移动基站天线有关概念.ppt

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1、移移 动动 基基 站站 天天 线线 有有 关关 概概 念念2003年年04月月1 1、无线电波的基本知识、无线电波的基本知识 2 2、超短波的传播、超短波的传播 3 3、天线辐射电磁波的基本原理、天线辐射电磁波的基本原理4、典型的移动基站天线技术指标综述、典型的移动基站天线技术指标综述5、电磁波安全标准、电磁波安全标准6、基站天馈系统、基站天馈系统 无线电波的基本知识无线电波的基本知识 无线电波无线电波 什什么么叫叫无无线线电电波波？无无线线电电波波是是一一种种能能量量传传输输形形式式，在在传传播播过过程程中中，电电场场和和磁磁场场在在空空间间是是相相互互垂垂直直的的，同同时时这两者又都垂直于

2、传播方向。这两者又都垂直于传播方向。 无无线线电电波波和和光光波波一一样样，它它的的传传播播速速度度和和传传播播媒媒质质有有关关。无无线线电电波波在在真真空空中中的的传传播播速速度度等等于于光光速速。我我们们用用公公里里秒秒表表示示。在在媒媒质质中中的的传传播播速速度度为为：/，式式中中为为传传播播媒媒质质的的相相对对介介电电常常数数。空空气气的的相相对对介介电电常常数数与与真真空的相对介电常数很接近，略大于空的相对介电常数很接近，略大于。无线电波无线电波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。 因因此此，无无线线电电波波在在空空气气中中的的传传播播

3、速速度度略略小小于于光光速速，通常我们就认为它等于光速。通常我们就认为它等于光速。电磁波的传播电磁波的传播电场电场电场电场电场电场振振子子电波传输方向电波传输方向磁场磁场磁场磁场 可用式可用式 / / 表示。表示。 式式中中，为为速速度度，单单位位为为米米/ /秒秒； 为为频频率率，单单位位为为赫赫芝芝；为波长，单位为米。为波长，单位为米。 由由上上述述关关系系式式不不难难看看出出，同同一一频频率率的的无无线线电电波波在在不不同同的的媒媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。 我我们们通通常常使使用用的的聚聚四四氟氟乙乙烯烯型型绝绝缘缘同同轴轴

4、射射频频电电缆缆其其相相对对介介电电常常数数约约为为2.12.1，因因此此，/1.44 /1.44 ，/1.44 /1.44 。波长波长无线电波的波长、频率和传播速度的关系无线电波的波长、频率和传播速度的关系. 无线电波的极化无线电波的极化 无无线线电电波波在在空空间间传传播播时时，其其电电场场方方向向是是按按一一定定的的规规律律而而变变化化的的，这这种种现现象象称称为为无无线线电电波波的的极极化化。无无线线电电波波的的电电场场方方向向称称为为电电波波的的极极化化方方向向。如如果果电电波波的的电电场场方方向向垂垂直直于于地地面面，我我们们就就称称它它为为垂垂直直极极化化波波。如如果果电电波波的

5、的电电场场方方向向与与地地面面平平行行，则则称称它它为为水水平平极极化波化波。甚麽是天线甚麽是天线?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收集无线电波并产生电信号垂直极化垂直极化水平极化水平极化+ 45度倾斜的极化度倾斜的极化1.3 天线的极化天线的极化天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向- 45度倾斜的极化度倾斜的极化两个天线为一个整体两个天线为一个整体V/H (垂直垂直/水平水平)倾斜倾斜 (+/- 45)传输两个独立的波传输两个独立的波双极化天线双极化天线2

6、 2 超短波的传播超短波的传播 无无线线电电波波的的波波长长不不同同，传传播播特特点点也也不不完完全全相相同同。目目前前GSMGSM和和CDMACDMA移移动动通通信信使使用用的的频频段段都都属属于于UHFUHF（特特高高频频）超超短短波波段段，其其高高端属于微波。端属于微波。 2.1 2.1 超短波和微波的视距传播超短波和微波的视距传播 超超短短波波和和微微波波的的频频率率很很高高，波波长长较较短短，它它的的地地面面波波衰衰减减很很快快。因因此此也也不不能能依依靠靠地地面面波波作作较较远远距距离离的的传传播播，它它主主要要是是由由空空间间波波来来传传播播的的。空空间间波波一一般般只只能能沿沿

