基站天線基本知識

基站天線基本知識內(nèi)容提要3一、天饋系統(tǒng)及基站天線組成二、天線得性能指標三、電調(diào)天線得應(yīng)用四、基站天線得選型五、基站天線得安裝規(guī)范六、天饋系統(tǒng)常見問題與故障判斷天饋系統(tǒng)及基站天線組成

天線7/16接頭1/2"跳線7/8"電纜

接地卡1/2"跳線機柜避雷器接地卡室外接地排1/2"單聯(lián)饋線卡塔頂放大器7/8"三聯(lián)饋線卡機房偏置T接頭饋線孔板天饋系統(tǒng)及基站天線組成1/2”射頻電纜(跳線)跳線長度一般3～5米,一般兩端DIN公頭7/8”射頻電纜(主饋線),一般兩端DIN母頭基站天線饋纜系統(tǒng)天饋系統(tǒng)及基站天線組成進入機柜得1/2跳線避雷器避雷器來自室外天線得7/8主饋纜1/2”跳線和主饋線得轉(zhuǎn)接

進入機柜前轉(zhuǎn)接1/2跳線天饋系統(tǒng)及基站天線組成RF電纜(1/2〞)50歐姆皺紋銅管同軸電纜天饋系統(tǒng)及基站天線組成RF電纜(1/2〞)電氣性能指標

HCHAY-50-9(1/2")HCAAY-50-12(1/2")內(nèi)導(dǎo)體材料銅包鋁線銅包鋁線直徑(mm)3、554、8絕緣材料物理發(fā)泡聚乙烯直徑(mm)9、0

12、0外導(dǎo)體材料螺旋紋銅管環(huán)形紋銅管直徑(mm)12、013、9外護套材料耐光熱聚乙烯或低煙無鹵阻燃聚乙烯護套直徑(mm)13、416、0天饋系統(tǒng)及基站天線組成RF電纜(1/2〞)電氣性能指標基站天線得組成上端蓋外罩下端蓋射頻電纜接頭安裝夾具(上夾具)安裝夾具(下夾具)基站天線得組成多頻雙極化天線900/1800800/900&1800/1900/3G雙極化電調(diào)天線單極化天線基站天線得組成外罩端蓋接頭:雙極化天線兩個7/16DIN型接頭

(母頭),所有天線都就是母頭打開天線得外包裝,我們看到天線外觀結(jié)構(gòu)(以典型得板狀天線為例),天線有以下三個部分:天線罩端蓋接頭大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點基站天線得組成—電纜接頭7/16DIN型

母頭7/16DIN型接頭

(公頭)7/16DIN型

公頭N型接頭(公頭)基站天線得組成—電纜接頭手動電調(diào)拉桿(旋鈕)(用于調(diào)整天線波束下傾角)7/16DIN接頭(母頭)上圖為900/1800雙頻雙極化電調(diào)天線,下圖為800/900和1800/1900/3G五頻雙極化電調(diào)天線。共4個DIN射頻母頭和2個電調(diào)調(diào)節(jié)桿?；咎炀€得組成—天線外罩

UPVC材料天線外罩圖玻璃鋼材料天線外罩圖UPVC材料特點:

重量輕,耐水性好,耐候性強,適合于小尺寸天線外罩;玻璃鋼材料特點:強度高,長期耐候性略遜于UPVC材料,適用于大尺寸天線外罩基站天線得組成—天線內(nèi)部結(jié)構(gòu)反射板（槽板）饋電網(wǎng)絡(luò)（功率分配網(wǎng)絡(luò)）輻射單元（振子）基站天線得組成—輻射單元半波振子兩臂長度相等得振子叫做對稱振子。每臂長度為四分之一波長、全長為二分之一波長得振子,稱半波對稱振子。半波對稱振子得增益為G＝2、15dBi,她就是構(gòu)成高增益天線得基本輻射單元。1/4波長0.5個波長基站天線得組成—輻射單元天線基本輻射單元,其作用:1、發(fā)射狀態(tài),將來自射頻電纜得電信號轉(zhuǎn)變成空間得電磁波信號;2、接收狀態(tài):將空間電磁波信號轉(zhuǎn)變成傳輸線中得信號。單極化對稱振子單極化微帶貼片振子雙極化對稱振子作用:◆輸入端口到振子能量傳輸◆振子間幅度相位分配◆阻抗匹配空氣微帶線方案電纜方案

