天線知識(shí)(補(bǔ)充)

1、天線知識(shí)天線的概念n天線天線(Antenna)是在無(wú)線電收發(fā)系統(tǒng)中，向空間輻射或從空間接收電磁波的裝置。 n 是無(wú)線電通信系統(tǒng)中必不可少的部分。由于各種設(shè)備要求采用的波段不同，天線的設(shè)計(jì)也就不同，不同用途的天線需要設(shè)計(jì)成各種樣式，就是我們通常稱的天線程式。如在長(zhǎng)、中、短波段，一般用導(dǎo)線構(gòu)成天線，有T形、倒L形、環(huán)形、菱形、魚(yú)骨形、籠形天線等。在微波波段，用金屬板或網(wǎng)制成喇叭天線，拋物面天線，金屬面上開(kāi)槽的裂縫天線，金屬或介質(zhì)條排成的透鏡天線等。 天線的分類n天線品種繁多，以供不同頻率、不同用途、不天線品種繁多，以供不同頻率、不同用途、不同場(chǎng)合、不同要求等不同情況下使用。同場(chǎng)合、不同要求等不同情

2、況下使用。n按用途可分為基地臺(tái)天線（base station antenna）和移動(dòng)臺(tái)天線（mobile portable antennas）n按工作頻率可劃分為超長(zhǎng)波、長(zhǎng)波、中波、短波、超短波和微波n按其方向性可劃分為全向和定向天線 n按其結(jié)構(gòu)性可劃分為線天線和面天線 天線原理n導(dǎo)線上有交變電流流動(dòng)時(shí)，就可以發(fā)生電磁波的輻射，導(dǎo)線上有交變電流流動(dòng)時(shí)，就可以發(fā)生電磁波的輻射，輻射的能力與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和形狀有關(guān)。如輻射的能力與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和形狀有關(guān)。如 圖1.1 a 所示，若所示，若兩導(dǎo)線的距離很近，電場(chǎng)被束縛在兩導(dǎo)線之間，因而輻射很兩導(dǎo)線的距離很近，電場(chǎng)被束縛在兩導(dǎo)線之間，因而輻射很微弱；將兩導(dǎo)線

3、張開(kāi)，如微弱；將兩導(dǎo)線張開(kāi)，如 圖1.1 b 所示，電場(chǎng)就散播在周圍所示，電場(chǎng)就散播在周圍空間，因而輻射增強(qiáng)?？臻g，因而輻射增強(qiáng)。n必須指出，必須指出，當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度 L 遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于波長(zhǎng) 時(shí)，輻射很微時(shí)，輻射很微弱；導(dǎo)線的長(zhǎng)度弱；導(dǎo)線的長(zhǎng)度 L 增大到可與波長(zhǎng)相比擬時(shí)，導(dǎo)線上的電流增大到可與波長(zhǎng)相比擬時(shí)，導(dǎo)線上的電流將大大增加，因而就能形成較強(qiáng)的將大大增加，因而就能形成較強(qiáng)的輻射。輻射。圖1.1 a圖1.1 b天線的方向性討論n天線方向性是指天線向一定方向輻射電磁波的能力。它的這種能力可采用方向圖來(lái)表示，方向圖主瓣的寬度，方向性系數(shù)等參數(shù)進(jìn)行描述。所以方向性是衡量天線優(yōu)劣的重要

4、因素之一。天線有了方向性，就能在某種程度上相當(dāng)于提高發(fā)射機(jī)或接收機(jī)的效率，并使之具有一定的保密性和抗干擾性。 天線的五個(gè)基本參數(shù) n方向圖（波瓣寬度）n增益n輸入阻抗(50,75,120)n前后比n極化方式 n頻率范圍天線方向圖n天線方向圖是天線輻射出的電磁波在自由空間存在的范圍。是表示天線方向性的特性曲線，即天線在各個(gè)方向上所具有的發(fā)射或接收電磁波能力的圖形。波瓣寬度是定向天線常用的一個(gè)很重要的參數(shù)，它是指天線的輻射圖中低于峰值3dB處所成夾角的寬度（天線的輻射圖是度量天線各個(gè)方向收發(fā)信號(hào)能力的一個(gè)指標(biāo)，通常以圖形方式表示為功率強(qiáng)度與夾角的關(guān)系）。 方向圖通常都有兩個(gè)或多個(gè)瓣，其中輻射強(qiáng)度最

5、大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣。參見(jiàn)圖1.3.4 a , 在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強(qiáng)度降低 3 dB（功率密度降低一半）的兩點(diǎn)間的夾角定義為波瓣寬度（又稱 波束寬度 或 主瓣寬度 或 半功率角或波瓣角）。波瓣寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠(yuǎn)，抗干擾能力越強(qiáng)。 移動(dòng)通信天線波瓣寬度與覆蓋的關(guān)系n 天線垂直的波瓣寬度一般與該天線所對(duì)應(yīng)方向上的覆蓋半徑有關(guān)。因此，在一定范圍內(nèi)通過(guò)對(duì)天線垂直度（俯仰角）的調(diào)節(jié)，可以達(dá)到改善小區(qū)覆蓋質(zhì)量的目的，這也是我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中經(jīng)常采用的一種手段。主要涉及兩個(gè)方面水平波瓣寬度和垂直平面波瓣寬度。水平平面的半功率角（HPlane Half Power b

6、eamwidth）:(45,60,90等)定義了天線水平平面的波束寬度。角度越大,在扇區(qū)交界處的覆蓋越好，但當(dāng)提高天線傾角時(shí)，也越容易發(fā)生波束畸變，形成越區(qū)覆蓋。角度越小，在扇區(qū)交界處覆蓋越差。提高天線傾角可以在移動(dòng)程度上改善扇區(qū)交界處的覆蓋，而且相對(duì)而言，不容易產(chǎn)生對(duì)其他小區(qū)的越區(qū)覆蓋。在市中心基站由于站距小，天線傾角大，應(yīng)當(dāng)采用水平平面的半功率角小的天線，郊區(qū)選用水平平面的半功率角大的天線；垂直平面的半功率角（VPlane Half Power beamwidth）:（48, 33,15,8）定義了天線垂直平面的波束寬度。垂直平面的半功率角越小，偏離主波束方向時(shí)信號(hào)衰減越快，在越容易通過(guò)調(diào)

7、整天線傾角準(zhǔn)確控制覆蓋范圍。3dB 波瓣寬度波瓣寬度 - 3dB點(diǎn)點(diǎn)/-10dB點(diǎn)點(diǎn) - 3dB點(diǎn)點(diǎn)/-10dB點(diǎn)點(diǎn)圖圖1.3.4 ab峰值方向峰值方向 （最大輻射方向）（最大輻射方向）帶反射板的二半波振子垂直陣列帶反射板的二半波振子垂直陣列 Vertical Plane 垂直方向圖（側(cè)視圖）垂直方向圖（側(cè)視圖）反反射射板板 長(zhǎng)度為L(zhǎng)兩個(gè)半半波波振振子子兩個(gè)半波振子（帶反射板）兩個(gè)半波振子（帶反射板） 在垂直面上的配置在垂直面上的配置 Horizontal Plane 水平方向圖（俯視圖） Vertical Plane垂直方向圖（側(cè)視圖）增益（Gain）n 天線增益是用來(lái)衡量天線朝一個(gè)特定方向

