汽車收音機(jī)天線的參數(shù)

1、.：.；窗體頂端天線的參數(shù)短波通訊是指波長米頻率為的電磁波進(jìn)展的無線電通訊。短波通訊傳輸信道具有變參特性，電離層易受環(huán)境影響，處于不斷變化當(dāng)中，因此，其通訊質(zhì)量，不如其它通訊方式如衛(wèi)星、微波、光纖好。短波通訊系統(tǒng)的效果好壞，主要取決于所運用電臺性能的好壞和天線的帶寬、增益、駐波比、方向性等要素。近年來短波電臺隨著新技術(shù)提高開展很快，實現(xiàn)了數(shù)字化、固態(tài)化、小型化，但天線技術(shù)的開展卻較為滯后。由于短波比超短波、衛(wèi)星、微波的波長長，所以，短波天線體積較大。在短波通訊中，選用一個性能良好的天線對于改善通訊效果極為重要。下面簡單引見短波天線如何選型和幾種常用的天線性能。 一、衡量天線性能要素 天線是無線

2、通訊系統(tǒng)最根本部件，決議了通訊系統(tǒng)的特性。不同的天線有不同的輻射類型、極性、增益以及阻抗。 輻射類型：決議了輻射能量的分配，是天線一切特性中最重要的要素，它包括全向型和方向型。 極性：極性定義了天線最大輻射方向電氣矢量的方向。垂直或單極性天線鞭天線具有垂直極性，程度天線具有程度極性。 增益：天線的增益是天線的根本屬性，可以衡量天線的優(yōu)劣。增益是指定方向上的最大輻射強(qiáng)度與天線最大輻射強(qiáng)度的比值，通常運用半波雙極天線作為參考天線，其它類型天線最大方向上的輻射強(qiáng)度可以與參考天線進(jìn)展比較，得出天線增益。普通高增益天線的帶寬較窄。 阻抗和駐波比：天線系統(tǒng)的輸入阻抗直接影響天線發(fā)射效率。當(dāng)駐波比：時沒有反

3、射波，電壓反射比為。當(dāng)大于時，反射功率也隨之添加。發(fā)射天線給出的駐波比值是最大允許值。例如：為：時意味著，反射功率耗費總發(fā)射功率的，信號損失。為：時，損失功率，信號降低。 二、幾種常用的短波天線 八木天線 八木天線在短波通訊中通常用于大于以上頻段，八木天線在理想情況下增益可到達(dá)，八木天線運用于窄帶和高增益短波通訊，可架設(shè)安裝在鐵塔上具有很強(qiáng)的方向性。在一個鐵塔上可同時架設(shè)幾個八木天線，八木天線的主要優(yōu)點是價錢廉價。 對數(shù)周期天線 對數(shù)周期天線價錢昂貴，但可以運用在多種頻率和仰角上。對數(shù)周期天線適宜于中、短波通訊，利用天波信號，效率高，接近于發(fā)射期望值。與其它高增益天線相比，對數(shù)周期天線方向性更

4、強(qiáng)，對無用方向信號的衰減更大。 長線天線 長線天線優(yōu)點是構(gòu)造簡單，價錢低，增益適中。與八木天線和對極周期天線比，長線天線長度方向性和增益低。但其優(yōu)勢在于，由于其增益與線長度有關(guān)，用戶可以找到最正確接納線的長度和角度。經(jīng)過比較信號波長，計算出線的長度，非常適宜于遠(yuǎn)間隔 通訊。當(dāng)線長倍波長在仰角為度時與雙極天線比增益高，當(dāng)線長倍于波長時，增益高，仰角下降到度，圖為長線天線增益示圖。 車載挪動天線 挪動天線普通任務(wù)在頻段上，為垂直極性天線，性能與機(jī)械特性有關(guān)，天線長度較短，在低仰角任務(wù)時，發(fā)射效率適中。在通常情況下，車載天線仰角應(yīng)大于度，由于天線長度較短，是低效天線。在汽車上，機(jī)械特性限制了天線的選

