工程配件-天線(已更新)

工程配件-天線雄脈科技2023/2/40介紹內(nèi)容一、無(wú)線電波的基礎(chǔ)知識(shí)

二、天線的基礎(chǔ)知識(shí)三、直放站工程常用天線及注意事項(xiàng)

四、天饋線安裝規(guī)范五、工程常見問題分析2023/2/41一、無(wú)線電波的基礎(chǔ)知識(shí)1、什么叫無(wú)線電波？

無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。

傳播方向電場(chǎng)磁場(chǎng)2023/2/42

2、無(wú)線電波的速度

無(wú)線電波和光波一樣真空中:C＝3×108m/s

媒質(zhì)中:Ｖ＝Ｃ/√ε

ε為傳播媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)2023/2/433、無(wú)線電波的波長(zhǎng)、頻率和傳播速度的關(guān)系λ＝Ｖ/ｆ

Ｖ:為速度，單位為米/秒；ｆ:為頻率，單位為赫茲；λ:為波長(zhǎng)，單位為米。

工程中使用的絕緣同軸射頻電纜其相對(duì)介電常數(shù)ε約為2.1

Ｖε≈Ｃ/1.44，λε≈λ/1.44

2023/2/444、無(wú)線電波的極化

無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為無(wú)線電波的極化。無(wú)線電波的電場(chǎng)方向稱為電波的極化方向電場(chǎng)方向垂直于地面----垂直極化波電場(chǎng)方向平行與地面----水平極化波2023/2/455、無(wú)線電波的多徑傳播

無(wú)線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(huì)產(chǎn)生反射.因此，到達(dá)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.工程上采用空間分集或極化分集的措施加以對(duì)應(yīng)

2023/2/466、電波的繞射傳播電波在傳播途徑上遇到障礙物時(shí),總是力圖繞過障礙物,再向前傳播,這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。高頻信號(hào)的繞射能力較弱，在高大建筑物后面會(huì)形成“陰影區(qū)”.接受信號(hào)的質(zhì)量強(qiáng)度和建筑物高度,距建筑物距離,信號(hào)頻率有關(guān).

頻率越高,建筑物越高,越近,影響越大。頻率越低,建筑物越矮,越遠(yuǎn),影響越小。2023/2/477、超短波和微波超短波和微波的頻率很高,傳播主要倚靠空間波,空間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(xí)慣上稱為“照明區(qū)”。在直視距離內(nèi)超短波接收裝置才能穩(wěn)定地接收信號(hào)。

接收天線高HRBARTRRO'發(fā)射天線高HTAB＝3.57(√HT+√HR)(公里)

2023/2/48

L(dB)=32.45+20lgf(MHz)+20lgd(km)

或L(dB)=92.45+20lgf(GHz)+20lgd(km)

工作頻率或傳輸距離提高一倍,自由空間的路徑損耗就增加6dB。典型值(900)：1米-----31.5(dB)10米----51.5(dB)20米----57(dB)30米----61(dB)1Km----91.5(dB)2Km----97.5(dB)8、無(wú)線電波自由空間傳播的損耗公式：2023/2/49介紹內(nèi)容一、無(wú)線電波的基礎(chǔ)知識(shí)二、天線的基礎(chǔ)知識(shí)三、直放站工程常用天線及注意事項(xiàng)

四、天饋線安裝規(guī)范五、工程常見問題分析2023/2/410

1、天線定義把從導(dǎo)線上傳下來的電信號(hào)做為無(wú)線電波發(fā)射到空間收集無(wú)線電波并產(chǎn)生電信號(hào)

2023/2/411

2、天線輻射電磁波的基本原理

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(zhǎng)短和形狀有關(guān).