8、收發(fā)信號(hào)的能力，它是選擇基站天線最重要的參數(shù)之一。 一般來(lái)說(shuō)，增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度，而在水平面上保持全向的輻射性能。天線增益對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量極為重要，因?yàn)樗鼪Q定蜂窩邊緣的信號(hào)電平。增加增益就可以在一確定方向上增大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，或者在確定范圍內(nèi)增大增益余量。任何蜂窩系統(tǒng)都是一個(gè)雙向過(guò)程，增加天線的增益能同時(shí)減少雙向系統(tǒng)增益預(yù)算余量。另外，表征天線增益的參數(shù)有dBd和dBi。dBi是相對(duì)于點(diǎn)源天線(全向天線)的增益，在各方向的輻射是均勻的；dBd相對(duì)于對(duì)稱陣子（偶極子）天線的增益dBi=dBd+2.15。相同的條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠(yuǎn)。一般地，GSM定

9、向基站的天線增益為18dBi，全向的為11dBi。 天線增益的若干近似計(jì)算公式天線增益的若干近似計(jì)算公式n 1）天線主瓣寬度越窄，增益越高。對(duì)于一般天線，可用下式估算其增）天線主瓣寬度越窄，增益越高。對(duì)于一般天線，可用下式估算其增益：益：nG（ dBi ） = 10 Lg 32000 / （ 23dB,E 23dB,H ） n式中，式中， 23dB,E 與與 23dB,H 分別為天線在兩個(gè)主平面上的波瓣寬度；分別為天線在兩個(gè)主平面上的波瓣寬度； n32000 是統(tǒng)計(jì)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。是統(tǒng)計(jì)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 n2）對(duì)于拋物面天線，可用下式近似計(jì)算其增益：）對(duì)于拋物面天線，可用下式近似計(jì)算其增益：n

10、G（ dB i ） = 10 Lg 4.5 （ D / 0 ）2 n式中，式中， D 為拋物面直徑；為拋物面直徑； n0 為中心工作波長(zhǎng)；為中心工作波長(zhǎng)； n4.5 是統(tǒng)計(jì)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。是統(tǒng)計(jì)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 n3）對(duì)于直立全向天線，有近似計(jì)算式）對(duì)于直立全向天線，有近似計(jì)算式 nG（ dBi ） = 10 Lg 2 L / 0 n式中，式中， L 為天線長(zhǎng)度；為天線長(zhǎng)度； n0 為中心工作波長(zhǎng)；為中心工作波長(zhǎng)；單位換算n dBm n dBi/dBdn dBn dBcdBmndBm是一個(gè)考征功率絕對(duì)值的值，計(jì)算公式為：10lgP（功率值/1mw）。 例1 如果發(fā)射功率P為1mw，折算為dBm

11、后為0dBm。 例2 對(duì)于40W的功率，按dBm單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為： 10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。dBi/dBdndBi和dBd是考征增益的值（功率增益），兩者都是一個(gè)相對(duì)值，但參考基準(zhǔn)不一樣。dBi的參考基準(zhǔn)為全方向性天線，dBd的參考基準(zhǔn)為偶極子天線， 所以兩者略有不同。一般認(rèn)為，表示同一個(gè)增益，用dBi表示出來(lái)比用dBd表示出 來(lái)要大2. 15，即 dBi=dBd+2.15。 n例3 對(duì)于一面增益為16dBd的天線，其增益折算成單位為dBi時(shí)，則為18.15dBi （一般忽略小數(shù)位，為18dBi）。 n例

12、4 0dBd=2.15dBi。 n例5 GSM900天線增益可以為13dBd（15dBi），GSM1800天線增益可以為 15dBd（17dBi) dBndB是一個(gè)表征相對(duì)值的值，當(dāng)考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個(gè)dB時(shí)， 按下面計(jì)算公式：10lg（甲功率/乙功率） 例6 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。 也就是說(shuō)，甲的功率比乙的功率大3 dB。 例7 7/8 英寸GSM900饋線的100米傳輸損耗約為3.9dB。 例8 如果甲的功率為46dBm，乙的功率為40dBm，則可以說(shuō)，甲比乙大6 dB。 例9 如果甲天線為12dBd，乙天線為14dBd，

13、可以說(shuō)甲比乙小2 dB。 dBcndBc，它也是一個(gè)表示功率相對(duì)值的單位，與dB的計(jì)算方法完全一樣。 一般來(lái)說(shuō)，dBc 是相對(duì)于載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來(lái)度量與 載波功率的相對(duì)值，如用來(lái)度量干擾（同頻干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾、帶外干擾等） 以及耦合、雜散等的相對(duì)量值。 在采用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。 dB只是表示一個(gè)比值,并不是功率增益的單位!輸入阻抗（Impedance） n天線的輸入阻抗是天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值。 天線與饋線的連接，最佳情形是天線輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特性阻抗，這時(shí)饋線終端沒(méi)有功率反射，饋線上沒(méi)有駐波，天線的輸入阻抗

14、隨頻率的變化比較平緩。天線的匹配工作就是消除天線輸入阻抗中的電抗分量，使電阻分量盡可能地接近饋線的特性阻抗。匹配的優(yōu)劣一般用四個(gè)參數(shù)來(lái)衡量即反射系數(shù)，行波系數(shù)，駐波比和回波損耗，四個(gè)參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系，使用那一個(gè)純出于習(xí)慣。在我們?nèi)粘＞S護(hù)中，用的較多的是駐波比和回波損耗。一般移動(dòng)通信天線的輸入阻抗為50。 75 120電壓駐波比（VSWR）n駐波比：它是行波系數(shù)的倒數(shù)，其值在1到無(wú)窮大之間。n駐波比為1，表示完全匹配；駐波比為無(wú)窮大表示全反射，完全失配。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般要求駐波比小于1.5，但實(shí)際應(yīng)用中VSWR應(yīng)小于1.2。過(guò)大的駐波比會(huì)減小基站的覆蓋并造成系統(tǒng)內(nèi)干擾加大，影響基站

15、的服務(wù)性能。n回波損耗：它是反射系數(shù)絕對(duì)值的倒數(shù)，以分貝值表示。回波損耗的值在0dB的到無(wú)窮大之間，回波損耗越大表示匹配越差，回波損耗越大表示匹配越好。0表示全反射，無(wú)窮大表示完全匹配。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般要求回波損耗大于14dB。VSWR1.21.251.301.351.401.50回波損耗 211917.616.615.614.0駐波比回波損耗對(duì)照表：駐波比回波損耗對(duì)照表：回波損耗（駐波比）算法：n 當(dāng)饋線和天線匹配時(shí)，饋線上沒(méi)有反射波，只有入射波，即饋線上傳輸?shù)闹皇窍虍?dāng)饋線和天線匹配時(shí)，饋線上沒(méi)有反射波，只有入射波，即饋線上傳輸?shù)闹皇窍蛱炀€方向行進(jìn)的波。這時(shí)，饋線上各處的電壓幅度與電流

