TZBT06C11天線基本原理53課件

TZ_BT06_C1_1天線基本原理TD&W&PCS無線團(tuán)隊課程內(nèi)容天線基本原理基站天饋結(jié)構(gòu)天線7/16接頭1/2“跳線7/8“電纜

接地卡口1/2“跳線機(jī)柜避雷器接地卡口天線基本原理增益注意：天線只是無源傳輸器件，不能放大能量！增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天線基本原理Wavelength1/2Wavelength1/4Wavelength1/4Wavelength1/2WavelengthDipole

1900MHz：166mm

800MHz：333mm

對稱振子是一種經(jīng)典的、迄今為止使用最廣泛的天線，單個半波對稱振子可簡單地單獨(dú)立地使用或用作為拋物面天線的饋源，也可采用多個半波對稱振子組成天線陣。兩臂長度相等的振子叫做對稱振子。每臂長度為四分之一波長、全長為二分之一波長的振子，稱半波對稱振子。天線基礎(chǔ)－半波振子(Dipoles)天線基本原理半波振子理想點源（無耗均勻輻射器）0dBd=2.15dBi2.15dB常用單位：dBd和

dBidBi：表示天線在最大輻射方向場強(qiáng)相

對于全向輻射器的參考值。dBd:表示天線在最大輻射方向場強(qiáng)相對于半波振子的參考值兩者有一個固定的差值：dBi=dBd+2.15天線基本原理增益天線增益實例天線基本原理BaseStationTransmitter(20watts)ConverttodBm10Log(20)+30=+43dBmjumperHeliaxCablejumper-0.5dB-0.5dB-3dBAntennaGain=+18dBiAntInputPower=+39dBmEiRP=+39+18=+57dBmEIRP（有效輻射功率）實例工作頻段(FrequencyRange)天線的工作頻段必須與所設(shè)計系統(tǒng)的頻段相對應(yīng)，從降低帶外干擾信號的角度考慮，所選天線的帶寬剛好滿足頻帶要求即可。工作帶寬（BANDWIDTH）=896-824=72MHzOptimum1/2wavelengthfordipoleat860MHzat896MHzAntennaDipoleat824MHz示例：CDMA800MHz

系統(tǒng)天線的工作帶寬天線基本原理天線的工作帶寬GSM900:890-960MHzGSM1800:1710-1880MHzGSM雙頻

:890-960MHz&1710-1880MHzCDMA450Ｍ:450-468MHzGOTA800M：806-866MHzCDMA800Ｍ:824-896MHzCDMA1900Ｍ:1850-1990MHzTD-SCDMA:2010-2025MHZ天線基本原理輸入阻抗(Impedance)50

Cable

50ohmsAntenna

50ohms 天線基本原理天線基本原理電壓駐波比(VSWR)電壓駐波比VSWR:微波傳輸線的阻抗必須與天線的輸入阻抗匹配否則就會有反射波產(chǎn)生，流向信號源由反射波和入射波合成而產(chǎn)生的稱為－駐波駐波信號振幅的最大值與最小值之比稱為－電壓駐波比VSWR它是行波系數(shù)的倒數(shù)，其值在1到無窮大之間。駐波比為1，表示完全匹配；駐波比為無窮大表示全反射，完全失配。在移動通信系統(tǒng)中，一般要求駐波比小于1.5，但實際應(yīng)用中VSWR應(yīng)小于1.3。過大的駐波比會減小基站的覆蓋并造成系統(tǒng)內(nèi)干擾加大，影響基站的服務(wù)性能。天線分集方式空間分集空間分集：當(dāng)兩個接收天線間隔一定距離，就可接收到具有不同衰落包絡(luò)的同一個信號，這兩個信號的相關(guān)系數(shù)小于0.7，就可滿足分集接收要求?？臻g分集對天線安裝提出了要求：D>10λh/D≤11h是天線高度，D是天線間隔。空間分集天線僅采用在水平方向有間隔。極化分集極化分集：每個載頻的每個扇區(qū)使用一個45°雙極化天線就可以完成分集接收。兩個相互垂直的45°極化是正交極化，有較好的分集接收能力。天線基本原理V/H(Vertical/Horizontal)Slant(+/-45°)天線基本原理極化方式(Polarization)極化方式(Polarization)單極化天線多采用垂直線極化雙極化天線多采用45雙線極化天線基本原理天線極化方式的選取原則在城區(qū)，基站數(shù)目較多，每個基站的覆蓋半徑較小，考慮到安裝方便，加上城區(qū)基站調(diào)整可能性比較大，為了保證分集效果，建議采用雙極化天線。在郊區(qū)和農(nóng)村，基站數(shù)目較少，每個基站覆蓋半徑較大，采用空間分集對接收效果略有改善，可以采用空間分集的單極化天線。通常情況下，如果沒有特殊要求，建議全部選用雙極化天線，對施工和后續(xù)的調(diào)整都比較有利。天線基本原理發(fā)射天線的基本功能之一是把從饋線取得的能量向周圍空間輻射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向輻射。但實際中的天線輻射圖都比較復(fù)雜，稱之為天線方向圖。天線基本原理方向圖（Pattern）120°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB10dBBeamwidth60°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB3dBBeamwidth方向圖通常都有兩個或多個瓣，其中輻射強(qiáng)度最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣。

