天線基礎知識與原理

天線根底知識與原理11整理ppt天線根本知識及原理目錄一二天線的波束成型簡介22整理ppt天線根本知識及原理目錄一31、天饋系統(tǒng)簡介2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹3、天線原理及指標介紹3整理ppt

基站天線在整個網(wǎng)絡建設中占經(jīng)費比例不到3%，但它對網(wǎng)絡性能的影響卻超過60%。在實際網(wǎng)優(yōu)工作中，通過天線的選擇與調(diào)整是簡單但收效最大的方法。強化天線的性能和品質(zhì)起著四兩撥千斤的作用。天線防雷保護器主饋線（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備1、天饋系統(tǒng)簡介4整理ppt2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹電調(diào)天線單寬頻電調(diào)天線多頻電調(diào)天線常規(guī)天線全向天線

定向單極化天線

定向雙極化天線5整理ppt同一款基站天線有多種設計方案來實現(xiàn)。設計方案涉及到天線的以下四局部：1、輻射單元〔振子〕2、反射板〔底板〕3、功率分配網(wǎng)絡〔饋電網(wǎng)絡〕4、封裝防護〔天線罩〕反射板振子饋電網(wǎng)絡2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---天線內(nèi)部結(jié)構6整理ppt

移動通信天線類型全向天線定向天線微帶貼片半波振子縮短套筒振子常規(guī)套筒振子高性能與一般型產(chǎn)品材質(zhì)工藝比照——天線振子高性能高性能一般型一般型2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---天線振子7整理ppt常規(guī)套筒振子縮短套筒振子銅材和鋁材區(qū)別不大增益相對較高增益約低0.2~0.3dB方向圖圓度±0.8°±1.5°批次一致性好差交調(diào)指標較好較差相對成本1.00.65

常規(guī)套筒振子VS縮短套筒振子2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---天線振子8整理ppt優(yōu)點輻射效率高、交叉極化指標較好；單元輻射阻抗較易優(yōu)化；實現(xiàn)形式多樣化，可采用印制板、金屬板冷沖壓、鋅合金壓鑄等多種實現(xiàn)方式。振子結(jié)構相對復雜，加工難度較大；特別是合金壓鑄方式的半波振子。成本較高。振子形式簡單，易于冷沖壓成型；易于與微帶功率分配網(wǎng)絡一體化設計；成本相對較低。交叉極化指標較差；雙極化貼片天線的極化隔離度較差；裝配精度要求較高缺點振子形式半波振子微帶貼片

半波振子VS微帶貼片2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---天線振子9整理ppt可以保證較高的尺寸精度；阻抗匹配可靈活設計；常用于軍工產(chǎn)品。CDMA800/GSM900頻段使用成本高；CDMA800/GSM900頻段使用結(jié)構穩(wěn)定性較差。優(yōu)點缺點實現(xiàn)方式印制板半波對稱振子是天線設計普遍采用的一種振子形式，可以有多種改進形式：2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---天線振子10整理ppt實現(xiàn)方式優(yōu)點缺點加工和材料成本相對較低；指標較差且一致性較差；結(jié)構形狀的時間穩(wěn)定性較差，可靠性較差。

設計指標優(yōu)秀且一致性較好成品可靠性高結(jié)構形狀的時間穩(wěn)定性好成本相對較高金屬板冷沖壓鋅〔鋁〕合金壓鑄2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---天線振子11整理ppt比較好的65度振子比較差的65度振子2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---天線振子12整理ppt比較好的90度振子比較差的90度振子2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---天線振子13整理ppt空氣微帶線饋電網(wǎng)絡優(yōu)點:本錢低，損耗小，設計自由度較大；缺點:指標穩(wěn)定性差，寄生輻射大，一致性差，性能受底板變形影響大。近年來，隨著價格競爭加劇，不少廠家采用空氣微帶線網(wǎng)絡。2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---饋電網(wǎng)絡14整理ppt同軸電纜饋電網(wǎng)絡優(yōu)點:穩(wěn)定性好，指標一致性好，沒有寄生輻射；缺點:設計自由度小，本錢較高，損失較大，焊點多。Katherin一直采用這種設計，comba的高端天線也采用這種設計。2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---饋電網(wǎng)絡15整理ppt同軸電纜網(wǎng)絡空氣微帶線網(wǎng)絡成本（系數(shù)）較高（2.0)低（1.0）損耗一般小寄生輻射沒有有，較大指標穩(wěn)定性好差指標受底板影響沒有影響影響較大可靠性高差可生產(chǎn)性焊點多較好2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---饋電網(wǎng)絡16整理ppt＊底板鋁材規(guī)格應首選抗腐蝕性好的5系列板材關鍵參數(shù)10603A215052備注成本系數(shù)11.11.2/抗拉強度（MPa）≥75≥110≥195/抗腐蝕等級最佳差良好/目前導電性能優(yōu)良的有色金屬中鋁合金的性價比最高，海內(nèi)外天線廠家普遍采用鋁合金作為定向天線的底板，在具體規(guī)格選擇方面，國內(nèi)天線廠家主要使用1、3和5系列，下表以1060、3A21及5052作為各系列代表比照優(yōu)缺點：從最正確性價比角度考慮，底板鋁材規(guī)格應首選抗腐蝕性好的5系列板材。但在集采本錢壓力下，國內(nèi)廠家很少選用5系列板材。底板的技術要求及工藝說明2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---底板17整理ppt＊底板技術要求及工藝說明指標名稱技術要求及工藝說明備注鋁材規(guī)格5系列/表面處理導電氧化提高底板的抗腐蝕性，從環(huán)保角度考慮，建議本色導電氧化。底板厚度≥2mm；雙頻共用天線：≥2.5mm/尺寸精度GB/T1804-m/環(huán)保要求符合RoHS/其它要求清理毛刺、銳角倒鈍/2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---底板18整理ppt