16、幅度都相等，饋線上任意天線方向行進(jìn)的波。這時(shí)，饋線上各處的電壓幅度與電流幅度都相等，饋線上任意一點(diǎn)的阻抗都等于它的特性阻抗。一點(diǎn)的阻抗都等于它的特性阻抗。 n 而當(dāng)天線和饋線不匹配時(shí)，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時(shí)，負(fù)載就只能而當(dāng)天線和饋線不匹配時(shí)，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時(shí)，負(fù)載就只能吸收饋線上傳輸?shù)牟糠指哳l能量，而不能全部吸收，未被吸收的那部分能量將反射吸收饋線上傳輸?shù)牟糠指哳l能量，而不能全部吸收，未被吸收的那部分能量將反射回去形成反射波。回去形成反射波。n例如，在下圖中，由于天線與饋線的阻抗不同，一個(gè)為例如，在下圖中，由于天線與饋線的阻抗不同，一個(gè)為75 ohms，一個(gè)為一個(gè)

17、為50ohms ，阻抗阻抗不匹配不匹配，其結(jié)果是，其結(jié)果是這里的反射損耗為這里的反射損耗為 10Lg(10/0.4) = 14dB傳輸線傳輸線 50 ohms天線天線 75 ohms輻射輻射 9.6 W輸入功率：輸入功率：10W前后比(Front-Back Ratio) n表明了天線對(duì)后瓣抑制的好壞。 選用前后比低的天線，天線的后瓣有可能產(chǎn)生越區(qū)覆蓋，導(dǎo)致切換關(guān)系混亂，產(chǎn)生掉話。一般在2530dB之間，應(yīng)優(yōu)先選用前后比為30的天線。判斷題：天線前后比越大方向性越好 （）天線前后比越大增益越大 （）極化方式n所謂天線的極化，就是指天線輻射時(shí)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于地面時(shí)，此電波就

18、稱為垂直極化波；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于地面時(shí)，此電波就稱為水平極化波。由于電波的特性，決定了水平極化傳播的信號(hào)在貼近地面時(shí)會(huì)在大地表面產(chǎn)生極化電流，極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場(chǎng)信號(hào)迅速衰減，而垂直極化方式則不易產(chǎn)生極化電流，從而避免了能量的大幅衰減，保證了信號(hào)的有效傳播。n因此，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般均采用垂直極化的傳播方式。另外，隨著新技術(shù)的發(fā)展，最近又出現(xiàn)了一種雙極化天線。就其設(shè)計(jì)思路而言，一般分為垂直與水平極化和45極化兩種方式，性能上一般后者優(yōu)于前者，因此目前大部分采用的是45極化方式。雙極化天線組合了+45和-45兩副極化方向相互正交的天線，并同時(shí)工作在收發(fā)雙工模式下，大大

19、節(jié)省了每個(gè)小區(qū)的天線數(shù)量；同時(shí)由于45為正交極化，有效保證了分集接收的良好效果。（其極化分集增益約為5dB，比單極化天線提高約2dB。）天線的極化分類n天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成。人們規(guī)定：成。人們規(guī)定：電場(chǎng)的方向就是天線極化方向。電場(chǎng)的方向就是天線極化方向。一般使用一般使用的天線為單極化的。的天線為單極化的。下圖示出了天線四種基本的單極化的下圖示出了天線四種基本的單極化的情況：情況：垂直極化垂直極化-是最常用的；是最常用的；水平極化水平極化-也是要被用也是要被用到的。到的。 +45 極化極化 與與 -45 極化極化，它們僅僅

20、在特殊場(chǎng)，它們僅僅在特殊場(chǎng)合下使用。合下使用。垂直極化垂直極化水平極化水平極化EE+45 極化極化-45 極化極化EE雙極化天線n把垂直極化和水平極化兩種極化的天線組合在一起，或者，把垂直極化和水平極化兩種極化的天線組合在一起，或者， 把把 +45 極化和極化和 -45 極化兩種極化的天線組合在一起，就構(gòu)成了一種新的天線極化兩種極化的天線組合在一起，就構(gòu)成了一種新的天線-雙極化天線雙極化天線。n下圖示出了兩個(gè)單極化天線安裝在一起組成一付雙極化天線，注意，雙極化天線有下圖示出了兩個(gè)單極化天線安裝在一起組成一付雙極化天線，注意，雙極化天線有兩個(gè)接頭。兩個(gè)接頭。 n雙極化天線輻射（或接收）雙極化天線

21、輻射（或接收）兩個(gè)極化在空間相互正交（垂直）的波兩個(gè)極化在空間相互正交（垂直）的波。V/H（垂直（垂直/水平）型水平）型 雙雙 極極 化化+ 45 / -45 型型 雙雙 極極 化化極化損失極化損失n 垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來(lái)接收，水平極垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來(lái)接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來(lái)接收。右旋圓極化波要用化波要用具有水平極化特性的天線來(lái)接收。右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來(lái)接收，而左旋圓極化波要用具有具有右旋圓極化特性的天線來(lái)接收，而左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來(lái)接收。左旋圓極化特性的天線來(lái)接收。 n當(dāng)來(lái)波的極化方向與接收

22、天線的極化方向不一致時(shí)，接收當(dāng)來(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，接收到的信號(hào)都會(huì)變小，也就是說(shuō)，發(fā)生極化損失。例如：當(dāng)用到的信號(hào)都會(huì)變小，也就是說(shuō)，發(fā)生極化損失。例如：當(dāng)用+ 45 極化天線接收垂直極化或水平極化波時(shí)，或者，當(dāng)用垂直極化天線接收垂直極化或水平極化波時(shí)，或者，當(dāng)用垂直極化天線接收極化天線接收 +45 極化或極化或 -45極化波時(shí)，等等情況下，極化波時(shí)，等等情況下，都要產(chǎn)生極化損失。用圓極化天線接收任一線極化波，或者，都要產(chǎn)生極化損失。用圓極化天線接收任一線極化波，或者，用線極化天線接收任一圓極化波，等等情況下，也必然發(fā)生極用線極化天線接收任一圓極化波，等等情況下，也必然

23、發(fā)生極化損失化損失-只能接收到來(lái)波的一半能量。只能接收到來(lái)波的一半能量。 n 當(dāng)接收天線的極化方向與來(lái)波的極化方向完全正交時(shí)，例當(dāng)接收天線的極化方向與來(lái)波的極化方向完全正交時(shí)，例如用水平極化的接收天線接收垂直極化的來(lái)波，或用右旋圓極如用水平極化的接收天線接收垂直極化的來(lái)波，或用右旋圓極化的接收天線接收左旋圓極化的來(lái)波時(shí)，天線就完全接收不到化的接收天線接收左旋圓極化的來(lái)波時(shí)，天線就完全接收不到來(lái)波的能量，這種情況下極化損失為最大，稱來(lái)波的能量，這種情況下極化損失為最大，稱極化完全隔離極化完全隔離。天線的工作頻率范圍（頻帶寬度）天線的工作頻率范圍（頻帶寬度）n 無(wú)論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是

24、在一定的無(wú)論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是在一定的頻率范圍（頻帶寬度）內(nèi)工作的，天線的頻帶寬度有頻率范圍（頻帶寬度）內(nèi)工作的，天線的頻帶寬度有兩種不同的定義兩種不同的定義-n 一種是指：在駐波比一種是指：在駐波比SWR 1.5 條件下，天線的條件下，天線的工作頻帶寬度；工作頻帶寬度； n 一種是指：天線增益下降一種是指：天線增益下降 3 分貝范圍內(nèi)的頻帶寬分貝范圍內(nèi)的頻帶寬度。度。 n 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通常是按前一種定義的，具在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通常是按前一種定義的，具體的說(shuō)，天線的頻帶寬度就是天線的駐波比體的說(shuō)，天線的頻帶寬度就是天線的駐波比SWR 不不超過(guò)超過(guò) 1.5 時(shí)，天線的工作頻率