7、直直线线方方向向传传播播到到直直接接可可见见的的地地方方。在在直直视视距距离离内内超超短短波波的的传传播播区区域域习习惯惯上上称称为为“照照明明区区”。在在直直视视距距离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。 直视距离和发射天线以及接收天线的高度有关系，并受到地直视距离和发射天线以及接收天线的高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。由简单的几何关系式可知球曲率半径的影响。由简单的几何关系式可知 AB3.57(HT+HR)(公里公里)由于大气由于大气层对层对超短波的折射作用，有效超短波的折射作用，有效传传播直播直视视距离距离为为 ABAB4.12 4.12 (H

8、T+HR)( (公里公里) )BARTRRO接收天线高HR发射天线高HT2.2 2.2 电波的多径传播电波的多径传播 电电波波除除了了直直接接传传播播外外，遇遇到到障障碍碍物物，例例如如，山山丘丘、森森林林、地地面面或或楼楼房房等等高高大大建建筑筑物物，还还会会产产生生反反射射。因因此此，到到达达接接收收天天线线的的超超短短波波不不仅仅有有直直射射波波，还还有有反反射射波波，这这种现象就叫多径传输。种现象就叫多径传输。 由由于于多多途途径径传传播播使使得得信信号号场场强强分分布布相相当当复复杂杂，波波动动很很大大；也也由由于于多多径径传传输输的的影影响响，会会使使电电波波的的极极化化方方向向发

9、发生生变变化化，因因此此，有有的的地地方方信信号号场场强强增增强强，有有的的地地方方信信号号场场强强减减弱弱。另另外外，不不同同的的障障碍碍物物对对电电波波的的反反射射能能力力也也不不同同。例例如如：钢钢筋筋水水泥泥建建筑筑物物对对超超短短波波的的反反射射能能力力比比砖砖墙墙强强。我我们们应应尽尽量量避避免免多多径径传传输输效效应应的的影影响响。同同时时可可采采取取空间分集或极化分集的措施加以对应。空间分集或极化分集的措施加以对应。 多径传播与反射多径传播与反射 用分集接收改善信号电平用分集接收改善信号电平2.2. 电波的绕射传播电波的绕射传播 电电波波在在传传播播途途径径上上遇遇到到障障碍碍

10、物物时时，总总是是力力图图绕绕过过障障碍碍物物，再再向向前前传传播播。这这种种现现象象叫叫做做电电波波的的绕绕射射。超超短短波波的的绕绕射射能能力力较较弱弱，在在高高大大建建筑筑物物后后面面会会形形成成所所谓谓的的“阴阴影影区区”。信信号号质质量量受受到到影影响响的的程程度度不不仅仅和和接接收收天天线线距距建建筑筑物物的的距距离离及及建建筑筑物物的的高高度度有有关关，还还和和频频率率有有关关。例如一个建筑物的高度为米，在距建筑物米处接收的信号质量几乎不受影响，但在距建筑物米处，接收信号场强将比无高搂时明显减弱。这时，如果接收的是兆赫的电视信号，接收信号场强比无高搂时减弱分贝，当接收兆赫的电视信

11、号时，接收信号场强将比无高搂时减弱分贝。如果建筑物的高度增加到米时，则在距建筑物米以内，接收信号的场强都将受到影响，因而有不同程度的减弱。也也就就是是说说，频频率率越越高高，建建筑筑物物越越高高、越越近近，影影响响越越大大。相相反反，频频率率越越低，建筑物越矮、越远，影响越小。低，建筑物越矮、越远，影响越小。 因因此此，架架设设天天线线选选择择基基站站场场地地时时，必必须须按按上上述述原原则则来来考考虑虑对对绕射传播可能产生的各种不利因素绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。，并努力加以避免。3 3 天线辐射电磁波的基本原理天线辐射电磁波的基本原理 导导线线载载有有交交变变电电流流时

