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1、天线相关知识 GoodGoodStudyDayDayUP 初识天线 Page1 初识天线 Page2 初识天线 Page3 初识天线 Page4 初识天线 Page5 初识天线 Page6 主要内容 天线定义 什么是天线 把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间 收集无线电波并产生电信号 基站天馈系统示意图 在整个基站系统造价中 天线虽然占了很少的份额 但是却起着非常重要的作用 基站的辐射能量都要从天线发射出去而终端的信号也要通过天线进行接收 天线的位置 天线工作原理 导线载有交变电流时 就可以形成电磁波的辐射 辐射的能力与导线的长短和形状有关 当导线的长度增大到可与波长相比拟时 导线上
2、的电流就大大增加 因而就能形成较强的辐射 通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子 天线工作原理 天线工作带宽 无论是发射天线还是接收天线 它们总是在一定的频率范围内工作的 通常 工作在中心频率时天线所能输送的功率最大 偏离中心频率时它所输送的功率都将减小 据此可定义天线的频率带宽 天线工作带宽有几种不同的定义 一种是指天线增益下降3dB时的频带宽度 一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度 在移动通信系统中天线工作带宽是按后一种定义的 具体的说 就是当天线的输入驻波比 1 5时 天线的工作带宽 天线极化方式 在天线的各项参数里有一个很重要的参数就是极化方式 天线的极化就是指天线辐射时形成的
3、电场强度方向 当电场强度方向垂直于地面时 此电波就称为垂直极化波 当电场强度方向平行于地面时 此电波就称为水平极化波 垂直极化 水平极化 45度倾斜的极化 45度倾斜的极化 双极化天线 双极化天线是由极化彼此正交的两根天线封装在同一天线罩中组成的 采用双线极化天线 可以大大减少天线数目 简化天线工程安装 降低成本 减少了天线占地空间 在双极化天线中 通常使用 45 和 45 正交双线极化 主要内容 按辐射方向划分 定向天线 全向天线 按外形划分 板状天线 帽形天线 鞭状天线 面状天线 按极化方式划分 垂直极化全向天线 垂直极化定向天线 双极化天线 单极化天线和双极化天线 单极化天线多采用垂直线
4、极化双极化天线多采用 45 双线极化 双极化天线有两个端口 单极化天线仅一个端口 单极化天线和双极化天线外观识别 主要内容 天线方向图 天线辐射的电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形 称为方向图 用辐射场强表示的称为场强方向图 用功率密度表示的称之功率方向图 用相位表示的称为相位方向图 天线的方向性表征了天线向一定方向辐射电磁波的能力 对于接收天线而言 方向性表征天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力 在移动通信工程中 通常用功率方向图来表示 分为水平方向图和垂直方向图 定向天线方向图 全向天线方向图 所谓的全向天线是指一种在水平方向图上表现为360 都均匀辐射 也就是平常所说的无方向性 在
5、垂直方向图上表现为有一定宽度的波束 一般情况下波瓣宽度越小 增益越大 全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型或者小功率应用的小灵通天线领域 覆盖范围涵盖周围不同距离的360 范围 全向天线典型方向图 水平面方向图 垂直面方向图 全向天线方向图 定向天线 在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射 也就是平常所说的有方向性 在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束 同全向天线一样 波瓣宽度越小 增益越大 定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型 覆盖范围小 用户密度大 频率利用率高 定向天线方向图 定向天线典型方向图 水平面方向图 垂直面方向图 波束宽度 在方向图中通常都有两个瓣或