25、范圍。時(shí)，天線的工作頻率范圍。 n 一般說(shuō)來(lái)，在工作頻帶寬度內(nèi)的各個(gè)頻率點(diǎn)上，一般說(shuō)來(lái)，在工作頻帶寬度內(nèi)的各個(gè)頻率點(diǎn)上，天線性能是有差異的，但這種差異造成的性能下降是天線性能是有差異的，但這種差異造成的性能下降是可以接受的?？梢越邮艿?。n天線的工作頻帶寬度是實(shí)際應(yīng)用中選擇天線的重要指天線的工作頻帶寬度是實(shí)際應(yīng)用中選擇天線的重要指標(biāo)之一。標(biāo)之一。移動(dòng)通信天線介紹和應(yīng)用n 移動(dòng)通信天線的技術(shù)發(fā)展很快，最初中國(guó)主要使用普通的定向和全向型移動(dòng)天線，后來(lái)普遍使用機(jī)械天線，現(xiàn)在一些省市的移動(dòng)網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)始使用電調(diào)天線和雙極化移動(dòng)天線。由于目前移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的各種天線的使用頻率，增益和前后比等指標(biāo)差別不大，

26、都符合網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)要求，我們將重點(diǎn)從移動(dòng)天線下傾角度改變對(duì)天線方向圖及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的影響方面，對(duì)上述幾種天線進(jìn)行分析比較。 全向天線n 全向天線，即在水平方向圖上表現(xiàn)為全向天線，即在水平方向圖上表現(xiàn)為360都均勻輻射，也就是平常所說(shuō)的都均勻輻射，也就是平常所說(shuō)的無(wú)方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有一無(wú)方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有一定寬度的波束，一般情況下定寬度的波束，一般情況下波瓣寬度波瓣寬度越越小，增益越大。小，增益越大。全向天線在移動(dòng)通信系全向天線在移動(dòng)通信系統(tǒng)中一般應(yīng)用于郊縣大區(qū)制的站型，覆統(tǒng)中一般應(yīng)用于郊縣大區(qū)制的站型，覆蓋范圍大。蓋范圍大。 定向天線n 定向天線，在水平方向圖上表現(xiàn)為一定角度范

27、圍輻射，定向天線，在水平方向圖上表現(xiàn)為一定角度范圍輻射，也就是平常所說(shuō)的有方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有也就是平常所說(shuō)的有方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有一定寬度的波束，同全向天線一樣，波瓣寬度越小，增一定寬度的波束，同全向天線一樣，波瓣寬度越小，增益越大。益越大。定向天線在移動(dòng)通信系統(tǒng)中一般應(yīng)用于城區(qū)小定向天線在移動(dòng)通信系統(tǒng)中一般應(yīng)用于城區(qū)小區(qū)制的站型，覆蓋范圍小，用戶密度大，頻率利用率高。區(qū)制的站型，覆蓋范圍小，用戶密度大，頻率利用率高。 根據(jù)組網(wǎng)的要求建立不同類型的基站，而不同類型的根據(jù)組網(wǎng)的要求建立不同類型的基站，而不同類型的基站可根據(jù)需要選擇不同類型的天線。選擇的依據(jù)就是基站可根據(jù)需要

28、選擇不同類型的天線。選擇的依據(jù)就是上述技術(shù)參數(shù)。比如全向站就是采用了各個(gè)水平方向增上述技術(shù)參數(shù)。比如全向站就是采用了各個(gè)水平方向增益基本相同的全向型天線，而定向站就是采用了水平方益基本相同的全向型天線，而定向站就是采用了水平方向增益有明顯變化的定向型天線。一般在市區(qū)選擇水平向增益有明顯變化的定向型天線。一般在市區(qū)選擇水平波束寬度波束寬度B為為65的天線，在郊區(qū)可選擇水平波束寬度的天線，在郊區(qū)可選擇水平波束寬度B為為65、90或或120的天線（按照站型配置和當(dāng)?shù)氐奶炀€（按照站型配置和當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境而定），而在鄉(xiāng)村選擇能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍覆蓋的地理環(huán)境而定），而在鄉(xiāng)村選擇能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍覆蓋的全向天線則是最

29、為經(jīng)濟(jì)的。全向天線則是最為經(jīng)濟(jì)的。 機(jī)械天線n所謂機(jī)械天線，即指使用機(jī)械調(diào)整下傾角度的移動(dòng)天線。 機(jī)械天線與地面垂直安裝好以后，如果因網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的要求，需要調(diào)整天線背面支架的位置改變天線的傾角來(lái)實(shí)現(xiàn)。在調(diào)整過(guò)程中，雖然天線主瓣方向的覆蓋距離明顯變化，但天線垂直分量和水平分量的幅值不變，所以天線方向圖容易變形。n 實(shí)踐證明：機(jī)械天線的最佳下傾角度為15；當(dāng)下傾角度在510變化時(shí)，其天線方向圖稍有變形但變化不大；當(dāng)下傾角度在10-15變化時(shí)，其天線方向圖變化較大；當(dāng)機(jī)械天線下傾15后，天線方向圖形狀改變很大，從沒(méi)有下傾時(shí)的鴨梨形變?yōu)榧忓N形，這時(shí)雖然主瓣方向覆蓋距離明顯縮短，但是整個(gè)天線方向圖不是都在

30、本基站扇區(qū)內(nèi)，在相鄰基站扇區(qū)內(nèi)也會(huì)收到該基站的信號(hào)，從而造成嚴(yán)重的系統(tǒng)內(nèi)干擾?；咎炀€下傾角一般為4-8 ，最大不超過(guò)12 。n 另外，在日常維護(hù)中，如果要調(diào)整機(jī)械天線下傾角度，整個(gè)系統(tǒng)要關(guān)機(jī)，不能在調(diào)整天線傾角的同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；機(jī)械天線調(diào)整天線下傾角度非常麻煩，一般需要維護(hù)人員爬到天線安放處進(jìn)行調(diào)整；機(jī)械天線的下傾角度是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析軟件計(jì)算的理論值，同實(shí)際最佳下傾角度有一定的偏差；機(jī)械天線調(diào)整傾角的步進(jìn)度數(shù)為1，三階互調(diào)指標(biāo)為-120dBc。 電調(diào)天線n 所謂電調(diào)天線，即指使用電子調(diào)整下傾角度的移動(dòng)天線。 電子下傾的原理是通過(guò)改變共線陣天線振子的相位，改變垂直分量和水平分量的幅值大小，改

31、變合成分量場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度，從而使天線的垂直方向性圖下傾。由于天線各方向的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度同時(shí)增大和減小，保證在改變傾角后天線方向圖變化不大，使主瓣方向覆蓋距離縮短，同時(shí)又使整個(gè)方向性圖在服務(wù)小區(qū)扇區(qū)內(nèi)減小覆蓋面積但又不產(chǎn)生干擾。實(shí)踐證明，電調(diào)天線下傾角度在1-5變化時(shí)，其天線方向圖與機(jī)械天線的大致相同；當(dāng)下傾角度在5-10變化時(shí)，其天線方向圖較機(jī)械天線的稍有改善；當(dāng)下傾角度在10-15變化時(shí)，其天線方向圖較機(jī)械天線的變化較大；當(dāng)機(jī)械天線下傾15后，其天線方向圖較機(jī)械天線的明顯不同，這時(shí)天線方向圖形狀改變不大，主瓣方向覆蓋距離明顯縮短，整個(gè)天線方向圖都在本基站扇區(qū)內(nèi)，增加下傾角度，可以使扇區(qū)覆蓋面積縮小，但不