5、擇，但天線可以放置為倒型，這樣添加了天線的垂直輻射面，可以提高發(fā)射效率，倒天線適宜用于中短波通訊。 三、常用短波天線性能 方向性天線、簡單的雙極天線適用于短間隔 通訊，但短波遠(yuǎn)間隔 通訊信號微弱，甚至被各種噪音淹沒時，天線就需求選擇比雙極天線增益更高的天線。理想方向性天線在任務(wù)方向上具有很高增益而無用方向上增益為。 四、不同環(huán)境下天線選型 固定站間遠(yuǎn)近間隔 通訊 由于固定站間通訊方向是固定不變的，所以普通采用高增益，方向性強(qiáng)的短波天線。通訊間隔 在公里，可運用高增益，低仰角對數(shù)周期天線，但天線價錢昂貴。在實際中短波自順應(yīng)電臺配這種天線，可根本實現(xiàn)北京至昆明，烏魯木齊甚至拉薩全天候通訊。假設(shè)通訊

6、質(zhì)量要求不是太高也可運用價錢相對廉價的天線如八木天線，長線天線，但長線天線需用天調(diào)。間隔 在以內(nèi)時采用程度雙極天線可獲得較好效果，但程度雙極天線占地較大，中心站電臺較多不適宜布天線陣。 固定站與挪動站間通訊 由于挪動站在運動中，通訊方向不固定，所以中心站的天線應(yīng)選用全向天線，例如，多膜短波寬帶天線或配有天線調(diào)諧器的鞭狀天線。多膜天線雖然價錢較貴，但是一個天線竿上可以繞三副天線倆副高仰角天線，一副低仰角天線遠(yuǎn)、近間隔 通訊均可兼顧。中心站也可用鞭狀天線，鞭狀天線的仰角低，近距-公里通訊困難，遠(yuǎn)間隔 -公里只需頻率適宜，通訊效果較好。 挪動站天線由于安裝面的限制，多采用鞭狀天線，國內(nèi)有時用柵網(wǎng)、雙

7、環(huán)、三環(huán)天線。遠(yuǎn)間隔 通訊時，鞭狀天線豎直，近間隔 通訊那么可以放置為倒型，這樣運用添加了天線的垂直輻射面，可以提高發(fā)射效率。只需天線的發(fā)射角、電臺的任務(wù)頻率適宜，可以抑制短波盲區(qū)-公里的通訊困難。 干擾環(huán)境下的天線選型 電臺干擾是指任務(wù)在當(dāng)前任務(wù)頻率附近的無線電臺的干擾，其中包括敵方有認(rèn)識的電子干擾。由于短波通訊的頻帶非常窄，而且如今短波用戶越來越多，因此電臺干擾就成為影響短波通訊順暢的主要干擾源。特別對于軍用通訊系統(tǒng)，這種情況尤其嚴(yán)重。電臺的干擾與其他自然條件引起的干擾有很大的不同，它帶有很大的隨機(jī)性和不可預(yù)測性。在敵方有認(rèn)識的電子干擾情況下，采用高增益、方向性強(qiáng)的對數(shù)周期天線可獲得一定的

8、效果。當(dāng)然，抑制干擾主要提高短波電臺性能發(fā)射功率、接納靈敏度等等或者采用頻率自順應(yīng)、短波寬帶跳頻技術(shù)。假設(shè)需求數(shù)傳，調(diào)制解調(diào)器性能也非常關(guān)鍵，帶有交錯功能的串行體制短波高速調(diào)制解調(diào)器具有良好的抗干擾性能。 天線增益是指： 在輸入功率相等的條件下，實踐天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它定量地描畫一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有親密的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 可以這樣來了解增益的物理含義-為在一定的間隔 上的某點處產(chǎn)生一定大小的信號，假設(shè)用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線，需求100W的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB

9、= 20倍 的某定向天線作為發(fā)射天線時，輸入功率只需 100 / 20 = 5W。換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。半波對稱振子的增益為G = 2.15 dBi；4個半波對稱振子 沿垂線上下陳列，構(gòu)成一個垂直四元陣，其增益約為G = 8.15 dBi ( dBi這個單位表示比較對象是各向均勻輻射的理想點源) 。假設(shè)以半波對稱振子作比較對象，那么增益的單位是dBd .半波對稱振子的增益為G = 0 dBd 由于是本人跟本人比，比值為1，取對數(shù)得零值。 ； 垂直四元陣，其增益約為G = 8.15 2.15 = 6 dBd 。 對