在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強(qiáng)度降低3dB（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）。波瓣寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠(yuǎn)，抗干擾能力越強(qiáng)。還有一種波瓣寬度，即10dB波瓣寬度，顧名思義它是方向圖中輻射強(qiáng)度降低10dB（功率密度降至十分之一）的兩個點間的夾角。天線基本原理波束寬度（半功率角）水平波瓣3dB寬度定向天線：65°/90°/105°/120°全向天線：360°天線基本原理水平波瓣寬度和垂直波瓣寬度（續(xù)）在天線的水平面（垂直面）方向圖上，相對于主瓣最大點功率增益下降3dB的兩點之間所張的角度，定義為天線的水平（垂直）波瓣寬度（3dB寬度，可以有其它的定義方式）。天線輻射的大部分能量都集中在波瓣寬度內(nèi)，波瓣寬度的大小反映了天線的輻射集中程度。全向天線的水平波瓣寬度為360，定向天線的水平波瓣寬度有20、30、65、90、105、120、180等，常用65、90；天線的垂直波瓣寬度一般在3～80之間，基站采用較多的是5～18的天線。天線的增益和水平及垂直波瓣寬度密切相關(guān)，一般來說，天線的波瓣寬度越小，其增益越大，在確定這三個參數(shù)時，需一起考慮。天線基本原理水平和垂直波瓣寬度的選取原則對不同傳播環(huán)境、不同地形地貌，天線的水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度一般可遵循下面的原則選取：水平波瓣寬度對基站數(shù)目較多、覆蓋半徑較小、話務(wù)分布較大的區(qū)域，水平波瓣寬度應(yīng)選得小一點。對覆蓋半徑較大，話務(wù)分布較少的區(qū)域，水平波瓣寬度應(yīng)選得大一些。垂直波瓣寬度對地形平坦，建筑物稀疏，平均高度較低的區(qū)域，垂直波瓣寬度可選得小一點。對地形復(fù)雜、落差大的區(qū)域，垂直波瓣寬度可選得大一些。天線基本原理水平和垂直波瓣寬度的選擇建議3水面（大的湖泊、海面等）、戈壁灘、沙漠定向基站：如果要求覆蓋的區(qū)域比較開闊，考慮選用水平波瓣寬度為90或105，垂直波瓣寬度為5～7的天線，天線增益在14～18dBi之間；如果要求覆蓋距離比較遠(yuǎn)但寬度不太大（如狹長湖面，地形影響等），可考慮采用65等窄波束天線。全向基站：選用垂直波瓣寬度為5～7，增益在9～12dBi之間的天線。天線基本原理水平和垂直波瓣寬度的選擇建議4公路、鐵路等狹長地帶：取決于需覆蓋區(qū)域的距離和形狀如果路線較直，可以選用水平波瓣寬度為20～30，垂直波瓣寬度為5～7的高增益天線。如果路線彎曲幅度較大，根據(jù)具體情況可選用水平波瓣寬度為65、90甚至更大,垂直波瓣寬度為5～7的天線。天線基本原理水平和垂直波瓣寬度的選擇建議5地形復(fù)雜、落差較大的區(qū)域，分為兩種情況天線架高高于覆蓋區(qū)：可根據(jù)具體情況選垂直波瓣寬度為10～18的天線。大片需要覆蓋的區(qū)域高于天線的架設(shè)高度：根據(jù)具體情況選18～30大垂直波瓣寬度的天線。天線基本原理水平和垂直波瓣寬度的選擇建議6低頻系統(tǒng)，天線尺寸比較大天線水平波瓣寬度的選取可遵循前面的原則，垂直波瓣寬度可以在前面建議的基礎(chǔ)上適當(dāng)放寬。如果按照前面規(guī)范需要選用垂直波瓣比較小的天線，而實際只能提供垂直波瓣比較大的天線，在基站密集的城區(qū)，應(yīng)選用帶電下傾的天線。天線基本原理下傾角（DownTilt）機(jī)械下傾固定電子下傾可調(diào)電子下傾天線基本原理天線下傾方式天線下傾方式分為機(jī)械下傾和電下傾，而電下傾方式又可分為固定電下傾和可調(diào)電下傾。機(jī)械下傾天線只在架設(shè)時傾斜天線，價格較便宜，多用于下傾角度小于10的環(huán)境。電下傾天線價格較貴，其下傾角度范圍較大（可大于10），下傾角度較大時天線方向圖無明顯畸變，天線后瓣也將同時下傾。對于要求下傾角比較大的情況，多采用小角度的固定電下傾天線加上機(jī)械下傾方案。天線基本原理不下傾電調(diào)下傾機(jī)械下傾下傾角（DownTilt）天線基本原理天線基本原理下傾角（DownTilt）天線下傾方式選取以下幾種環(huán)境可以采用電下傾天線：需覆蓋范圍特別小的城區(qū)站點，所需下傾角很大，采用電下傾天線減少對相鄰小區(qū)的干擾。城區(qū)較高站點，為減少對相鄰小區(qū)的干擾，選擇上旁瓣抑制和第一下零點填充較好，且?guī)Т蠼嵌入娤聝A或可調(diào)電下傾天線。相對周圍比較高的站點（如山頂站點、江邊站點等），為控制覆蓋范圍，可以選用電下傾天線。很高的全向站，應(yīng)根據(jù)不同情況選擇帶電下傾的天線。天線基本原理主瓣最大值與后瓣最大值之比F/B=10log(前向功率/后向功率）typically：25dB