如由于兩導(dǎo)線的距離很近，且兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shì)方向相同，因而輻射較強(qiáng).2023/2/412當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度增大到可與波長(zhǎng)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。通常稱能產(chǎn)生顯著輻射的直導(dǎo)線為振子。

當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)線的電流很小，輻射很微弱.對(duì)稱振子:1/4波長(zhǎng)振子1/4波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)兩臂長(zhǎng)度相等的振子

2023/2/4133、天線的極化天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線的極化方向

垂直極化水平極化+45度傾斜的極化-45度傾斜的極化2023/2/414雙極化天線V/H(垂直/水平)傾斜

(+/-45°)兩個(gè)天線為一個(gè)整體兩個(gè)獨(dú)立的波2023/2/415圓極化波

如果電波在傳播過程中電場(chǎng)的方向是旋轉(zhuǎn)的，就叫做橢圓極化波。旋轉(zhuǎn)過程中，如果電場(chǎng)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(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的叫右旋圓極化波，反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的叫做左旋圓極化波。2023/2/416極化損失當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在接收過程中通常都要產(chǎn)生極化損失

例1：當(dāng)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(shí)，都要產(chǎn)生３分貝的極化損失.

例2：當(dāng)用水平極化的天線接收垂直極化波時(shí),接收天線就完全接收不到來波的能量，這時(shí)稱來波與接收天線極化是隔離的。2023/2/417極化隔離

饋送到一種極化的信號(hào)在另一種極化中出現(xiàn)的比例1000mW(即1W)

1mW隔離為:10log(1000mW/1mW)=30dB2023/2/4184、天線的輸入阻抗

天線的輸入阻抗是天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值.輸入阻抗有電阻分量和電抗分量

天線與饋線的連接，最佳情形是天線輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特性阻抗.一般移動(dòng)通信天線的輸入阻抗為50Ω.

＊當(dāng)饋線和天線匹配時(shí)，高頻能量全部被負(fù)載吸收，饋線上只有入射波，沒有反射波.＊當(dāng)天線和饋線不匹配時(shí),負(fù)載就不能全部將饋線上傳輸?shù)母哳l能量吸收,一部分能量就會(huì)反射回來形成反射波.

2023/2/419朝前:10W返回:0.5W50ohms80ohms9.5W反射損耗為

10log(10/0.5)=13dB

2023/2/420電壓駐波比

饋線天線在不匹配的情況下,饋線上同時(shí)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；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(diǎn)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).

反射波幅度反射系數(shù)Γ＝───────入射波幅度波腹電壓幅度最大值Ｖmax（1+Γ）駐波系數(shù)Ｓ＝────────────＝────波節(jié)電壓輻度最小值Ｖmin（1-Γ）波腹電壓波節(jié)電壓2023/2/4216、天線的方向性

天線的方向性是指天線向一定方向輻射(或接收)電磁波的能力。天線的方向性的特性曲線通常用方向圖來表示.

天線方向圖2023/2/4227、天線的工作頻率范圍(帶寬)

有幾種不同的定義：一種是指天線增益下降三分貝時(shí)的頻帶寬度；一種是指在規(guī)定的駐波比下天線的工作頻帶寬度。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中是按后一種定義的，具體的說，就是當(dāng)天線的輸入駐波比≤1.5時(shí)，天線的工作帶寬。天線工作在中心頻率時(shí)天線所能輸送的功率最大.

2023/2/4238、天線的增益

★一個(gè)單一的對(duì)稱振子具有“面包圈”形的方向圖頂視側(cè)視★對(duì)稱振子組陣能夠控制輻射能構(gòu)成“扁平的面包圈”

一個(gè)對(duì)稱振子假設(shè)在接收機(jī)中有1mW功率

有4個(gè)對(duì)稱振子

在接收機(jī)中就有4mW功率增益=10log(4mW/1mW)=6dBd

2023/2/424

增益:

是指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(chǎng)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。

“全向陣”

例如在接收機(jī)中為4mW功率

“扇形覆蓋天線”

將在接收機(jī)中有8mW功率

利用反射板可把輻射能控制聚焦到一個(gè)方向增益=10log(8mW/1mW)=9dBd

2023/2/425dBd

和dBi的區(qū)別

一個(gè)天線與對(duì)稱振子相比較的增益用“dBd”表示一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較的增益用“dBi”表示