12、时，就就可可以以形形成成电电磁磁波波的的辐辐射射，辐辐射射的的能能力力与与导导线线的的长长短短和和形形状状有有关关. .如果导线位置如由于两导线的距离很近，且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。当导线的长度远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱. 当当导导线线的的长长度度增增大大到到可可与与波波长长相相比比拟拟时时，导导线线上上的的电电流流就就大大大大增增加加，因因而而就就能能形形成成较较强强的的辐辐射射。通通常常将将上上述述能能产产生生显显著著辐射的直导线称为振子辐射的直导线

13、称为振子。 天线可视为一个四端网络天线可视为一个四端网络 同轴线变化为天线同轴线变化为天线 两两臂臂长长度度相相等等的的振振子子叫叫做做对对称称振振子子。每每臂臂长长度度为为四四分分之之一一波波长长。全全长长与与波波长长相相等等的的振振子子，称称为为全全波波对对称称振振子子。将将振振子子折折合合起来的，称为折合振子。起来的，称为折合振子。1/2波长波长一个一个1/2波长的对称振子波长的对称振子 在在800MHz 约约 200mm长长 400MHz 约约 400mm 长长1/4波长波长1/4波长波长1/2波长波长振子振子3.1对称振子对称振子波长波长 半波振子上的场分布半波振子上的场分布3.2

14、3.2 天线的输入阻抗天线的输入阻抗 天天线线和和馈馈线线的的连连接接端端，即即馈馈电电点点两两端端感感应应的的信信号号电电压压与与信信号号电电流流之之比比，称称为为天天线线的的输输入入阻阻抗抗。输输入入阻阻抗抗有有电电阻阻分分量量和和电电抗抗分分量量。输输入入阻阻抗抗的的电电抗抗分分量量会会减减少少从从天天线线进进入入馈馈线线的的有有效效信信号号功功率率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。 输输入入阻阻抗抗与与天天线线的的结结构构和和工工作作波波长长有有关关，基基本本半半波波振振子子，即即由由中中间间对对称称馈

15、馈电电的的半半波波长长导导线线，其其输输入入阻阻抗抗为为（73.173.142.542.5）欧欧姆姆。当当把把振振子子长长度度缩缩短短时时，就就可可以以消消除除其其中中的的电电抗抗分分量量，使使天天线线的的输输入入阻阻抗抗为为纯纯电电阻阻，即即使使半半波波振振子子的的输输入入阻阻抗抗为为73.173.1欧（标称欧（标称7575欧）。欧）。3.3 3.3 天线的方向性天线的方向性 天天线线的的方方向向性性是是指指天天线线向向一一定定方方向向辐辐射射电电磁磁波波的的能能力力。对对于于接接收收天天线线而而言言，方方向向性性表表示示天天线线对对不不同同方方向向传传来来的的电电波波所所具具有有的的接接收

16、收能能力力。天天线线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示的方向性的特性曲线通常用方向图来表示. . 方方向向图图可可用用来来说说明明天天线线在在空空间间各各个个方方向向上上所所具有的发射或接收电磁波的能力。具有的发射或接收电磁波的能力。天线方向图天线方向图天线方向图3.4天线的工作频率范围天线的工作频率范围(带宽带宽) 无无论论是是发发射射天天线线还还是是接接收收天天线线，它它们们总总是是在在一一定定的的频频率率范范围围内内工工作作的的，通通常常，工工作作在在中中心心频频率率时时天天线线所所能能输输送送的的功功率率最最大大，偏偏离离中中心心频频率率时时它它所所输输送送的的功功率率都都将将减小，

17、据此可定义天线的频率带宽。减小，据此可定义天线的频率带宽。 有几种不同的定义：有几种不同的定义： 一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度； 一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。 在在移移动动通通信信系系统统中中是是按按后后一一种种定定义义的的，具具体体的的说说，就是当天线的输入驻波比就是当天线的输入驻波比1.51.5时，天线的工作带宽。时，天线的工作带宽。在在 820 MHz 1/2 波长波长 为为 180mm, 在在890 MHz 为为 170mm 175mm对对 850MHz 将是最佳的将是最佳的该