空氣帶狀線方案基站天線得組成—功率分配網(wǎng)絡(luò)空氣微帶方案◆網(wǎng)絡(luò)幅度相位分配設(shè)計靈活;◆可進行振子、網(wǎng)絡(luò)整體仿真,設(shè)計精度高;◆批量生產(chǎn)一致性好基站天線得組成—功率分配網(wǎng)絡(luò)

電性能指標頻帶(MHz)824～896增益(dBi)＞17電壓駐波比V、S、W、R＜1、35極化±45°水平面波束寬度(°)90垂直面波束寬度(°)6、5前后比(dB)≥25交叉極化比(dB)≥15預(yù)置電下傾角(°)3端口隔離度(dB)30三階無源交調(diào)IMD3(dBm)＜-107輸入阻抗(Ω)50最大功率(W)500接頭形式7/16DIN(F)雷電保護直流接地天線性能指標機械性能指標天線尺寸(mm)640×296×156天線重量(kg)20輻射材料鋁天線罩材料UPVC天線罩顏色灰色工作溫度(℃)-40～+70下傾角調(diào)整范圍(°)

0～-15儲藏溫度(℃)-55～+80最大風(fēng)速(km/h)210天線性能指標2、1、天線增益

天線就是將傳輸線中得電磁能量有效地轉(zhuǎn)化成自由空間得電磁波能量或?qū)⒖臻g電磁波有效地轉(zhuǎn)化成傳輸線中得電磁能得設(shè)備。天線就是無源器件,所以僅僅起到能量轉(zhuǎn)化作用而不能放大信號,那么我們所說得某天線得增益就是18dBi,就是指什么呢？理想點源半波振子2.15dB天線增益

天線增益就是指天線將發(fā)射功率往某一指定方向集中輻射得能力。一般把天線在最大輻射方向上得場強E與理想各向同性天線(理想點源)均勻輻射場強

E。相比,以功率密度增強得倍數(shù)定義為增益。

即:

單位就是dBi。i就是各向同性(isotropic)得縮寫。上式?jīng)]有考慮天線得各種損耗,叫方向性系數(shù),計入損耗天線增益

即:

η就是增益系數(shù),就是方向性系數(shù)和增益系數(shù)得乘積。(注:另一種表示增益得單位就是與理想半波振子得比較值,用dBd表示,d就是振子(dipole)得縮寫。由于半波振子得增益就是2、15dB,所以dBi=dBd+2、15定義天線增益例：1個半波振子

接收功率：1mW4個半波振子組陣

接收功率：4mWG=10log(4/1)=6dBd

天線增益也可以按波束寬度來估算,工程上有如下經(jīng)驗公式:其中,θe和θh分別就是天線水平面和垂直面得半功率波束寬度,單位就是(°)如水平面波束65°,垂直面波束7°得定向天線,按上式計算增益為18dB。

由此可見天線得增益越高,天線波束得就越窄,或反之波束越窄,天線增益越高。天線增益2、2、天線電壓駐波比50Ω同軸電纜輸入功率10W反射功率0、5W輻射功率9.5W

天線駐波比就是表示天線與基站(包括電纜)匹配程度得指標。她得產(chǎn)生就是由于入射波能量傳輸?shù)教炀€輸入端后未被全部輻射出去,產(chǎn)生反射波,迭加而成得。天線電壓駐波比

由此可算出回波損耗:RL＝10lg(10/0、5)=13dB

功率反射系數(shù):Γ2＝0、5/10＝0、05

電壓反射系數(shù)Γ＝0、2238

駐波比定義為VSWR＝(1+

)/(1-

)＝1、57一般要求天線得駐波比小于1、5,駐波比就是越小越好,但考慮到天線制造成本和批量生產(chǎn)得一致性在工程使用中沒有必要追求過小得駐波比。如右表所示,當天線得駐波比分別就是1、5和1、35時,由上面得公式可計算出功率反射系數(shù)分別就是4%和2、2%,則由于反射引起得增益損失分別就是0、18dB和0、1dB

