情況選擇水平半功率角65°或90°的定向天線；一般選擇15～18dBi的中、高增益天線；根據(jù)具體情況決定是否采用預(yù)置下傾角；雙極化和垂直單極化天線均可選用。86農(nóng)村基站天線選擇根據(jù)具體情況和要求選擇90°、120°定向天線或全向天線；所選的定向天線增益一般比較高（16～18dBi），全向天線增益11dBi；一般不選預(yù)置下傾天線，高站可優(yōu)先選擇零點(diǎn)填充天線；建議選擇垂直極化天線。87公路基站天線選擇一般選擇窄波束、高增益的定向天線，也可以根據(jù)實(shí)際情況選擇8字型天線、全向或變形全向天線；公路基站對覆蓋距離要求高，因此一般不選預(yù)置下傾角天線；建議選擇垂直極化天線；所選定向天線的前后比不宜太高。88山區(qū)基站天線選擇一般選擇中、高增益的定向天線，根據(jù)實(shí)際情況也可選擇帶有波束下傾的全向天線；所選定向天線的增益為12~17dBi，全向天線增益為11dBi；建議選擇垂直極化天線；在高山或者半山腰上建站選擇預(yù)置下傾角的天線。89隧道基站天線選擇一般選擇低增益的八木天線，地鐵或過江隧道也可選用泄漏電纜；八木天線增益一般為10~12dBi。90室內(nèi)基站天線一般選擇低增益的全向天線或者水平波瓣寬度90°的定向天線