18、天线的频带宽度该天线的频带宽度 = 890 - 820 = 70MHz当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降在在 850MHz 1/2 波长振子波长振子最佳最佳在在 890MHz天线振子天线振子在在820MHz在天线工作频带内在天线工作频带内,天线性能下降不多天线性能下降不多,仍然是可以接受的仍然是可以接受的。顶视顶视侧视侧视3.5 天线的功能天线的功能:控制辐射能量的去向控制辐射能量的去向在地平面上，为了把信号集中到所需要的地在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把方，要求把“面包圈面包圈”压成扁平的压成扁平的一个单一的对称振子具有一个单一的

19、对称振子具有“面包圈面包圈”形的方向图形的方向图在这儿增益在这儿增益= 10log(4mW/1mW) = 6dBd一个对称台振子一个对称台振子假设在接收机中假设在接收机中有1mW功率功率 在阵中有在阵中有4个对称振子个对称振子 在接收机中就在接收机中就有4 mW功率功率 更加集中的信号更加集中的信号对称振子组阵对称振子组阵能够控制辐射能构成能够控制辐射能构成“扁平的面包圈扁平的面包圈” 增增益益是是指指在在输输入入功功率率相相等等的的条条件件下下，实实际际天天线线与与理理想想的的辐辐射射单单元元在在空空间间同同一一点点处处所所产产生生的的场场强强的的平平方方之之比比，即即功功率率之之比比。增增

20、益益一一般般与与天天线线方方向向图图有有关关，方方向向图图主主瓣瓣越越窄窄，后后瓣瓣、副副瓣瓣越越小，增益越高。小，增益越高。 在我们的在我们的“扇形覆盖天线扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。这里这里, “扇形覆盖天线扇形覆盖天线” 与单个对称振子相比的增益为与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/1mW) = 9dBd “扇形覆盖天线扇形覆盖天线 ”将在接收机中有将在接收机中有8mW功率功率 “全向阵全向阵” 例如在接收机中为例如在接收机中为4mW功率功率 (顶视)天线天线利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向

21、利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向 反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线一个单一对称振子一个单一对称振子dipole具具有面包圈形的方向图辐射有面包圈形的方向图辐射 一个各向同性一个各向同性isotropic的的辐射器在所有方向具有相辐射器在所有方向具有相同的辐射同的辐射一个天线与对称振子相比较的增益一个天线与对称振子相比较的增益用用“dBd”表示表示一个天线与各向同性辐射器相比较的一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用增益用“dBi”表示表示例如例如: 3dBd = 5.17dBi3.6dBd和和dBi的区别的区别2.17dB 对称振子的增益为对称振子

22、的增益为2.17dB 3.7 前后比前后比 方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为，所以对来定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为，所以对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。前向功率前向功率后向功率后向功率以以dB表示的前后比表示的前后比 = 10 log 典型值为典型值为 25dB 左右左右目的是有一个尽可能小的反向功率目的是有一个尽可能小的反向功率(前向功率前向功率)(反向功率反向功率)3.8波束宽度波束宽度方位即水平面方向图

23、120 (eg)峰值峰值 - 10dB点点 - 10dB点点10dB 波束宽度波束宽度60 (eg)峰值峰值 - 3dB点点 - 3dB点点3dB 波束宽度波束宽度15 (eg)PeakPeak - 3dBPeak - 3dB32 (eg)PeakPeak - 10dBPeak - 10dB俯仰面即垂直面方向图 在在方方向向图图中中通通常常都都有有两两个个瓣瓣或或多多个个瓣瓣，其其中中最最大大的的瓣瓣称称为为主主瓣瓣，其其余余的的瓣瓣称称为为副副瓣瓣。主主瓣瓣两两半半功功率率点点间间的的夹夹角角定定义义为为天天线线方方向向图图的的波波瓣瓣宽宽度度。称称为为半半功功率率（角角）瓣瓣宽宽。主主瓣瓣

