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1、天线基本知识及应用-天馈系统知识问答一、通信天线原理及作用是什么？答：通信天线作为通信不可缺少的重要部分，其基本功能是辐射和接收无线电波。发射时，把高频电流换为电磁波；接收时，把电磁波转换为高频电流。二、天线有多少种类？答：通信天线品种繁多，主要有下列几种分类方式：按用途可分为基地台天线（base station antenna）和移动台天线（mobile portable antennas）。按工作频率可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波；按其方向性可划分为全向和定向天线；按其结构性可划分为线天线和面天线。三、选择通信天线？答：天线作为通信系统的重要组成部分，其信能的好坏直接影响通
2、信系统的指针，用户在选择天线时必须首先注重其性能。具体说有两个方面，第一选择天线类型；第二选择天线的电气性能，选择天线类型的意义是；所选择天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求；选择天线电性能的意义是；选择使用天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指针是否符合系统设计要求。因此，用户在选择天线时最好向厂家联系咨询。目前，用户选择天线产品的范围比较宽。有进口天线和国产天线。进口天线与国产天线在VHF、UHF频段电报性能接近。进口天线工艺水平要高于国产天线。但价格昂贵，且交货期长，维修不便。因此，用户可以根据自己情况选择进口天线或国产天线。四、什么是天线的增益？答：增益是天线主要指针之一，它是
3、方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播速度就越远，一般地台天线采用高增益天线，移动台天线采用低增益天线。五、什么是电压驻波比？答：天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波。其相邻电压最大值和最小值就是电压驻波比。它是检验馈线传输效率的依据，电压驻波比与功率关系如下表。本公司产品符合国家标准，在工作范围内，天线端口的电压驻波比小于1.5,在工作频点的电压驻波比小于1.2，电压驻波比过大，将缩短天线距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放部分
4、，影响通信系统正常工作。电压驻波比 10 11 12 15 20 30反射功率% 0 02 08 40 111 250传输功率% 100 998 992 96 889 750六、什么是天线的方向性？答：天线对于空间不同的方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。另外，我们可以采用一些技术使全向天线略带方向性，根据使用现场地形的需要使方向图成为椭圆形、扇形、心形等，这样使天线的应用就更加灵活、效率更加提高，定向天
5、线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。七、理解天线的工作频带宽度？答：天线的电参数一般都与工作频率有关，保证电参数指针容许的频率变化范围，即是天线的工作频带动宽度。对于天线常采有阻抗特性，即电压驻波比小于规定值下的频率连续段为天线的工作带宽。一般全向天线的工作带宽能达到工作频率范围的5-10%，定向天线的工作带宽达到工作频率的3-5%。通常，全向天线工作频率范围大，适用于多点通信系统共享，定向天线干扰能力强，相对增益高，适用于单频点通信系统使用。八、理解天线的传输损耗？答：移动通信系统常使用特性阻抗50的
6、同轴电缆作为馈线，为了有效的反电波传输到天线端口，应尽量减小馈线的传输损耗，传输损耗取决于电缆的直径和长度，同一频率下电缆直径越大，损耗越小，电缆越长损耗越大，原则上，要求电缆的传输损耗不宜超过3分贝。下表列出常用电缆的衰减值（Db/m），用户可根据自己的情况，合理选择电缆型号及长度频率型号 150MHZ 400MHZ 900MHZSYV-50-7 0.121 0.203 0.295CTC-50-7 0.060 0.100 0.165CTC-50-8 0.050 0.085 0.135CTC-50-12 0.040. 0.060 0.105进口10D-FB 0.0040 0.070 0.110
7、九、如何选择天线安装地点？答：由于地形和环境地的影响，天线接收至的电磁波是有效直射波与反射绕射波及散射波的叠加，其结果决定了接收点处的场强幅度和相位，并直接影响天线的应用效果。因此，选择天线架设位置应注意以下几个方面。（1）天线的发射或接收方向应避开障碍物（楼房、铁塔、桥梁）；（2）天线架设地点应尽量远离干扰源（高压线、航线、铁塔、公路等）；（3）天线应尽量架设在附近的置高点；（4）如有几付天线同在一个铁塔上工作，应特别注意它们之间左右和上下的间距，以防相互耦合影响系统性能。十、天线系统应如何安装？答：首先将天线、馈线和配套零件部件按产品说明的要求组装好，然后在天线的支撑位置，用卡具固定于塔杆
8、的天线支架上，并使天线与塔杆的平行间距大于使用波长，减少塔杆对天线性能的影响。大天线端口处，将馈电线用连接器（或称电缆头）与天线接好，弯一个直径约五十倍馈线直径的圆环固定于天线支架上，避免连接器部位直接受力而断线或损坏。十一、天馈系统如何防水和雷电干扰？答：天线和馈线本身都有很好的防水、防腐蚀性能，我们所指的主要是天馈系统室外连接部位的防水和防潮湿。天线和馈电线主要是靠连接器连接，采用。另外，在馈线进入室内处弯一个反水弯，可避免雨水沿馈电线进入室内设备。天线一般都架设在室外较高的位置，有交待防止雷电干扰和破坏，才能确保通信系统的安全工作。因此，地面设施（如铁塔、建筑物等）应有良好的接地措施，接