10、于程度極化方式的天線來講，通常以一個半波程度放置的偶極子天線為規(guī)范天線，其增益為0dB實踐指dBd。調(diào)頻二偶極子反射板天線的增益經(jīng)過計算和實驗數(shù)據(jù)，其結(jié)果根本一致。相對于半波偶極子天線的增益最高只能做到7.5dB。當(dāng)天線在進(jìn)展組陣時，天線系統(tǒng)增益為7.5dB。計算推論如下：總功率在一層四面分配時，天線功率將損失6dB，此時天線增益為7.5-6.5=1.5dB；再根據(jù)天線層數(shù)添加一倍時天線系統(tǒng)增益將添加3dB的原理，因此兩層天線增益就為1.5+3=4.5dB；當(dāng)天線層數(shù)為四層時，天線系統(tǒng)增益就為1.5+3+3=7.5dB，故四層四面調(diào)頻二偶極子板天線系統(tǒng)增益也只能做到7.5dB。 假設(shè)天線為全波

11、長二偶極子板天線時，其單片天線增益可以做到8-8.5dB，四層四面分配組陣時，其單片天線增益為8-8.5dB。 天線根底知識1 天線 1.1 天線的作用與位置 無線電發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號功率，經(jīng)過饋線電纜保送到天線，由天線以電磁波方式輻射出去。電磁波到達(dá)接納地點后，由天線接下來僅僅接納很小很小一部分功率，并經(jīng)過饋線送到無線電接納機(jī)。可見，天線是發(fā)射和接納電磁波的一個重要的無線電設(shè)備，沒有天線也就沒有無線電通訊。天線種類繁多，以供不同頻率、不同用途、不同場所、不同要求等不同情況下運用。對于眾多種類的天線，進(jìn)展適當(dāng)?shù)姆诸愂潜匾模喊从猛痉诸悾煞譃橥ㄓ嵦炀€、電視天線、雷達(dá)天線等；按任務(wù)頻段分類，可

12、分為短波天線、超短波天線、微波天線等；按方向性分類，可分為全向天線、定向天線等；按外形分類，可分為線狀天線、面狀天線等；等等分類。*電磁波的輻射 導(dǎo)線上有交變電流流動時，就可以發(fā)生電磁波的輻射，輻射的才干與導(dǎo)線的長度和外形有關(guān)。如 圖1.1 a 所示，假設(shè)兩導(dǎo)線的間隔 很近，電場被束縛在兩導(dǎo)線之間，因此輻射很微弱；將兩導(dǎo)線張開，如 圖1.1 b 所示，電場就散播在周圍空間，因此輻射加強(qiáng)。 必需指出，當(dāng)導(dǎo)線的長度 L 遠(yuǎn)小于波長 時，輻射很微弱；導(dǎo)線的長度 L 增大到可與波長相比較時，導(dǎo)線上的電流將大大添加，因此就能構(gòu)成較強(qiáng)的輻射。1.2 對稱振子 對稱振子是一種經(jīng)典的、迄今為止運用最廣泛的天線

13、，單個半波對稱振子可簡單地單獨立地運用或用作為拋物面天線的饋源，也可采用多個半波對稱振子組成天線陣。 兩臂長度相等的振子叫做對稱振子。每臂長度為四分之一波長、全長為二分之一波長的振子，稱半波對稱振子, 見 圖1.2 a 。另外，還有一種異型半波對稱振子，可看成是將全波對稱振子折合成一個窄長的矩形框，并把全波對稱振子的兩個端點相疊，這個窄長的矩形框稱為折合振子，留意，折合振子的長度也是為二分之一波長，故稱為半曲折合振子, 見 圖1.2 b。1.3 天線方向性的討論 1.3.1 天線方向性 發(fā)射天線的根本功能之一是把從饋線獲得的能量向周圍空間輻射出去，根本功能之二是把大部分能量朝所需的方向輻射。垂

14、直放置的半波對稱振子具有平放的 “面包圈 形的立體方向圖圖1.3.1 a。立體方向圖雖然立體感強(qiáng)，但繪制困難，圖1.3.1 b 與圖1.3.1 c 給出了它的兩個主平面方向圖，平面方向圖描畫天線在某指定平面上的方向性。從圖1.3.1 b 可以看出，在振子的軸線方向上輻射為零，最大輻射方向在程度面上；而從圖1.3.1 c 可以看出，在程度面上各個方向上的輻射一樣大。1.3.2 天線方向性加強(qiáng) 假設(shè)干個對稱振子組陣，可以控制輻射，產(chǎn)生“扁平的面包圈 ，把信號進(jìn)一步集中到在程度面方向上。以下圖是4個半波振子沿垂線上下陳列成一個垂直四元陣時的立體方向圖和垂直面方向圖。 也可以利用反射板可把輻射能控制到