24、瓣瓣宽宽越越窄窄，则则方方向向性性越越好好，抗干扰能力越强。抗干扰能力越强。 一一般般说说来来，天天线线的的主主瓣瓣波波束束宽宽度度越越窄窄，天天线线增增益益越越高高。当当旁旁瓣瓣电电平平及及前前后后比比正正常常的的情情况况下下，可可用用下下式式近近似表示似表示 反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，故反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，故3.9天线增益与方向图的关系天线增益与方向图的关系 一一般般说说来来，天天线线的的主主瓣瓣波波束束宽宽度度越越窄窄，天天线线增增益益越越高高。当当旁旁瓣瓣电电平平及及前前后后比比正正常常的的情情况况下下，可可用用下下式式近近似表示似表示 反射面天线

25、，则由于有效照射效率因素的影响，故反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，故3.9天线增益与方向图的关系天线增益与方向图的关系 天线增益与方向图半功率波瓣宽度关系曲线天线增益与方向图半功率波瓣宽度关系曲线方向图旁瓣显示方向图旁瓣显示上旁瓣抑制上旁瓣抑制下旁瓣抑制下旁瓣抑制 全向天线增益与垂直波瓣宽度全向天线增益与垂直波瓣宽度 9dBd全向天线全向天线 板状天线增益与水平波瓣宽度板状天线增益与水平波瓣宽度90 180 360 半功率波瓣宽度半功率波瓣宽度半波振子半波振子带反射板的半波振子带反射板的半波振子带反射板的两个半波振子带反射板的两个半波振子以半波振子以半波振子为参考的增益为参考的增益0

26、dBd3dBd6dBd理论辐射图理论辐射图3.10天线波束的下倾天线波束的下倾为使波束指向朝向地面为使波束指向朝向地面无下倾无下倾电下倾电下倾机械下倾机械下倾天线波束下倾的演示天线波束下倾的演示用于用于控制覆盖控制覆盖减小交调减小交调两种方法两种方法:-机械的机械的电的电的波束下倾波束下倾电下倾的产生电下倾的产生无下倾时无下倾时在馈电网络中在馈电网络中路径长度相等路径长度相等有下倾时有下倾时在馈电网络中在馈电网络中路径长度不相等路径长度不相等电下倾情况下的波束覆盖电下倾情况下的波束覆盖无下倾无下倾电下倾电下倾机械下倾情况下的波束覆盖机械下倾情况下的波束覆盖无下倾无下倾机械下倾机械下倾下倾方法的

27、比较下倾方法的比较10电下倾电下倾10机械下倾机械下倾6 电下倾电下倾+ 4 机械下倾机械下倾4典型的移动基站天线技术指标综述典型的移动基站天线技术指标综述 频率范围频率范围MHz820-890频带宽度频带宽度MHz70增益增益dBi15极化极化垂直极化垂直极化阻抗阻抗 50反射损耗反射损耗dB18半功率半功率(3dB)方位方位64俯仰俯仰1410分贝分贝(10dB)波束宽度波束宽度方位方位120俯仰俯仰30前后比前后比dB30俯仰上旁瓣抑制俯仰上旁瓣抑制dB-12俯仰下旁瓣抑制俯仰下旁瓣抑制dB-14下倾角下倾角(可调可调)2-105电磁波安全标准电磁波安全标准 根据我国国家标准根据我国国家

28、标准GB9175-88“环境电磁波卫生标准环境电磁波卫生标准”，将，将环境电磁波容许辐射强度标准分为二级环境电磁波容许辐射强度标准分为二级: : 一级标准为安全区，指在该环境电磁波强度下长期居住、一级标准为安全区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群，均不会受到任何有害影响的区域。工作、生活的一切人群，均不会受到任何有害影响的区域。 第二级标准为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、第二级标准为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群可能引起潜在性不良反应的区域。对于工作、生活的一切人群可能引起潜在性不良反应的区域。对于300MHz300GHz的微波，的微