32、產(chǎn)生干擾，這樣的方向圖是我們需要的，因此采用電調(diào)天線能夠降低呼損，減小干擾。 另外，電調(diào)天線允許系統(tǒng)在不停機(jī)的情況下對(duì)垂直方向性圖下傾角進(jìn)行調(diào)整，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)調(diào)整的效果，調(diào)整傾角的步進(jìn)精度也較高（為0.1），因此可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)整；電調(diào)天線的三階互調(diào)指標(biāo)為-150dBc，較機(jī)械天線相差30dBc，有利于消除鄰頻干擾和雜散干擾。雙極化天線n 雙極化天線是一種新型天線技術(shù)，組合了+45和-45兩副極化方向相互正交的天線并同時(shí)工作在收發(fā)雙工模式下，因此其最突出的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省單個(gè)定向基站的天線數(shù)量；一般GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)的定向基站（三扇區(qū)）要使用9根天線，每個(gè)扇形使用3根天線（空間分集，一發(fā)兩收），如

33、果使用雙極化天線，每個(gè)扇形只需要1根天線；同時(shí)由于在雙極化天線中，45的極化正交性可以保證+45和-45兩副天線之間的隔離度滿足互調(diào)對(duì)天線間隔離度的要求（30dB），因此雙極化天線之間的空間間隔僅需20-30cm；另外，雙極化天線具有電調(diào)天線的優(yōu)點(diǎn)，在移動(dòng)通信網(wǎng)中使用雙極化天線同電調(diào)天線一樣，可以降低呼損，減小干擾，提高全網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量。如果使用雙極化天線，由于雙極化天線對(duì)架設(shè)安裝要求不高，不需要征地建塔，只需要架一根直徑20cm的鐵柱，將雙極化天線按相應(yīng)覆蓋方向固定在鐵柱上即可，從而節(jié)省基建投資，同時(shí)使基站布局更加合理，基站站址的選定更加容易。 移動(dòng)通信天線選擇n 對(duì)于天線的選擇，我們應(yīng)根據(jù)自

34、己移動(dòng)網(wǎng)的覆蓋，話務(wù)量，干擾和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量等實(shí)際情況，選擇適合本地區(qū)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要的移動(dòng)天線：- 在基站密集的高話務(wù)地區(qū)，應(yīng)該盡量采用雙極化天線和電調(diào)天線；- 在邊、郊等話務(wù)量不高，基站不密集地區(qū)和只要求覆蓋的地區(qū)，可以使用傳統(tǒng)的機(jī)械天線。 我國(guó)目前的移動(dòng)通信網(wǎng)在高話務(wù)密度區(qū)的呼損較高，干擾較大，其中一個(gè)重要原因是機(jī)械天線下傾角度過(guò)大，天線下傾角度過(guò)大，天線方向圖嚴(yán)重變形。要解決高話務(wù)區(qū)的容量不足，必須縮短站距，加大天線下傾角度，但是使用機(jī)械天線，下傾角度大于5時(shí)，天線方向圖就開(kāi)始變形，超過(guò)10時(shí)，天線方向圖嚴(yán)重變形，因此采用機(jī)械天線，很難解決用戶高密度區(qū)呼損高、干擾大的問(wèn)題。因此建議在高話務(wù)密

35、度區(qū)采用電調(diào)天線或雙極化天線替換機(jī)械天線，替換下來(lái)的機(jī)械天線可以安裝在農(nóng)村，郊區(qū)等話務(wù)密度低的地區(qū)。室內(nèi)分布常用天線舉例n定向板狀天線n柵狀（格）拋物面天線n八木天線n室內(nèi)全向吸頂天線n室內(nèi)壁掛天線n微波傳輸天線n偽裝天線基站用900M板狀天線技術(shù)參數(shù)n電性能電性能(900MHz) n技術(shù)參數(shù)（英文）：技術(shù)參數(shù)（英文）： 性能指標(biāo)性能指標(biāo) n增益（增益（Gain）：）： 16dBin頻率范圍（頻率范圍（Frequency Range）：）： 870 - 960 MHz n雙極化（雙極化（Polarisation Dual Slant）：）： 45 n端口隔離度（端口隔離度（Isolation

36、between ports）：）： 330 dB n水平平面水平平面-3dB功率角（功率角（Horizontal Plane -3dB Power Beamwidth）：）：65 n垂直平面垂直平面-3dB 功率角（功率角（Vertical Plane -3dB Power Beamwidth）：）：8 n水平面水平面-10dB功率角（功率角（Horizontal Plane -10dB Power Beamwidth）：）：125 n阻抗（阻抗（Impedance）：）： 50 Ohm n回波損耗（回波損耗（Return Loss）：）： 870-960 MHz 316 dB n前后比（前后

37、比（Front to Back Ratio）：）： 325 dB n端口最大輸入功率（端口最大輸入功率（Max Input Power per port）：）： 150 W n電調(diào)下傾角度（電調(diào)下傾角度（Electrical Downtilt）：）：1 to 10 n電調(diào)下傾角度精確度（電調(diào)下傾角度精確度（Downtilt Setting Accuracy）：）： 0.5 定向板狀天線n無(wú)論是無(wú)論是GSM 還是還是CDMA， 板狀天線是用得板狀天線是用得最為普遍的一類極為重要的基站天線。這種最為普遍的一類極為重要的基站天線。這種天線的優(yōu)點(diǎn)是：增益高、扇形區(qū)方向圖好、天線的優(yōu)點(diǎn)是：增益高、扇形區(qū)

38、方向圖好、后瓣小、垂直面方向圖俯角控制方便、密封后瓣小、垂直面方向圖俯角控制方便、密封性能性能 可靠以及使用壽命長(zhǎng)?？煽恳约笆褂脡勖L(zhǎng)。 n板狀天線也常常被用作為直放站的用戶天線，板狀天線也常常被用作為直放站的用戶天線，根據(jù)作用扇形區(qū)的范圍大小，應(yīng)選擇相應(yīng)的根據(jù)作用扇形區(qū)的范圍大小，應(yīng)選擇相應(yīng)的天線型號(hào)。天線型號(hào)。頻率范圍824-960MHz頻帶寬度70MHz增益14-17dBi極化垂直極化標(biāo)稱阻抗50電壓駐波比1.4前后比25dB下傾角(可調(diào))3 -8半功率波束寬度H 60 -120 E 8 - 16 垂直面旁瓣抑制-12dB基站用1800M板狀天線技術(shù)參數(shù)n電性能電性能(1800MHz)

39、n增益（增益（Gain）：）：16dBi n頻率范圍（頻率范圍（Frequency Range）：）：1710-1880 MHz n雙極化（雙極化（Polarisation Dual Slant）：）： 45 n端口隔離度（端口隔離度（Isolation between ports）：）： 330 dB n水平平面水平平面-3dB功率角（功率角（Horizontal Plane -3dB Power Beamwidth）：）：65 n垂直平面垂直平面-3dB 功率角（功率角（Vertical Plane -3dB Power Beamwidth）：）：8 n水平面水平面-10dB功率角（功率角