9、地电阻不在于4天线应架设在塔顶避雷针的有效避雷范围内，即避雷针顶部下方45角覆面内。通信天线一般都设计成外壳直接接地型，但为防止雷电、强电感应或天气变化引起的脉冲放电对通信的冲击，还应在馈电线上串接避雷装置，使通信系统更安全的工作，我公司研制生产的LP系列串接型避雷器国内老式产品的更新换代品，已广泛用于各种天馈系统中。十二、如何检测天馈系统？答：天馈系统架设好后，应由专业技术人员使用检测仪器进行检测。通常可在发射机和天馈系统之间串接通过式功率针，检验设备发射功率和反射功率的大小判断系统工作是正常。十三、天馈系统有哪些典型故障？答：天馈系统常见故障有(1) 天线的性能、参数不能满足使用要求；(2
10、) 接头密封为严，使水汽进入馈线，影响信号发射；(3) 架设位置不合理，如太靠近干扰源等；(4) 发射机功率超过天线额定功率，使天线过载或烧毁；(5) 遭受外物撞击，改变了天线原有结构和性能参数；(6) 电缆头焊接不牢固，信号时有时无；(7) 天线波束指向偏离，天线立杆或支架偏位等。十四、如何排除上述故障？答：如遇到上述故障，可采取如下方法处理：（1）更换天线；（2）更换电缆，并严格按操作要求用防水或自粘防水胶把接头处密封好；（3）远干扰源，天线与架设天线的塔杆相距大于使用波长；（4）更换额定功率大的天线；（5）送回厂家修理；（6）重新更换电缆头，仔细焊拉防止虚焊；（7）调整天线指向，修复支架
11、，重新紧固。十五、雨雷天气通信效果不佳是否是天线问题？答：电磁波在不现媒质传播其损耗也有不同。一般来说雨雷天气的散射损耗和吸收衰减，因此，会影响接收电平，使通信区域变小、效果变差。随着天转好，通信恢复正常，则说明天线系统无问题，但如果天气晴朗后，通信效果仍不好，则应由专业人员检查该系统是否存在故障。天线基本知识及应用转帖天线基本知识及应用移动通信系统是有线与无线的综合体，它是移动网络在其覆盖范围内，通过空中接口（无线）将移动台与基站联系起来，并进而与移动交换机相联系（有线）的复合体。而在移动通信系统中，空间无线信号的发射和接受都是依靠移动天线来实现的。因此，天线对于移动通信网络来说，举着举足轻
12、重的作用，如果天线的选择（类型、位置）不好，或者天线的参数设置不当，都会直接影响整个移动通信网络的运行质量。尤其在基站数量多，站距小，载频数量多的高话务量地区，天线选择及参数设置是否合适，对移动通信网络的干扰，覆盖率接通率及全网服务质量都有很大影响。不同的地理环境，不同服务要求需要选用不同类型，不同规格的天线。天线调整在移动通信网络优化工作中有很大的作用。为了帮助大家对天线的知识有一定的了解以及在移动通信系统中的应用，推出“天线基本知识及应用”技术讲座。本讲座由网友张守国撰写提供，在此表示衷心的感谢！ 第一讲 天线的基础知识 表征天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化方式等。
13、1.1 天线的输入阻抗 天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。随频率的变化比较平缓。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。一般移动通信天线的输入阻抗为50。驻波比：它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无
14、穷大表示全反射，完全失配。在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5，但实际应用中VSWR应小于1.2。过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能。回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。回波损耗的值在0dB的到无穷大之间，回波损耗越小表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。0表示全反射，无穷大表示完全匹配。在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于14dB。1.2 天线的极化方式 所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。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。由于电波的特性，决定了水平
15、极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。 因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。另外，随着新技术的发展，最近又出现了一种双极化天线。就其设计思路而言，一般分为垂直与水平极化和45极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是45极化方式。双极化天线组合了+45和-45两副极化方向相互正交的天线，并同时工作在收发双工模式下，大大节省了每个小区的天线数量；同时由于45为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果。（其极化分集增益约为5dB，比单极化天线提高约2dB。）1.3 天线的增益 天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。 一般来说，增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度，而在水平面上保持全向的辐射性能。天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要，因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围，或者在确定范围内增大增益余量。任何蜂窝系统都是一个双向过程，增加天线的增益能同时减少双向系统增益预算余量。另外，表征天线增益的参数有dBd和dBi。DBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的；dBd相对于对