29、波， 一级标准为：（一级标准为：（10 w/cm2），）， 二级标准为：（二级标准为：（40 w/cm2），）， 因此，对于酒店及写字楼应按一级标准设计，对于商场、商因此，对于酒店及写字楼应按一级标准设计，对于商场、商贸中心，可按二级标准设计。贸中心，可按二级标准设计。 假设天线的假设天线的EIRP是是10dBm=10mw=10000 w按按一一级级标标准准计计算算：允允许许的的功功率率密密度度为为10 w/cm2，那那么么能能满满足足要要求求的最小距离为：的最小距离为：10000 w/4 d2=795.77/d2=10 w/cm2d2=79.577(cm2) 8.92cm即在距离天线下方即在

30、距离天线下方9cm的地方可满足一级卫生标准。的地方可满足一级卫生标准。假设要求离天线假设要求离天线20cm处为安全区，则最大处为安全区，则最大EIRP为：为：4 d2=4 3.14 202=5024cm2EIRP=50240 w 50mw=17dBm这就是我们要求室内分布系统这就是我们要求室内分布系统EIRP在在1015dBm的原因。的原因。而而对对于于商商场场、机机场场等等非非长长期期居居住住地地区区，可可按按二二级级标标准准衡衡量量，其其EIRP也不能超过也不能超过23dBm。 在在实实际际设设计计中中，要要将将天天线线增增益益及及载载波波总总数数一一起起考考虑虑。我我们们采采用用的的吸吸

31、顶顶天天线线为为全全向向，增增益益为为2dBi，在在PT=10dBm时时，其其一一级级安安全全距距离离为为：11.3cm，若若采采用用90 7dBi天天线线，在在天天线线正正前前方方最最大大功功率率处处的的一一级级安安全全距距离离为为：20cm，载载波波数数多多时时，功功率率增增大大，安安全全距距离离变变小小，所所以以天天线线应应挂挂于于人人体体触触摸摸不不到到的的地地方方为为佳佳。实实际际上上，我我国国的的标标准准要要求求十十分分严严格格，美美国国及及欧欧洲洲标标准准比比我我们们宽宽松松得得多多。按按照照欧欧洲洲标标准准，在在离离天天线线1.3cm处处已已处处于于安安全全区区，即即天天线线的

32、的保保护护外外壳壳以以外外均均能能满满足足安安全全要要求求，因因此此，对对适适当当设设计计的的室室内内分分布布系系统统的的电电磁安全问题不必多虑。磁安全问题不必多虑。欧洲、美国及我国标准的对比欧洲、美国及我国标准的对比国国家家900MHz1800MHz欧洲欧洲（CENELEC）F/200=450 w/cm2900 w/cm2美国（美国（IEEE）F/150=600 w/cm21200 w/cm2中国中国10 w/cm210 w/cm26基站天馈系统基站天馈系统8防雷保护器防雷保护器主馈线（主馈线（7/8“）5馈线卡馈线卡6走线架走线架4接地装置接地装置3接头密封件接头密封件绝缘密封胶带，绝缘密

33、封胶带，PVC绝缘胶带绝缘胶带1天线调节支架天线调节支架GSM/CDMA板状天线板状天线抱杆（抱杆（ 50114mm）2室外跳线室外跳线9室内超柔馈线室内超柔馈线7馈线过线窗馈线过线窗基站主设备基站主设备基站天馈系统示意图基站天馈系统示意图1天线调节支架 用于调整天线的俯仰角度，范围为：015 ；2 室外跳线 用于天线与7/8主馈线之间的连接。常用的跳线采用1/2 馈线，长度一般为3米。3 接头密封件 用于室外跳线两端接头（与天线和主馈线相接）的密封。常用的材料有绝缘防水胶带（3M2228）和PVC绝缘胶带3M33+）。4 接地装置（7/8馈线接地件 ） 主要是用来防雷和泄流，安装时与主馈线的

34、外导体直接连接在一起。一般每根馈线装三套，分别装在馈线的上、中、下部位， 接地点方向必须顺着电流方向。GSM/CDMA基站天馈系统基站天馈系统5 7/8馈线卡子 用于固定主馈线，在垂直方向，每间隔1。5米装一个，水平方向每间隔1米安装一个（在室内的主馈线部分，不需要安装卡子，一般用尼龙白扎带捆扎固定）。 常用的7/8卡子有两种；双联和三联。 7/8双联卡子可固定两根馈线；三联卡子可固定三根馈线。6 走线架 用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。7 馈线过窗器 主要用来穿过各类线缆，并可用来防止雨水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。8 防雷保护器（避雷器） 主要用来防雷和泄流，装在主馈线与室内超