天線電壓駐波比天線得極化2、3、天線得極化垂直極化(單極化)45極化(雙極化)垂直單極化±45°雙極化天線得極化隔離度指得就是兩根或多根單極化天線或者一根雙極化天線兩個端口得不相關(guān)性隔離度指標保證了同扇區(qū)天線分集接收得性能。雙極化天線隔離度單極化天線單極化天線隔離度端口隔離度1000mW(1W)1mW10log(1000mW/1mW)=30dB

對于多端口天線,端口隔離度就是衡量各個端口之間互耦得重要指標,理論上要求各端口就是獨立得即無互耦得,工程實際中要求隔離度大于30dB方向性圖特性天線得方向圖特性包括:◆水平面/垂直面3dB波束寬度◆前后比◆下旁瓣零點填充和上旁瓣抑制、下傾角方向性圖特性----前后比前向功率后向功率F/B=10log 一般要求：F/B＞

25dB(前向功率)（后向功率)下旁瓣零點填充和上旁瓣抑制◆為了減少對臨近小區(qū)得干擾必須抑制上旁瓣電平,一般要求為〉15dB◆為了使覆蓋特性更加均勻,減少盲區(qū),下旁瓣零點必須填充,一般要求為18dB零點填充16dB00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-100-80-60-40-200距離(km)相對電平(dBm)發(fā)射功率=1W基站天線高度=40m天線增益=16dBi垂直面半功率波束寬度=6.5°方向性圖-波束下傾角及下傾方式得比較下傾角方式:機械下傾、固定電下傾、可調(diào)電下傾、遙控電下傾10°電子下傾6°電子下傾＋4°機械下傾10°機械下傾電調(diào)天線簡介遙控電調(diào)天線控制器電調(diào)天線優(yōu)勢電調(diào)覆蓋不隨下傾角變化變形

覆蓋變形網(wǎng)絡(luò)的靈活性調(diào)節(jié)方便不再受天氣、交通限制，調(diào)節(jié)周期短適合頻繁調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過程無需關(guān)閉基站，不影響網(wǎng)絡(luò)運行調(diào)整小區(qū)覆蓋范圍,平衡話務(wù)流量遙控下傾角降低網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化成本網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化減低旁瓣和背瓣對非覆蓋區(qū)的干擾動態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可以在路測的同時調(diào)整傾角電調(diào)天線基本原理無下傾時天線各單元等相位分布等相位面電下傾時天線各單元相位按一固定的相位差△φ連續(xù)滯后α等相位面電調(diào)天線得各部件天線驅(qū)動器(RCU)中央控制單元(CCU)控制電纜避雷器便攜式控制器

雙塔放(DTMA)T型頭電調(diào)天線得特點兼顧手動和遙控電調(diào)－－－－驅(qū)動器安裝方便簡易,可靠性高電調(diào)天線得特點可調(diào)范圍寬(0～10°/0～14°)－－－－在進行角度調(diào)整時,選擇更多獨立電子下傾角可調(diào)(雙頻或多頻電調(diào)天線)具有良好得副瓣抑制特性－－－－低上旁瓣可以減少越區(qū)干擾900M雙極化1800M雙極化800/900M雙極化1800/1900/3G雙極化電調(diào)天線得特點軟件協(xié)議及硬件設(shè)計嚴格遵循AISG標準目前,幾乎所有電調(diào)天線系統(tǒng)都采用AISG協(xié)議,AISG就是天線接口標準組織得簡稱,她就是由KATHERIN等一些國際天線名牌廠家發(fā)起得一個天線標準行業(yè)組織,主要就是起草有關(guān)電調(diào)天線硬件接口及軟件協(xié)議等,以便各廠家生產(chǎn)得天線設(shè)備能統(tǒng)一監(jiān)控和管理。各廠家做得產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)樣式上各不相同,但如果都支持相同得控制協(xié)議,軟件上一般都可以互聯(lián)互通。