例如:3dBd=5.17dBi一個(gè)單一對(duì)稱振子具有面包圈形的方向圖輻射

一個(gè)各向同性的輻射器在所有方向具有相同的輻射2.17dB對(duì)稱振子的增益為2.17dB

2023/2/4269、天線的前后比

前后瓣最大電平之比稱為前后比

后向功率前向功率以dB表示的前后比=10log典型值為

25dB左右(前向功率)(反向功率)2023/2/42710、波束寬度

120°峰值

-10dB點(diǎn)

-10dB點(diǎn)10dB波束寬度60°峰值

-3dB點(diǎn)

-3dB點(diǎn)3dB波束寬度2023/2/428在我們的實(shí)際工程中經(jīng)常會(huì)碰到一些名詞：dB，dBm，dBi，dBuv。下面分別做個(gè)簡(jiǎn)介。

dB：僅僅是個(gè)相對(duì)值，dB＝10log（P1/P2），比如A基站的發(fā)射功率是600mw，B基站是300mw，那么A基站比B基站發(fā)射功率高10lg（600/300）＝3dB，從公式中可以看出dB是表征兩個(gè)功率的相對(duì)值，是沒有單位的。dB是一個(gè)無(wú)單位的量綱。

dBm：是一個(gè)考證功率絕對(duì)值的值，公式為dBm=10lg(功率/1mW)，如我們常用的基站是500mw，換算成dBm就是10lg(500mW/1mW)＝27dBm（意思是27dB毫瓦）。還有一個(gè)單位dBW是將公式中的1mW改成1W，其他都一樣。1W=30dbm;1mw=0dbm，1W＝0dbW

dBi：前面已解釋過，表征相對(duì)值，dBi是天線增益的概念，不是具體單位，i是isotropic（各向同性）簡(jiǎn)寫。實(shí)際上就是dB。

dBuv：和dBm相同的概念。我們?cè)趫?chǎng)強(qiáng)儀和手機(jī)測(cè)試模式上看到的基站場(chǎng)強(qiáng)單位都是它，和dBm的關(guān)系是：

dBm：10lg(功率/1mW)；dBuv:20lg(電壓/1uv)，功率＝電壓的平方/50歐姆（如果端口阻抗是50歐姆，一般系統(tǒng)都是）所以：dBuv=dBm+113dB11、名詞解釋

2023/2/429天線的技術(shù)指標(biāo)：增益電壓駐波比前后比輸入阻抗極化2023/2/430介紹內(nèi)容一、無(wú)線電波的基礎(chǔ)知識(shí)二、天線的基礎(chǔ)知識(shí)

三、直放站工程常用天線及注意事項(xiàng)

四、天饋線安裝規(guī)范五、工程常見問題分析2023/2/4311、直放站工程常用天線類型施主天線八木天線短背射天線拋物面天線其他類型定向天線重發(fā)天線全向天線角反射天線全向(定向)吸頂天線平板天線其他類型天線直放站2023/2/4322、八木天線八木天線是一種典型的定向天線，其最突出的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、輕便、易安裝、成本低廉等特點(diǎn)。2023/2/433有源振子：是八木天線的激勵(lì)源，其結(jié)構(gòu)形式主要有對(duì)稱振子和折合振子及兩者的變形結(jié)構(gòu)。反射器振子：是一個(gè)無(wú)源振子，當(dāng)振子長(zhǎng)度、間距滿足反射器條件時(shí)，它的作用是使輻射能量朝向引向器一端引向器振子：是多個(gè)無(wú)源振子，當(dāng)振子長(zhǎng)度、間距滿足引向器條件時(shí)，它的作用是使輻射能量在沿引向器軸線方向得到加強(qiáng)，形成端射波束。2023/2/434八木天線的增益取決于有效軸向長(zhǎng)度（并非振子數(shù)），即：G(dBi)=10+10Log(L/)式中：L——有效軸向長(zhǎng)度——工作波長(zhǎng)2023/2/435工程主要事項(xiàng):1、注意通信方向，要指向施主基站或覆蓋區(qū)域.2、振子要垂直地面安裝.3、必須保證天線在主瓣輻射面方向上，前方范圍