天線罩以對天線主體的封裝防護為目的，主要為了減緩溫度、濕度、鹽霧、雨淋、攝冰、大風、老化、等各種因素對天線性能的影響，國內(nèi)外基站天線的天線外罩目前普遍使用的材料為PVC和玻璃鋼。玻璃鋼PVC天線罩比照2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---天線罩19整理ppt關鍵參數(shù)PVC玻璃鋼備注成本系數(shù)12.3/重量系數(shù)11.2/抗沖擊碰撞性能好差/耐溫性能-50℃～+70℃-70℃～+150℃/拉伸強度(Mpa)38.3240玻璃鋼強度優(yōu)于PVC。彎曲強度(Mpa)66.3219彎曲模量(Mpa)344010110阻燃性UL94V-0UL94V-0UL94V-0最高阻燃等級?？估匣^好好兩者在抗老化、防水、防腐蝕及透波性方面性能相當，但國內(nèi)玻璃鋼工藝還不太成熟，可能會導致玻璃鋼性能有所下降。防水性能好較好防腐蝕性好好透波性較好較好＊天線罩材料選擇PVC，PVC材料與玻璃鋼材料關鍵參數(shù)對照表如下：2、天線類型及各部件材質(zhì)介紹---天線罩20整理ppt

傳輸線終端張角傳輸線對稱振子天線的定義：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：3、天線原理及指標介紹---天線定義21整理ppt水平面波束寬度=360o

垂直面波束寬度=78o水平面H面垂直面E面立體圖方向圖象一個“汽車輪胎〞3、天線原理及指標介紹---方向圖22整理ppt將“輪胎〞壓扁，信號就越集中，實際使用的天線就是采用一個或者多個輻射單元來實現(xiàn)的。3、天線原理及指標介紹---方向圖23整理ppt遠場測量微波暗室及其系統(tǒng)40米×20米×20米；128探頭近場測量微波暗室及其系統(tǒng)3、天線原理及指標介紹---方向圖天線方向圖測試---輻射性能測試24整理ppt輻射參數(shù)評估：滿足所需求的覆蓋要求水平面和垂直面波束寬度準確，精確的下傾角，高前后比抑制同頻干擾，并滿足所需要的增益指標。能有效提升網(wǎng)絡的通信質(zhì)量交叉極化比決定極化分集效果，網(wǎng)絡升抗多徑衰落的標志。良好的上旁瓣抑制，在城區(qū)覆蓋中能夠減緩同頻干擾。對網(wǎng)絡性能有影響的輔助指標零點填充在某些特殊場景可有限度的減少盲點；方向圖圓度是反映全向天線的覆蓋均勻性指標。輻射參數(shù)：

---按重要性順序排列

水平面波束寬度電下傾角度垂直面波束寬度前后比增益交叉極化比副瓣抑制零點填充方向圖圓度253、天線原理及指標介紹---輻射參數(shù)25整理ppt水平面波束寬度10dB波瓣寬度120°(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB60°(eg)峰值峰值-3dB峰值-3dB3dB波瓣寬度定義：在水平面方向圖上，在最大輻射方向的兩側(cè)，輻射功率下降3dB的兩個方向的夾角。263、天線原理及指標介紹---水平面波束寬度26整理ppt輻射參數(shù)評估：滿足所需求的覆蓋要求水平面和垂直面波束寬度準確，精確的下傾角，高前后比抑制同頻干擾，并滿足所需要的增益指標。能有效提升網(wǎng)絡的通信質(zhì)量交叉極化比決定極化分集效果，網(wǎng)絡升抗多徑衰落的標志。良好的上旁瓣抑制，在城區(qū)覆蓋中能夠減緩同頻干擾。對網(wǎng)絡性能有影響的輔助指標零點填充在某些特殊場景可有限度的減少盲點；方向圖圓度是反映全向天線的覆蓋均勻性指標。輻射參數(shù)：