35、柔跳线之间，其接地线穿过过线窗引出室外，与塔体相连或直接接入地网。 GSM/CDMA基站天馈系统基站天馈系统9 室内超柔跳线 用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之间的连接，常用的跳线采用1/2超柔馈线，长度一般为23米。 由于各公司基站主设备的接口及接口位置有所不同，因此室内超柔跳线与主设备连接的接头规格亦有所不同，常用的接头有7/16DIN型、有N型。有直头、亦有弯头。10 尼龙黑扎带 主要有两个作用：（1）安装主馈线时，临时捆扎固定主馈线，待馈线卡子装好后， 再将尼龙扎带剪断去掉。（2）在主馈线的拐弯处，由于不便使用馈线卡子，故用尼龙扎带 固定。室外跳线亦用尼龙黑扎带捆扎固定。11 尼龙白

36、扎带 用于捆扎固定室内部分的主馈线及室内超柔跳线。 GSM/CDMA基站天馈系统基站天馈系统二 基站天线的选型原则三1关于三阶互调指标关于三阶互调指标四2基站天线的选型原则（建议）1 关于三阶互调指标互调的定义互调的定义 互调是指非线性射频线路中，两个或多个频率混合后所产生的噪音信号。 互调产生的本来并不存在“错误”信号，此信号会被系统误认为是真实的信号。 互调可由有源元件（无线电设备、二极管）或无源元件（电缆、接头、天线、滤波器）引起。具有两个载波信号的互调失真频率实例具有两个载波信号的互调失真频率实例频率A及B上的载波，产生如下互调信号：1阶： A，B2阶： （A+B），（A-B）3阶：

37、（2AB），（2B A）4阶： （3AB），（3B A），（2A2B）5阶： （4AB），（4B A），（3A2B），（3B 2A）互调失真如何影响系统的性能？互调失真如何影响系统的性能？ 较高功率的发射信号通常会混合产生互调信号，最后进入接收波段。 而基站天线接收的信号通常功率较低。 如果互调信号与实际的接收信号具有相近或较高的功率，系统会误把互调信号视为真实信号。GSM系统实例：系统实例： 三阶互调失真信号（A=935MHz，B=960MHz) 2A-B=1870-960=910MHz 2B-A=1920-935=985MHz A及B代表GSM发射频率 2A-B进入GSM接收波段，带来问题

38、。 五阶互调失真信号（A=935MHz，B=954MHz在中国移动GSM的下行频段内） 3A-2B=2805-1908=897MHz（在中国移动GSM上行频段内）互调失真如何影响系统的性能？互调失真如何影响系统的性能？ 在系统将互调信号视为真实的接收信号的情况下，将带来如下问题： 信号丢失、 虚假信道繁忙、语音质量下降、 系统容量受限 这意味着：销售利润减少 虽然大部分移动用户可以容忍语音质量下降，但信号丢失及信道繁忙常常都会 令用户不满。互调是如何产生的？互调是如何产生的？ 构件材料 因为磁滞的关系，铁质材料是属非线性的 材料不纯 电镀问题 接触区域/电流密度 触点压力 根据基站覆盖类型大致

39、分为：根据基站覆盖类型大致分为：（一）（一）话务量高密集市区话务量高密集市区（二）（二）县城及城镇地区县城及城镇地区（三）（三）乡镇地区乡镇地区（四）（四）在铁路或公路沿线及乡镇在铁路或公路沿线及乡镇2 2 基站天线选型原则基站天线选型原则( (建议建议) ) 根据天线高度、基站距离，可由下式计算出天线倾角公式：根据天线高度、基站距离，可由下式计算出天线倾角公式： arcarch/（r/2）（式中式中 为波束倾角为天线高度，为站间距离）为波束倾角为天线高度，为站间距离）（1）对话务量高密集区，基站间距离）对话务量高密集区，基站间距离300-500米，计算得出米，计算得出 大约在大约在1019之