后向功率前向功率天線基本原理前后比（FronttoBackRatio）上旁瓣抑制與零點填充天線基本原理上副瓣抑制(dB)天線基本原理旁瓣（Sidelobes）天線基本原理零點填充上旁瓣抑制和零點填充天線主瓣上面的旁瓣不僅浪費(fèi)了天線輻射的能量，而且會對相鄰小區(qū)形成干擾，這些旁瓣應(yīng)該盡量抑制，尤其是較大的第一副瓣。天線主瓣下面的旁瓣需要對周圍區(qū)域形成有效覆蓋，需要對零點進(jìn)行填充。主瓣上面的第一旁瓣電平應(yīng)小于－18dB主瓣下面的第一零點電平應(yīng)大于－20dB第一上旁瓣第一下零點天線基本原理7/16”DINN型SMADIN接頭優(yōu)點:改善互調(diào)產(chǎn)物,可比N型插頭多承受4倍的功率,一致且最優(yōu)的電壓駐波比性能。天線基本原理結(jié)構(gòu)參數(shù)－接頭座型式天線基本原理機(jī)械參數(shù)－天線抱桿DCGround天線基本原理機(jī)械參數(shù)－防雷天線基本原理室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選用原則室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選用主要基于以下原則：既要滿足所要求的室內(nèi)覆蓋效果，又要盡量減少對室外的覆蓋，避免造成干擾。天線要求美觀，形狀、顏色、尺寸和室內(nèi)的環(huán)境要和諧。室內(nèi)分布系統(tǒng)天線—吸頂天線吸頂天線是一種全向天線，主要安裝在房間、大廳、走廊等場所的天花板上，其增益一般都在2～5dBi之間，水平波瓣寬度為360，垂直波瓣寬度65左右。吸頂天線增益小，外形美觀，安裝在天花板上，室內(nèi)場強(qiáng)分布比較均勻，在室內(nèi)天線選擇時應(yīng)優(yōu)先采用。吸頂天線應(yīng)盡量安裝在室內(nèi)正中間的天花板上，避免安裝在窗戶、大門等信號比較容易泄漏到室外的開口旁邊。天線基本原理室內(nèi)分布系統(tǒng)天線—壁掛式天線壁掛板狀天線是一種定向天線，主要安裝在房間、大廳、走廊等場所的墻壁上壁掛天線的增益一般在6～10dBi之間，水平波瓣寬度有65、45等多種，垂直波瓣寬度在70左右。多用在一些比較狹長的室內(nèi)空間，天線安裝時前方較近區(qū)域不能有物體遮擋，且不要正對窗戶、大門等信號比較容易泄漏到室