---按重要性順序排列

水平面波束寬度電下傾角度垂直面波束寬度前后比增益交叉極化比副瓣抑制零點填充方向圖圓度273、天線原理及指標介紹---輻射參數(shù)27整理ppt定義：在垂直方向圖上，在最大輻射方向的兩側(cè)，輻射功率下降3dB的兩個方向的夾角。15°

(eg)峰值峰值-3dB峰值-3dB32°

(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB垂直面波束寬度283、天線原理及指標介紹---垂直面波束寬度28整理ppt350度22.5度317.5度290度A50度350度22.5度317.5度290度A50度90o半功率角65o半功率角3、天線原理及指標介紹---波束寬度案例介紹29整理ppt輻射參數(shù)評估：滿足所需求的覆蓋要求水平面和垂直面波束寬度準確，精確的下傾角，高前后比抑制同頻干擾，并滿足所需要的增益指標。能有效提升網(wǎng)絡的通信質(zhì)量交叉極化比決定極化分集效果，提升抗多徑衰落的能力。良好的上旁瓣抑制，在城區(qū)覆蓋中能夠減緩同頻干擾。對網(wǎng)絡性能有影響的輔助指標零點填充在某些特殊場景可有限度的減少盲點；方向圖圓度是反映全向天線的覆蓋均勻性指標。輻射參數(shù)：

---按重要性順序排列

水平面波束寬度電下傾角度垂直面波束寬度前后比增益交叉極化比副瓣抑制零點填充方向圖圓度303、天線原理及指標介紹---輻射參數(shù)30整理ppt定義：通過電子調(diào)節(jié)的方式優(yōu)化下傾角。313、天線原理及指標介紹---電下傾角度31整理ppt輻射參數(shù)評估：滿足所需求的覆蓋要求水平面和垂直面波束寬度準確，精確的下傾角，高前后比抑制同頻干擾，并滿足所需要的增益指標。能有效提升網(wǎng)絡的通信質(zhì)量交叉極化比決定極化分集效果，網(wǎng)絡升抗多徑衰落的標志。良好的上旁瓣抑制，在城區(qū)覆蓋中能夠減緩同頻干擾。對網(wǎng)絡性能有影響的輔助指標零點填充在某些特殊場景可有限度的減少盲點；方向圖圓度是反映全向天線的覆蓋均勻性指標。輻射參數(shù)：

---按重要性順序排列

水平面波束寬度電下傾角度垂直面波束寬度前后比增益交叉極化比副瓣抑制零點填充方向圖圓度323、天線原理及指標介紹---輻射參數(shù)32整理ppt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定義：是指天線的前向輻射功率和后向輻射功率之比。333、天線原理及指標介紹---前后比33整理ppt前后比較差前后比較好270度272.5度240度207.5度180度300度270度272.5度240度207.5度180度300度后瓣過強天線后瓣較小天線后瓣較大3、天線原理及指標介紹---前后比案例介紹34整理ppt輻射參數(shù)評估：滿足所需求的覆蓋要求水平面和垂直面波束寬度準確，精確的下傾角，高前后比抑制同頻干擾，并滿足所需要的增益指標。能有效提升網(wǎng)絡的通信質(zhì)量交叉極化比決定極化分集效果，網(wǎng)絡升抗多徑衰落的標志。良好的上旁瓣抑制，在城區(qū)覆蓋中能夠減緩同頻干擾。對網(wǎng)絡性能有影響的輔助指標零點填充在某些特殊場景可有限度的減少盲點；方向圖圓度是反映全向天線的覆蓋均勻性指標。輻射參數(shù)：