40、间。采用内置电下倾之间。采用内置电下倾9的的+45双极化水平半功率瓣宽双极化水平半功率瓣宽65定向天线定向天线。再加上再加上机械可变机械可变15的倾角，可以保证方向图水平半功率宽度在主瓣下倾的倾角，可以保证方向图水平半功率宽度在主瓣下倾1019内内无变化。经使用证明完全可满足对高密集市区覆盖且不干扰的要求。无变化。经使用证明完全可满足对高密集市区覆盖且不干扰的要求。（2）对话务量中密集区，基站间距离大于）对话务量中密集区，基站间距离大于500米，米， 大约在大约在616之间可选之间可选择择+45双极化，内置电下倾双极化，内置电下倾6的水平半功率瓣宽的水平半功率瓣宽65定向天线定向天线，可以保证

41、主瓣可以保证主瓣在下倾的在下倾的616内水平半功率宽度无变化。可满足对中密话区覆盖且不干扰内水平半功率宽度无变化。可满足对中密话区覆盖且不干扰的要求。的要求。（3）对话务量低密集区，基站间距离可能更大一些，）对话务量低密集区，基站间距离可能更大一些， 大约在大约在313之间。之间。可选择可选择+45双极化，内置电下倾双极化，内置电下倾3的水平半功率瓣宽的水平半功率瓣宽65定向天线定向天线，可保证主，可保证主瓣在下倾的瓣在下倾的313内水平半功率宽度无变化，可满足对低密话区覆盖且不干内水平半功率宽度无变化，可满足对低密话区覆盖且不干扰的要求。扰的要求。（一）（一）话务量高密集市区话务量高密集市区

42、 话话务务量量不不大大，主主要要考考虑虑覆覆盖盖大大的的要要求求，基基站站间间距距很很大大，可可以以选选用用单单极极化化，空空间间分分集集，增增益益较较高高的的（17dB）65定定向向天天线线（三三扇扇区区）、或或17dB90定向天线定向天线(双扇区，如下图双扇区，如下图)。（二）（二）在县城及城镇地区在县城及城镇地区 话务量很小，主要考虑覆盖，基站大都为全向站，天线话务量很小，主要考虑覆盖，基站大都为全向站，天线可选高增益全向天线可选高增益全向天线。根据基站架设高度，可选择主波束根据基站架设高度，可选择主波束下下倾倾3、5、7的的全向天线。全向天线。（三）（三）在乡镇地区在乡镇地区（1）双扇

43、区型，两个区）双扇区型，两个区180划分，可选择单极化。划分，可选择单极化。3dB波瓣宽度为波瓣宽度为90最大增益最大增益为为1718dBi的定向天线的定向天线，两天线背向，最大辐射方向各向高速路的一个方向。其两天线背向，最大辐射方向各向高速路的一个方向。其合成方向图为下左图：合成方向图为下左图：（2）公路双向天线：沿公路、铁路，若话务量很小，采用全向站的配置，天线）公路双向天线：沿公路、铁路，若话务量很小，采用全向站的配置，天线可采用全向天线变形的双向天线可采用全向天线变形的双向天线，它的双向它的双向3dB波瓣宽度为波瓣宽度为70，最大增益为，最大增益为14dBi。其方向图为下右图：其方向图为下右图：（四）（四）在铁路或公路沿线及乡镇，可选择三种天线在铁路或公路沿线及乡镇，可选择三种天线（3）公路兼镇天线：对于既要覆盖铁路、公路，又要覆盖乡镇的小话务量地）公路兼镇天线：对于既要覆盖铁路、公路，又要覆盖乡镇的小话务量地区，采用全向站的配置，天线采用区，采用全向站的配置，天线采用210、13dBi的弱定向天线兼顾铁路、公路的弱定向天线兼顾铁路、公路和路边乡镇的需要。其方向图为：和路边乡镇的需要。其方向图为：