40、（Horizontal Plane -10dB Power Beamwidth）：）：120 n阻抗（阻抗（Impedance）：）：50 Ohm n回波損耗（回波損耗（Return Loss）：）：870-960 MHz 314 dB n前后比（前后比（Front to Back Ratio）：）：325 dB n端口最大輸入功率（端口最大輸入功率（Max Input Power per port）：）：125 W n電調(diào)下傾角度（電調(diào)下傾角度（Electrical Downtilt）：）： 1 to 10 n電調(diào)下傾角度精確度（電調(diào)下傾角度精確度（Downtilt Setting Accu

41、racy）：）： 0.5 n電性能電性能(一般一般) n連接器類型（連接器類型（Connectors Type）：）： 7/16 DIN, N optionaln機(jī)械性能機(jī)械性能n高度高度Height 2258 mm n寬度寬度Width 400 mm n深度深度Depth 139 mm n額定風(fēng)速度（額定風(fēng)速度（Rated Wind Speed） 200 km/hr nThrust at Wind Speed of 160 km/hr kgf 175 n重量重量(除安裝機(jī)架除安裝機(jī)架) Weight (excluding mounting brackets) ：TBOutline Drawi

42、ng No MK105 kg 柵狀拋物面天線柵狀拋物面天線n 從性能價(jià)格比出發(fā)，人們常常選用從性能價(jià)格比出發(fā)，人們常常選用柵狀拋柵狀拋物面天線物面天線作為直放站施主天線。由于拋物面作為直放站施主天線。由于拋物面具有良好的聚焦作用，所以拋物面天線集射具有良好的聚焦作用，所以拋物面天線集射能力強(qiáng)，能力強(qiáng)，直徑為直徑為 1.5 m 的柵狀拋物面天線，的柵狀拋物面天線，在在900兆頻段，其增益即可達(dá)兆頻段，其增益即可達(dá) G = 20 dBi . 它特別適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，例如它常常被它特別適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，例如它常常被選用為直放站的施主天線。選用為直放站的施主天線。 n 拋物面采用柵狀結(jié)構(gòu)，一是為了

43、減輕天拋物面采用柵狀結(jié)構(gòu)，一是為了減輕天線的重量，二是為了減少風(fēng)的阻力。線的重量，二是為了減少風(fēng)的阻力。 n 拋物面天線一般都能給出拋物面天線一般都能給出 不低于不低于 30 dB 的前后比的前后比 ，這也正是直放站系統(tǒng)防自激，這也正是直放站系統(tǒng)防自激而對(duì)接收天線所提出的必須滿足的技術(shù)指標(biāo)而對(duì)接收天線所提出的必須滿足的技術(shù)指標(biāo)。柵格拋物面天線技術(shù)參數(shù)n電指標(biāo)：電指標(biāo)： 頻率范圍頻率范圍(MHz) 870960 增增 益益(dBi) 18.5 駐駐 波波 比比 23dB 接頭接頭 N-Female 雷電防護(hù)雷電防護(hù) 直流接地直流接地 n機(jī)械指標(biāo)：機(jī)械指標(biāo)： 尺寸尺寸(LD)-mm 1200 重量

44、重量(Kg) 12 支架重量支架重量(Kg) 2.8 調(diào)整范圍調(diào)整范圍 水水 平平 360 俯俯 仰仰 015 抱桿直徑抱桿直徑-mm 60114 抗抗 風(fēng)風(fēng) 速速(Km/h) 241八木定向天線八木定向天線n 八木定向天線，八木定向天線，具有增益較高、具有增益較高、結(jié)構(gòu)輕巧、架設(shè)方便、價(jià)格便結(jié)構(gòu)輕巧、架設(shè)方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。因此，它特別適用宜等優(yōu)點(diǎn)。因此，它特別適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，例如它是室于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，例如它是室內(nèi)分布系統(tǒng)的室外接收天線的內(nèi)分布系統(tǒng)的室外接收天線的首選天線類型。首選天線類型。 n 八木定向天線的單元數(shù)越八木定向天線的單元數(shù)越多，其增益越高，多，其增益越高，通常采用通常采

45、用 6 12 單元的八木定向天線，其單元的八木定向天線，其增益可達(dá)增益可達(dá) 1015 dB 。 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo) 頻率范圍： 450470MHz 駐波比： 1.5 增益： 11dBi 波瓣寬度： 水平面：61 垂直面：50 前后比： 15dB 阻抗： 50 最大輸入功率： 100W 雷電保護(hù)： 直流接地 機(jī)械指標(biāo)機(jī)械指標(biāo) 接頭： TNC陽(yáng)頭 接頭位置： 底部-15米電纜 天線長(zhǎng)度： 775mm 天線重量： 1.1kg 抗風(fēng)能力： 210kmh 環(huán)境溫度： -4060 環(huán)境濕度： 5-95 室內(nèi)吸頂天線室內(nèi)吸頂天線n 室內(nèi)吸頂天線必須具有結(jié)構(gòu)輕巧、外型美觀、室內(nèi)吸頂天線必須具有結(jié)構(gòu)輕巧、外型美觀

46、、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 n 現(xiàn)今市場(chǎng)上見(jiàn)到的室內(nèi)吸頂天線，外形花色很現(xiàn)今市場(chǎng)上見(jiàn)到的室內(nèi)吸頂天線，外形花色很多，但其內(nèi)芯的購(gòu)造幾乎都是一樣的。這種吸頂天線多，但其內(nèi)芯的購(gòu)造幾乎都是一樣的。這種吸頂天線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，雖然尺寸很小，但由于是在天線寬帶理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，雖然尺寸很小，但由于是在天線寬帶理論的基礎(chǔ)上，借助計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)，以及使用網(wǎng)絡(luò)論的基礎(chǔ)上，借助計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)，以及使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行調(diào)試，所以能很好地滿足在非常寬的工作分析儀進(jìn)行調(diào)試，所以能很好地滿足在非常寬的工作頻帶內(nèi)的駐波比要求，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在很寬的頻帶頻帶內(nèi)的駐波比要求，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在很寬的頻帶內(nèi)工作的天線其駐波比

47、指標(biāo)為內(nèi)工作的天線其駐波比指標(biāo)為VSWR 2 。當(dāng)然，。當(dāng)然，能達(dá)到能達(dá)到VSWR 1.5 更好。順便指出，室內(nèi)吸頂天更好。順便指出，室內(nèi)吸頂天線屬于低增益天線線屬于低增益天線, 一般為一般為 G = 2 -3dBi 。 吸頂天線技術(shù)參數(shù)n主要參數(shù)：主要參數(shù)： 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)n 頻率范圍Frequency Rang 824960（MHz）17102500（MHz）n 輸入阻抗 Impedance 50 n增益Gain 3(dBi) n駐波比系數(shù)VSWR 1M- 天線間距：- 同一小區(qū)分集接收天線： 3M- 全向天線水平間距： 4M- 定向天線水平間距： 2.5M- 不同平臺(tái)天線垂直間距： 1