6、多个瓣 其中最大的瓣称为主瓣 其余的瓣称为副瓣 在主瓣最大辐射方向两侧 辐射强度降低3dB 功率密度降低一半 的两点间的夹角定义为波瓣宽度 又称波束宽度或主瓣宽度或半功率角 主瓣瓣宽越窄 则方向性越好 抗干扰能力越强 天线增益的定义 天线增益是指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力 一般把天线的最大辐射方向上的场强E与理想多向同性天线 理想点源 均匀辐射场强E相比 以功率密度增强的倍数定义为增益 增益越高 天线波束的范围就越小 天线增益单位 dBi或者dBd 切记 天线本身不增加所辐射信号的能量 它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一个方向 天线增益 天线倾角 机械下倾
7、 电下倾 前后比 方向图中 前后瓣最大电平之比称为前后比 表明了天线对后瓣抑制的好坏 选用前后比低的天线 天线的后瓣有可能产生越区覆盖 导致切换关系混乱 产生掉话 一般在25 30dB之间 应优先选用前后比为30的天线 后向功率 前向功率 驻波比 VSWR VoltageStandingWaveRati天线驻波比是表示天馈线与基站匹配程度的指标 它的产生是由于入射波能量传输到天线输入端后未被全部辐射出去 产生反射波 迭加而成的 假设基站发射功率是10W 反射回0 5W 由此可算出回波损耗 RL 10lg 10 0 5 13dB 计算反射系数 RL 20lg 0 2238VSWR 1 1 1 5
8、7一般要求天线的驻波比小于1 5 驻波比是越小越好 但工程上没有必要追求过小的驻波比 驻波比 天线电气指标示例 某定向天线参数电气性能指标ElectricalSpecifications频带FrequencyRange MHz 820 975增益Gain dBi 17驻波比V S W R 1 4极化Polarization 45 端口隔离IsolationBetweenTwoPorts dB 30交叉极化鉴别率Cross PolarDiscrimination dB 15水平波束宽度Horizontal 3dBBeamwidth 90垂直波束宽度Vertical 3dBBeamwidth 7预
9、置电下倾角ElectricalDowntilt 0前后比Front to BackRatio dB 25三阶无源交调IMD3 dBc 107输入阻抗Impedance 50接头型式ConnectorType7 16DIN F 雷电保护LightningProtection直流接地DirectGround最大功率MaximumInputPower W 500 天线机械指标 天线输入接口天线尺寸天线重量风载荷工作温度湿度要求雷电防护三防能力 主要内容 天线选型原则 城区 环境特点 站址分布较密 要求单基站覆盖范围小 尽量减少越区覆盖的现象 减少干扰 提高网络质量和容量 天线选取原则 工作频率 90
10、0MHz 1800MHz极化方式 45 双极化水平波束宽度65 垂直波瓣宽度为7 10 的天线增益 15 18dBi下倾方式 预置6 电下倾 或0 10 可调电下倾 0 15 可调机械下倾前后比 25dB 天线选型原则 郊区 环境特点 郊区的环境介于城区环境与农村环境之间 有的地方可能更接近城区 基站数量不少 这时覆盖与干扰控制在天线选型时都要考虑 而有的地方可能更接近农村地方 覆盖成为重要因素 因此在天线选型方面可以视实际情况参考城区及农村的天线选型原则 天线选取原则 工作频率 900MHz 1800MHz极化方式 45 双极化水平波束宽度65 或者90 垂直波瓣宽度为5 7 的天线增益 1
11、5 18dBi下倾方式 一般不采用预置电下倾的天线 即使采用预置电下倾 一般下倾角也比较小 天线选型原则 农村 应用环境特点 基站分布稀疏 话务量较小 覆盖要求广 有的地方会采用孤站覆盖 覆盖是最受关注的问题 这时应结合基站周围需覆盖的区域来考虑天线的选型 天线选取原则 工作频率 900MHz 1800MHz极化方式 垂直极化定向天线水平波束宽度90 垂直波瓣宽度为5 7 的天线增益 15 18dBi下倾方式 不预置下倾前后比 25dB 其他天线展示 墙面型美化天线 路灯型美化天线 草坪灯型美化天线 吸顶天线 壁挂式天线 八木天线 其他室分天线 GoodGoodStudyDayDayUP 谢谢