---按重要性順序排列

水平面波束寬度電下傾角度垂直面波束寬度前后比增益交叉極化比副瓣抑制零點填充方向圖圓度353、天線原理及指標介紹---輻射參數(shù)35整理ppt全向輻射器在各個方向上的輻射能量相等單一偶極子的“汽車輪胎〞形輻射圖2.15dB偶極子比全向輻射器的增益高2.15dB天線相對于偶極子的增益用“dBd〞表示天線相對于全向輻射器的增益用“dBi〞表示如:0dBd=2.15dBi天線理想輻射單元P1P2G=10log(P1/P2)P0定義：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)生的信號的功率之比。363、天線原理及指標介紹---天線增益36整理ppt輻射參數(shù)評估：滿足所需求的覆蓋要求水平面和垂直面波束寬度準確，精確的下傾角，高前后比抑制同頻干擾，并滿足所需要的增益指標。能有效提升網(wǎng)絡的通信質(zhì)量交叉極化比決定極化分集效果，網(wǎng)絡升抗多徑衰落的標志。良好的上旁瓣抑制，在城區(qū)覆蓋中能夠減緩同頻干擾。對網(wǎng)絡性能有影響的輔助指標零點填充在某些特殊場景可有限度的減少盲點；方向圖圓度是反映全向天線的覆蓋均勻性指標。輻射參數(shù)：

---按重要性順序排列

水平面波束寬度電下傾角度垂直面波束寬度前后比增益交叉極化比副瓣抑制零點填充方向圖圓度373、天線原理及指標介紹---輻射參數(shù)37整理ppt定義：對一個以一給定極化發(fā)射的無線電波而言，在接收點接收到的預期極化的功率與接收到的正交極化的功率之比。383、天線原理及指標介紹---交叉極化比分集效果優(yōu)劣的指標為了獲得良好的上行分集增益，要求雙極化天線應該具有良好的正交極化特性，才可以認為兩個極化接收到的信號互不相關。38整理ppt輻射參數(shù)評估：滿足所需求的覆蓋要求水平面和垂直面波束寬度準確，精確的下傾角，高前后比抑制同頻干擾，并滿足所需要的增益指標。能有效提升網(wǎng)絡的通信質(zhì)量交叉極化比決定極化分集效果，網(wǎng)絡升抗多徑衰落的標志。良好的上旁瓣抑制，在城區(qū)覆蓋中能夠減緩同頻干擾。對網(wǎng)絡性能有影響的輔助指標零點填充在某些特殊場景可有限度的減少盲點；方向圖圓度是反映全向天線的覆蓋均勻性指標。輻射參數(shù)：

---按重要性順序排列

水平面波束寬度電下傾角度垂直面波束寬度前后比增益交叉極化比副瓣抑制零點填充方向圖圓度393、天線原理及指標介紹---輻射參數(shù)39整理ppt定義：降低旁瓣電平的任何方法、操作或調(diào)節(jié)。403、天線原理及指標介紹---副瓣抑制40整理ppt普通天線方向圖賦形天線方向圖22.5deg317.5deg50deg290deg22.5deg317.5deg290deg350deg350deg65度下傾6度上側(cè)副瓣抑制較好

沒有上側(cè)副瓣抑制3、天線原理及指標介紹---副瓣抑制41整理ppt輻射參數(shù)評估：滿足所需求的覆蓋要求水平面和垂直面波束寬度準確，精確的下傾角，高前后比抑制同頻干擾，并滿足所需要的增益指標。能有效提升網(wǎng)絡的通信質(zhì)量交叉極化比決定極化分集效果，網(wǎng)絡升抗多徑衰落的標志。良好的上旁瓣抑制，在城區(qū)覆蓋中能夠減緩同頻干擾。對網(wǎng)絡性能有影響的輔助指標零點填充在某些特殊場景可有限度的減少盲點；方向圖圓度是反映全向天線的覆蓋均勻性指標。輻射參數(shù)：

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水平面波束寬度電下傾角度垂直面波束寬度前后比增益交叉極化比副瓣抑制零點填充方向圖圓度423、天線原理及指標介紹---輻射參數(shù)42整理ppt定義：為了使天線的輻射電平更加均勻，在天線的垂直平面內(nèi)，下副瓣第一零點采用賦形波束加以設計加以填充。433、天線原理及指標介紹---零點填充43整理ppt輻射參數(shù)評估：滿足所需求的覆蓋要求水平面和垂直面波束寬度準確，精確的下傾角，高前后比抑制同頻干擾，并滿足所需要的增益指標。能有效提升網(wǎng)絡的通信質(zhì)量交叉極化比決定極化分集效果，網(wǎng)絡升抗多徑衰落的標志。良好的上旁瓣抑制，在城區(qū)覆蓋中能夠減緩同頻干擾。對網(wǎng)絡性能有影響的輔助指標零點填充在某些特殊場景可有限度的減少盲點；方向圖圓度是反映全向天線的覆蓋均勻性指標。輻射參數(shù)：