48、M- 收發(fā)天線除說(shuō)明書(shū)特別指明不可倒置安置。- 處于避雷針保護(hù)范圍內(nèi)。- 天線方位：對(duì)于定向天線，第一扇區(qū)北偏東60度，第二扇區(qū)正南方向，第三扇區(qū)北偏西60度。- 天線傾角：保證天線實(shí)際傾角符合SE設(shè)計(jì)要求，誤差小于2度。- 天線垂直度：除有天線傾角的基站外，保證天線的垂直度不大于2度。 移動(dòng)通信系統(tǒng)天線參數(shù)調(diào)整移動(dòng)通信系統(tǒng)天線參數(shù)調(diào)整 n天線高度的調(diào)整 n天線俯仰角的調(diào)整 n天線方位角的調(diào)整 n天線位置的優(yōu)化調(diào)整 天線高度的調(diào)整 n 天線高度直接與基站的覆蓋范圍有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，我們用儀器測(cè)得的信號(hào)覆蓋范圍受兩方向因素影響： 一是天線所發(fā)直射波所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離； 二是到達(dá)該地點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度足以

49、為儀器所捕捉。 900MHz移動(dòng)通信是近地表面視線通信，天線所發(fā)直射波所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離（S）直接與收發(fā)信天線的高度有關(guān)，具體關(guān)系式可簡(jiǎn)化如下：nS=2R(H+h)n其中：R-地球半徑，約為6370km；nH-基站天線的中心點(diǎn)高度；nh-手機(jī)或測(cè)試儀表的天線高度。n由此可見(jiàn)，基站無(wú)線信號(hào)所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離（即基站的覆蓋范圍）是由天線高度決定的。 n GSM網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)初期，站點(diǎn)較少，為了保證覆蓋，基站天線一般架設(shè)得都較高。隨著近幾年移動(dòng)通信的迅速發(fā)展，基站站點(diǎn)大量增多，在市區(qū)已經(jīng)達(dá)到大約500m左右為一個(gè)站。在這種情況下，我們必須減小基站的覆蓋范圍，降低天線的高度，否則會(huì)嚴(yán)重影響我們的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

50、其影響主要有以下幾個(gè)方面：na. 話務(wù)不均衡?；咎炀€過(guò)高，會(huì)造成該基站的覆蓋范圍過(guò)大，從而造成該基站的話務(wù)量很大，而與之相鄰的基站由于覆蓋較小且被該基站覆蓋，話務(wù)量較小，不能發(fā)揮應(yīng)有作用，導(dǎo)致話務(wù)不均衡。nb. 系統(tǒng)內(nèi)干擾?；咎炀€過(guò)高，會(huì)造成越站無(wú)線干擾（主要包括同頻干擾及鄰頻干擾），引起掉話、串話和有較大雜音等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個(gè)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量下降。nc. 孤島效應(yīng)。孤島效應(yīng)是基站覆蓋性問(wèn)題，當(dāng)基站覆蓋在大型水面或多山地區(qū)等特殊地形時(shí)，由于水面或山峰的反射，使基站在原覆蓋范圍不變的基礎(chǔ)上，在很遠(yuǎn)處出現(xiàn)飛地，而與之有切換關(guān)系的相鄰基站卻因地形的阻擋覆蓋不到，這樣就造成飛地與相鄰基站之間沒(méi)

51、有切換關(guān)系，飛地因此成為一個(gè)孤島，當(dāng)手機(jī)占用上飛地覆蓋區(qū)的信號(hào)時(shí)，很容易因沒(méi)有切換關(guān)系而引起掉話。 天線俯仰角的調(diào)整 n 天線俯仰角的調(diào)整是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的一個(gè)非常重要的事情。選擇合適的俯仰角可以使天線至本小區(qū)邊界的射線與天線至受干擾小區(qū)邊界的射線之間處于天線垂直方向圖中增益衰減變化最大的部分，從而使受干擾小區(qū)的同頻及鄰頻干擾減至最?。涣硗?，選擇合適的覆蓋范圍，使基站實(shí)際覆蓋范圍與預(yù)期的設(shè)計(jì)范圍相同，同時(shí)加強(qiáng)本覆蓋區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度。n在目前的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，由于基站的站點(diǎn)的增多，使得我們?cè)谠O(shè)計(jì)市區(qū)基站的時(shí)候，一般要求其覆蓋范圍大約為500M左右，而根據(jù)移動(dòng)通信天線的特性，如果不使天線有一定的俯仰角（或

52、俯仰角偏小）的話，則基站的覆蓋范圍是會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于500M的，如此則會(huì)造成基站實(shí)際覆蓋范圍比預(yù)期范圍偏大，從而導(dǎo)致小區(qū)與小區(qū)之間交插覆蓋，相鄰切換關(guān)系混亂，系統(tǒng)內(nèi)頻率干擾嚴(yán)重；另一方面，如果天線的俯仰角偏大，則會(huì)造成基站實(shí)際覆蓋范圍比預(yù)期范圍偏小，導(dǎo)致小區(qū)之間的信號(hào)盲區(qū)或弱區(qū)，同時(shí)易導(dǎo)致天線方向圖形狀的變化（如從鴨梨形變?yōu)榧忓N形），從而造成嚴(yán)重的系統(tǒng)內(nèi)干擾。因此，合理設(shè)置俯仰角是保證整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的基本保證。 n一般來(lái)說(shuō)，俯仰角的大小可以由以下公式推算：n=arctg(h/R)A/2n其中：n -天線的俯仰角nh-天線的高度nR-小區(qū)的覆蓋半徑nA-天線的垂直平面半功率角上式是將天線的主瓣方

53、向?qū)?zhǔn)小區(qū)邊緣時(shí)得出的，在實(shí)際的調(diào)整工作中，一般在由此得出的俯仰角角度的基礎(chǔ)上再加上1-2度，使信號(hào)更有效地覆蓋在本小區(qū)之內(nèi)。 天線方位角的調(diào)整 n 天線方位角的調(diào)整對(duì)移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量非常重要。一方面，準(zhǔn)確的方位角能保證基站的實(shí)際覆蓋與所預(yù)期的相同，保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量；另一方面，依據(jù)話務(wù)量或網(wǎng)絡(luò)存在的具體情況對(duì)方位角進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以更好地優(yōu)化現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。n根據(jù)理想的蜂窩移動(dòng)通信模型，一個(gè)小區(qū)的交界處，這樣信號(hào)相對(duì)互補(bǔ)。與此相對(duì)應(yīng)，在現(xiàn)行的GSM系統(tǒng)（主要指ERICSSON設(shè)備）中，定向站一般被分為三個(gè)小區(qū)，即：nA小區(qū)：方位角度0度，天線指向正北；nB小區(qū)：方位角度120度，

54、天線指向東南；nC小區(qū)：方位角度240度，天線指向西南。n 在GSM建設(shè)及規(guī)劃中，我們一般嚴(yán)格按照上述的規(guī)定對(duì)天線的方位角進(jìn)行安裝及調(diào)整，這也是天線安裝的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，如果方位角設(shè)置與之存在偏差，則易導(dǎo)致基站的實(shí)際覆蓋與所設(shè)計(jì)的不相符，導(dǎo)致基站的覆蓋范圍不合理，從而導(dǎo)致一些意想不到的同頻及鄰頻干擾。 n 但在實(shí)際的GSM網(wǎng)絡(luò)中，一方面，由于地形的原因，如大樓、高山、水面等，往往引起信號(hào)的折射或反射，從而導(dǎo)致實(shí)際覆蓋與理想模型存在較大的出入，造成一些區(qū)域信號(hào)較強(qiáng)，一些區(qū)域信號(hào)較弱，這時(shí)我們可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，對(duì)所地應(yīng)天線的方位角進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以保證信號(hào)較弱區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的；