10M距離內(nèi)無(wú)任何金屬障礙物。

2023/2/4363、短背射天線2023/2/4372023/2/4382023/2/439工程主要事項(xiàng):1、天線參數(shù)的選擇.2、天線主反射的柵格要垂直于地面.3、饋源振子要平行于柵格且于地面垂直.2023/2/4404、拋物面天線柵格直徑=20mm；柵格間距=50mm；在0-3GHz范圍良好地替代實(shí)體反射面2023/2/4411、拋物面天線的增益主要取決于拋物面的口面積以及饋源照射效率(根據(jù)不同工程應(yīng)用環(huán)境選擇天線大小)2、天線主反射的柵格要垂直于地面.3、饋源振子要平行于柵格且于地面垂直.工程主要事項(xiàng):2023/2/4425、全向天線注意事項(xiàng):一定要把天線安裝在抱桿的最頂端.2023/2/4436、角反射天線注意事項(xiàng):角度可調(diào)60°90°120°根據(jù)覆蓋區(qū)域調(diào)整天線角度.饋源后面的反射面一定要安裝.2023/2/4447、室內(nèi)全向(定向)吸頂天線1、單元全向天線：由一個(gè)輻射單元構(gòu)成的全向天線,增益通常為2～3dBi，可實(shí)現(xiàn)寬頻帶。例如：吸頂天線等。2、高增益全向天線：由兩個(gè)以上（含兩個(gè)）輻射單元沿垂直方向組陣構(gòu)成的全向天線，增益≥3dBi。2023/2/4457、定向平板天線2023/2/4468、美化天線2023/2/4472023/2/4482023/2/4492023/2/450介紹內(nèi)容一、無(wú)線電波的基礎(chǔ)知識(shí)二、天線的基礎(chǔ)知識(shí)三、直放站工程常用天線及注意事項(xiàng)

四、天饋線安裝規(guī)范五、工程常見問題分析2023/2/451①天線安裝完成后，必須保證天線在主瓣輻射面方向上，前方范圍10M距離內(nèi)無(wú)任何金屬障礙物。②天線安裝在樓頂圍墻上時(shí)，天線底部必須高出圍墻頂部最高部分，應(yīng)大于50cm③方位角、俯仰角的調(diào)整必須和設(shè)計(jì)要求相符合.④保證天線在避雷針保護(hù)區(qū)域內(nèi)，避雷針保護(hù)區(qū)域?yàn)楸芾揍橅旤c(diǎn)下傾45度角范圍內(nèi)。⑤

全向天線安裝在抱桿上時(shí)，應(yīng)注意：嚴(yán)禁金屬管與全向天線的有效輻射體重疊安裝.⑥天饋線駐波比應(yīng)小于1.5.1、天線安裝2023/2/4522、饋線安裝①饋線的量裁布放，按照節(jié)約的原則，先量后裁。饋線的允許余量為3％.②制作饋線接頭時(shí)，饋線的內(nèi)芯不得留有任何遺留物。接頭必須緊固無(wú)松動(dòng)、無(wú)劃傷、無(wú)露銅、無(wú)變型③布放饋線時(shí)，應(yīng)橫平豎直，嚴(yán)禁相互交叉，必須做到順序一致兩端表識(shí)明確，并兩端對(duì)應(yīng)。表識(shí)應(yīng)粘貼與兩端接頭向內(nèi)約20CM處。④饋線必須用饋線卡子固定，垂直方向饋線卡子間距≤1.5m，水平方向饋線卡子間距≤1m。如無(wú)法用饋線卡子固定時(shí)，用扎帶將饋線之間相互綁扎⑤饋線在布放、拐彎時(shí)，彎曲度應(yīng)圓滑、無(wú)硬彎。并避免接觸到尖銳物體，防止劃傷進(jìn)水，造成故障。2023/2/453⑥饋線進(jìn)線窗外必須有防水彎，防止雨水沿饋線進(jìn)入機(jī)房。防水彎的切角應(yīng)大于等于600。⑦饋線、信號(hào)線必須與（220V以上）的電源線有20cm以上的間距⑧天線、饋線等器件、線纜必須標(biāo)識(shí)明確，一一對(duì)應(yīng).⑨室外必須用黑扎帶，室內(nèi)必須用白扎帶，綁扎時(shí)應(yīng)整齊美觀、工藝良好。⑩饋線的單次彎曲