---按重要性順序排列

水平面波束寬度電下傾角度垂直面波束寬度前后比增益交叉極化比副瓣抑制零點填充方向圖圓度443、天線原理及指標介紹---輻射參數(shù)44整理ppt水平面H面垂直面E面立體圖定義：全向天線的方向圖圓度是指在水平面方向圖中，其最大值或最小值電平值與平均值的偏差。453、天線原理及指標介紹---方向圖圓度45整理ppt電路參數(shù)評估：保證通信質(zhì)量的輔助指標電壓駐波比小，提高傳輸效率；隔離度盡量低，增加收發(fā)隔離，抑制自激等現(xiàn)象；交調(diào)指標優(yōu)良，防止3階交調(diào)分量影響自身系統(tǒng)或其它系統(tǒng)的通話質(zhì)量。電路參數(shù)：

---按重要性順序排列

VSWR隔離度三階交調(diào)463、天線原理及指標介紹---電路參數(shù)46整理ppt定義：為傳輸線上的電壓最大值與電壓最小值之比。當天線端口沒有反射時，就是理想匹配，駐波比為1；當天線端口全反射時，駐波比為無窮大。473、天線原理及指標介紹---駐波比47整理ppt0.95W80

歐姆50歐姆前向:1W回波:0.05W此例中，回波損耗為10log(1/0.05)=14dB，VSWR(駐波比)是對此現(xiàn)象的另一種度量方法

回波損耗3、天線原理及指標介紹---駐波比48整理pptVSWR測試測試條件－儀表：矢量網(wǎng)絡分析儀及校準配件測試本卷須知：儀表誤差校準件誤差測試條件－場地：微波暗室或開闊空間駐波比典型值<1.53、天線原理及指標介紹---駐波比測試49整理ppt整個天饋系統(tǒng)的駐波比是影響因素包括：天線駐波、饋線系統(tǒng)的插入損耗、室外跳線駐波、饋線駐波、避雷器駐波、室內(nèi)超柔跳線駐波比是以上所有局部駐波的綜合效果。饋線的接頭制作和避雷器的駐波比在工程上常常被無視，是造成天饋系統(tǒng)駐波比升高的主要原因。防雷保護器主饋線（7/8“）天線抱桿室外饋線室內(nèi)超柔饋線基站主設備電纜長度L50米30米15米電纜損耗（dB)42.41.2回波損耗（dB）1816.415.2VSWR1.291.361.42設天線端口駐波比1.5，電纜的損耗4dB/100米，如果其他部件制作工藝優(yōu)秀，那么可以算出不同電纜長度時在機房端口測得的駐波比方左表所示。3、天線原理及指標介紹---駐波比測試50整理ppt電路參數(shù)評估：保證通信質(zhì)量的輔助指標電壓駐波比小，提高傳輸效率；隔離度盡量低，增加收發(fā)隔離，抑制自激等現(xiàn)象；交調(diào)指標優(yōu)良，防止3階交調(diào)分量影響自身系統(tǒng)或其它系統(tǒng)的通話質(zhì)量。電路參數(shù)：

---按重要性順序排列

VSWR隔離度三階交調(diào)513、天線原理及指標介紹---駐波比測試51整理ppt定義：某一極化接收到的另一極化信號的比例。1000mW(即1W)1mW該例子中，隔離度為：10log(1000mW/1mW)=30dB523、天線原理及指標介紹---隔離度52整理ppt八端口網(wǎng)絡分析儀四端口網(wǎng)絡分析儀九端口網(wǎng)絡分析儀3、天線原理及指標介紹---隔離度測試53整理ppt電路參數(shù)評估：保證通信質(zhì)量的輔助指標電壓駐波比小，提高傳輸效率；隔離度盡量低，增加收發(fā)隔離，抑制自激等現(xiàn)象；交調(diào)指標優(yōu)良，防止3階交調(diào)分量影響自身系統(tǒng)或其它系統(tǒng)的通話質(zhì)量。電路參數(shù)：

---按重要性順序排列

VSWR隔離度三階交調(diào)543、天線原理及指標介紹---電路參數(shù)54整理ppt定義：指當兩個或多個發(fā)射頻率信號經(jīng)過天線時，由于天線的非線性而引起的與原信號頻率及倍頻有和差關系、并落在接收頻帶內(nèi)的射頻信號。這些信號電平足夠大時，就會造成系統(tǒng)性能下降。無源交調(diào)〔PIM〕：當兩個頻率f1和f2輸入到天線，由于非線性效應，天線輻射的信號除頻率f1和f2外，還包括有其他頻率，如2f1-f2和2f2-f1(3階)等。553、天線原理及指標介紹---三階交調(diào)55整理ppt移動通信系統(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