◆兼容現(xiàn)有主流基站設(shè)備

◆提供USB與RS232接口與本地電腦通信

◆提供以太網(wǎng)、PPP接口與基站通信◆本地控制與遠程控制◆多種靈活得遠程控制解決方案電調(diào)天線遠程控制方案驅(qū)動器電調(diào)天線驅(qū)動器電調(diào)天線驅(qū)動器電調(diào)天線基站設(shè)備機房饋線控制電纜驅(qū)動器電調(diào)天線可以繼續(xù)接6個驅(qū)動器控制電纜控制電纜天饋避雷器控制信號避雷器筆記本電腦RS-232控制器RJ-45無塔放遠程控制解決方案特點:1、三扇區(qū)控制信號通過串聯(lián)方式連接,相對并聯(lián)連接,節(jié)省合路器2、控制信號與射頻信號分離,相對射頻和控制信號共用得方式,多了一根AISG電纜,但就是節(jié)省了2個T型頭,同時射頻信號與控制信號分離,可靠性更好,不會因為控制信號或T型頭問題導(dǎo)致基站無法工作。電調(diào)天線遠程控制方案有塔放遠程控制解決方案塔放驅(qū)動器電調(diào)天線塔放驅(qū)動器電調(diào)天線塔放驅(qū)動器電調(diào)天線基站設(shè)備機房饋線控制電纜網(wǎng)管中心遠程網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議以太網(wǎng)控制電纜天饋避雷器驅(qū)動器電調(diào)天線可以繼續(xù)接6個驅(qū)動器基站端T型頭控制信號分路器特點:1、控制電纜和塔放連接,通過塔放內(nèi)置T型頭控制信號與射頻信號合路2、射頻和控制信號共用一根射頻電纜,省了控制電纜,但就是增加了2個T型頭電調(diào)天線得應(yīng)用集束天線優(yōu)點外觀簡潔、美化處理建設(shè)周期短安裝占地面積小低成本基站天線得選型五、基站天線得選型

人口密集得城區(qū),為了保證容量需求,一般來講基站得布局比較緊湊,這時首先需要考慮得就是系統(tǒng)得干擾問題,而覆蓋一般都可以保證。為了減少系統(tǒng)得干擾,通常采用增益比較低且水平波瓣角較小得定向天線,使其對其她基站得干擾降低到最小程度?；咎炀€得選型城區(qū)基站天線選型三原則◆原則一:選用天線水平半功率波束寬度小得天線---覆蓋問題:重疊覆蓋、頻率干擾。推薦選用:水平半功率波束寬度65度得天線?！粼瓌t二:中等增益--天線垂直面波束寬度寬,可以增強覆蓋區(qū)內(nèi)得覆蓋效果;天線得體積重量變小;利于安裝,降低成本。

建議常用增益:15dBi(800/900MHz頻段),18dBi(1800/1900MHz頻段)◆原則三:盡量選擇有固定電下傾天線或者選擇電調(diào)天線—便于以后得網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化?；咎炀€得選型

人口較少得城郊地區(qū),為了保證覆蓋以及對城區(qū)得干擾,通常不同得小區(qū)采用不同得定向天線,面向城區(qū)得小區(qū),一般采用增益較小且水平波瓣角較小得天線(當和城區(qū)距離較遠時可不用這樣考慮),非面向城區(qū)得小區(qū),一般采用增益較大得天線?；咎炀€得選型郊區(qū)基站天線選型原則:◆可以根據(jù)實際情況選擇水平半功率波束寬度為65度和90度得天線,當周圍基站較少時,應(yīng)該優(yōu)先采用90度得天線;◆若周圍基站分布較密,參考城區(qū)基站天線選型原則處理;◆考慮到將來得平滑擴容,一般不建議采用全向站型。MB900-90-17D基站天線得選型α(下傾角）αβ/2HS下傾角過大導(dǎo)致覆蓋距離不夠例如,H=40米,天線下傾角設(shè)為6度,使用增益17dB和18dB得天線,垂直面半功率波束寬度分別為8、5度和7度,則S分別為1310米和916米。使用高增益天線應(yīng)注意得問題基站天線得選型農(nóng)村地區(qū),話務(wù)量小,考慮得主要就是覆蓋問題,這時一般采用高增益得定向或全向天線。農(nóng)村基站選型原則:◆覆蓋要求低,話務(wù)量小地區(qū)采用全向天線;◆需要覆蓋距離較遠地區(qū)采用定向天線;◆采用得定向天線水平波束寬度建議采用90度,增益較高型號;◆若基站天線位置較高,需要覆蓋得區(qū)域位置較低,考慮采用具有預(yù)置電下傾全向天線改善覆蓋?；咎炀€得選型(1)雙扇區(qū)型,兩個區(qū)180°劃分,可選擇單極化。3dB波瓣寬度為90°最大增益為17~18dBi得定向天線,兩天線背向,最大輻射方向各向高速路得一個方向。基站天線得選型30-21D(2)采用高增益、窄波束雙極化天線,如水平面波束寬度30度,最大增益為21dBi得定向天線,最大輻射方向指向高速路得一個方向?；咎炀€得安裝規(guī)范上夾具不能裝反,否則無法調(diào)節(jié)下傾角1、安裝上夾具基站天線得安裝規(guī)范2、安裝下夾具正確不正確基站天線得安裝規(guī)范使用軍用羅盤(指北針)來定位方位角3、調(diào)節(jié)方位角基站天線得安裝規(guī)范下傾角必須準確,在調(diào)節(jié)之前必須了解天線就是否有內(nèi)置下傾角4、調(diào)節(jié)下傾角基站天線得安裝規(guī)范5、接頭擰緊6、纏繞自溶膠泥和防水膠帶基站天線得安裝規(guī)范