55、另一方面，由于實(shí)際存在的人口密度不同，導(dǎo)致各天線所對(duì)應(yīng)小區(qū)的話務(wù)不均衡，這時(shí)我們可通過(guò)調(diào)整天線的方位角，達(dá)到均衡話務(wù)量的目的。當(dāng)然，在一般情況下我們并不贊成對(duì)天線的方位角進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)檫@樣可能會(huì)造成一定程度的系統(tǒng)內(nèi)干擾。但在某些特殊情況下，如當(dāng)?shù)鼐o急會(huì)議或大型公眾活動(dòng)等，導(dǎo)致某些小區(qū)話務(wù)量特別集中，這時(shí)我們可臨時(shí)對(duì)天線的方位角進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到均衡話務(wù)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的目的；另外，針對(duì)郊區(qū)某些信號(hào)盲區(qū)或弱區(qū)，我們亦可通過(guò)調(diào)整天線的方位角達(dá)到優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的目的，這時(shí)我們應(yīng)輔以場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試車對(duì)周圍信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，以保證網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量。 天線位置的優(yōu)化調(diào)整 n由于后期工程、話務(wù)分布以及無(wú)線傳播環(huán)境的變化，在優(yōu)化中我們

56、曾遇到一些基站很難通過(guò)天線方位角或傾角的調(diào)整達(dá)到改善局部區(qū)域覆蓋，提高基站利用率。為此就需要進(jìn)行基站搬遷，換句話說(shuō)也就是基站重新選點(diǎn)過(guò)程。下文摘錄了我們平時(shí)做規(guī)劃時(shí)的一些經(jīng)驗(yàn)。(1) 基站初始布局n基站布局主要受場(chǎng)強(qiáng)覆蓋、話務(wù)密度分布和建站條件三方面因素的制約，對(duì)于一般大中城市來(lái)說(shuō)，場(chǎng)強(qiáng)覆蓋的制約因素已經(jīng)很小，主要受話務(wù)密度分布和建站條件兩個(gè)因素的制約較大?；静季值氖杳芤獙?duì)應(yīng)于話務(wù)密度分布情況。但是，目前對(duì)大中城市市區(qū)還作不到按街區(qū)預(yù)測(cè)話務(wù)密度，因此，對(duì)市區(qū)可按照：(a)繁華商業(yè)區(qū)；(b) 賓館、寫(xiě)字樓、娛樂(lè)場(chǎng)所集中區(qū)；(c) 經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、住宅區(qū)；(d)工業(yè)區(qū)及文教區(qū)；等進(jìn)行分類。n一般

57、來(lái)說(shuō)： (a)(b)類地區(qū)應(yīng)設(shè)最大配置的定向基站，如8/8/8站型，站間距在0.61.6km；(c) 類地區(qū)也應(yīng)設(shè)較大配置的定向基站，如6/6/6站型或4/4/4站型，基站站間距取1.63km；(d) 類地區(qū)一般可設(shè)小規(guī)模定向基站，如2/2/2站型，站間距為35km；若基站位于城市邊緣或近郊區(qū)，且站間距在5km以上，可設(shè)以全向基站。 上幾類地區(qū)內(nèi)都按用戶均勻分布要求設(shè)站。郊縣和主要公路、鐵路覆蓋一般可設(shè)全向或二小區(qū)基站，站間距離5km-20km左右。 結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦魏统鞘邪l(fā)展規(guī)劃進(jìn)行基站布局：a. 基站布局要結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃，可以適度超前；b. 有重要用戶的地方應(yīng)有基站覆蓋；c. 市內(nèi)話務(wù)量熱點(diǎn)

58、地段增設(shè)微蜂窩站或增加載頻配置；d. 大型商場(chǎng)賓館、地鐵、地下商場(chǎng)、體育場(chǎng)館如有必要用微蜂窩或室內(nèi)分布解決；e在基站容量飽和前，可考慮采用GSM900/1800雙頻解決方案。 (2) 站址選擇與勘察n 在完成基站初始布局以后，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師要與建設(shè)單位以及相關(guān)工程設(shè)計(jì)單位一起，根據(jù)站點(diǎn)布局圖進(jìn)行站址的選擇與勘察。市區(qū)站址在初選中應(yīng)作到房主基本同意用作基站。初選完成之后，由網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師、工程設(shè)計(jì)單位與建設(shè)單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查勘，確定站址條件是否滿足建站要求，并確定站址方案，最后由建設(shè)單位與房主落實(shí)站址。選址要求如下：- 交通方便、市電可靠、環(huán)境安全及占地面積小。- 在建網(wǎng)初期設(shè)站較少時(shí)，選擇的站址應(yīng)

59、保證重要用戶和用戶密度大的市區(qū)有良好的覆蓋。- 在不影響基站布局的前提下，應(yīng)盡量選擇現(xiàn)有電信樞紐樓、郵電局或微波站作為站址，并利用其機(jī)房、電源及鐵塔等設(shè)施。- 避免在大功率無(wú)線發(fā)射臺(tái)附近設(shè)站，如雷達(dá)站、電視臺(tái)等，如要設(shè)站應(yīng)核實(shí)是否存在相互干擾，并采取措施防止相互干擾。 n- 避免在高山上設(shè)站。高山站干擾范圍大，影響頻率復(fù)用。在農(nóng)村高山設(shè)站往往對(duì)處于小盆地的鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋不好。- 避免在樹(shù)林中設(shè)站。如要設(shè)站，應(yīng)保持天線高于樹(shù)頂。- 市區(qū)基站中，對(duì)于蜂窩區(qū)(R=13km)基站宜選高于建筑物平均高度但低于最高建筑物的樓房作為站址，對(duì)于微蜂窩區(qū)基站則選低于建筑物平均高度的樓房設(shè)站且四周建筑物屏蔽較好。 -

60、市區(qū)基站應(yīng)避免天線前方近處有高大樓房而造成障礙或反射后干擾其后方的同頻基站。- 避免選擇今后可能有新建筑物影響覆蓋區(qū)或同頻干擾的站址。- 市區(qū)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基站盡量共址或*近選址。- 選擇機(jī)房改造費(fèi)低、租金少的樓房作為站址。如有可能應(yīng)選擇本部門(mén)的局、站機(jī)房、辦公樓作為站。鏈路及空間無(wú)線傳播損耗計(jì)算鏈路及空間無(wú)線傳播損耗計(jì)算 n鏈路預(yù)算 n各類損耗的確定 n無(wú)線傳播特性 n常用的兩種電波傳播模型 n參考覆蓋標(biāo)準(zhǔn) 鏈路預(yù)算n 上行和下行鏈路都有自己的發(fā)射功率損耗和路徑衰落。在蜂窩通信中，為了確定有效覆蓋范圍，必須確定最大路徑衰落、或其他限制因數(shù)。在上行鏈路，從移動(dòng)臺(tái)到基站的限制因數(shù)是基站的接受靈敏