做完防水膠帶得例子基站天線得安裝規(guī)范夾具安裝得螺釘都要擰緊,且按照要求得力矩操作7、安裝完畢基站天線得安裝規(guī)范②調(diào)節(jié)拉桿,從角度窗中觀察到相應(yīng)得下傾角,達到合適得角度后擰緊鎖緊螺釘以固定。①松開鎖緊螺釘8、手動電調(diào)天線下傾角得調(diào)節(jié)電調(diào)天線增加了電下傾角得調(diào)節(jié),有別于機械下傾基站天線得安裝規(guī)范②將驅(qū)動器探頭伸入天線卡槽內(nèi),然后將驅(qū)動器旋轉(zhuǎn)90度,使得驅(qū)動器標簽和角度標尺在同一面,旋緊連接螺母。并在對接處纏上防水膠帶。遙控電調(diào)和手動電調(diào)天線得接口就是兼容得,按如圖操作可安裝遙控電調(diào)得驅(qū)動器。①拉動拉桿,至角度最大,然后旋出拉桿9、遙控電調(diào)天線驅(qū)動器得安裝基站天線得安裝規(guī)范安裝完成(錯誤)不規(guī)范安裝圖例天饋系統(tǒng)常見問題及解決方案天線7/16接頭1/2"跳線7/8"電纜

接地卡1/2"跳線機柜避雷器接地卡室外接地排1/2"單聯(lián)饋線卡塔頂放大器7/8"三聯(lián)饋線卡機房偏置T接頭饋線孔板常見問題:▲駐波不良▲覆蓋效果不好天饋系統(tǒng)常見問題及解決方案初步判斷

個別現(xiàn)象?

批量現(xiàn)象?導(dǎo)致問題得原因排除

就是天線問題還就是饋線問題？天線就是否有損壞?

天線方位角設(shè)置就是否正確?

天線下傾角設(shè)置就是否正確?

天線型號選擇就是否合適?儀器使用方法就是否正確?

天線測試時就是否受到其她干擾?天饋系統(tǒng)常見問題及解決方案SiteMaster:

頻率駐波比測試故障定位測試頻譜功能天饋系統(tǒng)常見問題及解決方案用戶反映:某基站天線駐波超標測試儀器:Sitemaster測試方法:從連接主饋線得跳線處測試駐波比測試結(jié)果:A端口VSWR1、46B端口VSWR1、55

搖動跳線駐波無明顯變化,更換跳線駐波無變化結(jié)論:此根天線駐波比超標,需要更換

案例分析—案例1天饋系統(tǒng)常見問題及解決方案VSWR:1.35VSWR:1.48用戶反映:某基站天線駐波超標,搖動天線口跳線,駐波變動較大。測試儀器:Sitemaster測試方法:從連接主饋線得跳線處測試駐波比測試結(jié)果:B2端口VSWR1、48,見右上圖搖動跳線,觀察駐波比變化:駐波變化較大并在某種狀態(tài)達到合格指標,VSWR1、35,見右下圖。案例分析—案例2天饋系統(tǒng)常見問題及解決方案更換跳線現(xiàn)象仍存在結(jié)論:由于接頭損壞,導(dǎo)致連接不穩(wěn)定,駐波比超標,需更換天線觀察天線B2端口得接頭,發(fā)現(xiàn)該接頭已經(jīng)損壞,偏斜。如下圖:案例分析—案例2天饋系統(tǒng)常見問題及解