15、單側(cè)方向，平面反射板放在陣列的一邊構(gòu)成扇形區(qū)覆蓋天線。下面的程度面方向圖闡明了反射面的作用-反射面把功率反射到單側(cè)方向，提高了增益。 拋物反射面的運用，更能使天線的輻射，像光學(xué)中的探照燈那樣，把能量集中到一個小立體角內(nèi)，從而獲得很高的增益。不言而喻，拋物面天線的構(gòu)成包括兩個根本要素：拋物反射面和放置在拋物面焦點上的輻射源。1.3.3 增益 增益是指：在輸入功率相等的條件下，實踐天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它定量地描畫一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有親密的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。可以這樣來了解增益的物理含義-為在一定的間

16、隔 上的某點處產(chǎn)生一定大小的信號，假設(shè)用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線，需求100W的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB = 20 的某定向天線作為發(fā)射天線時，輸入功率只需 100 / 20 = 5W 。換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。半波對稱振子的增益為G=2.15dBi。 4個半波對稱振子沿垂線上下陳列，構(gòu)成一個垂直四元陣，其增益約為G=8.15dBi ( dBi這個單位表示比較對象是各向均勻輻射的理想點源)。 假設(shè)以半波對稱振子作比較對象，其增益的單位是dBd。 半波對稱振子的增益為G=0dBd由于是本人跟本人

17、比，比值為1，取對數(shù)得零值。垂直四元陣，其增益約為G=8.152.15=6dBd。1.3.4 波瓣寬度 方向圖通常都有兩個或多個瓣，其中輻射強(qiáng)度最大的瓣稱為主瓣，其他的瓣稱為副瓣或旁瓣。參見圖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。波瓣寬度越窄，方向性越好，作用間隔 越遠(yuǎn)，抗干擾才干越強(qiáng)。 還有一種波瓣寬度，即10dB波瓣寬度，顧名思義它是方向圖中輻射強(qiáng)度降低 10dB 功率密度降至非常之一 的兩個點間的夾角，見圖1.3.4 b。 1.3.5 前后比 方向圖中，前后瓣最大值之比稱為前

18、后比，記為 F / B 。前后比越大，天線的后向輻射或接納越小。前后比F / B 的計算非常簡單- F / B = 10 Lg 前向功率密度/后向功率密度 對天線的前后比F / B有要求時，其典型值為 18 30dB，特殊情況下那么要求達(dá)35 40dB。 1.3.6 天線增益的假設(shè)干近似計算式 1天線主瓣寬度越窄，增益越高。對于普通天線，可用下式估算其增益： GdBi= 10 Lg 32000 / 23dB,E 23dB,H 式中， 23dB,E 與 23dB,H 分別為天線在兩個主平面上的波瓣寬度； 32000 是統(tǒng)計出來的閱歷數(shù)據(jù)。 2對于拋物面天線，可用下式近似計算其增益： GdB i=

19、10 Lg 4.5 D / 0 2 式中，D 為拋物面直徑； 0 為中心任務(wù)波長； 4.5 是統(tǒng)計出來的閱歷數(shù)據(jù)。 3對于直立全向天線，有近似計算式 G dBi = 10 Lg 2 L / 0 式中，L 為天線長度； 0 為中心任務(wù)波長；1.3.7 上旁瓣抑制 對于基站天線，人們經(jīng)常要求它的垂直面即俯仰面方向圖中，主瓣上方第一旁瓣盡能夠弱一些。這就是所謂的上旁瓣抑制 ?；镜男Яο笫堑孛嫔系呐矂佑脩簦赶蛱炜盏妮椛涫呛翢o意義的。 1.3.8 天線的下傾 為使主波瓣指向地面，安頓時需求將天線適度下傾。1.4 天線的極化 天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場和磁場構(gòu)成。人們規(guī)定：電場的方向就是

20、天線極化方向。普通運用的天線為單極化的。以下圖示出了兩種根本的單極化的情況：垂直極化-是最常用的；程度極化-也是要被用到的。 1.4.1 雙極化天線 以下圖示出了另兩種單極化的情況：+45極化 與 -45極化，它們僅僅在特殊場所下運用。這樣，共有四種單極化了，見以下圖。把垂直極化和程度極化兩種極化的天線組合在一同，或者，把 +45極化和 -45極化兩種極化的天線組合在一同，就構(gòu)成了一種新的天線-雙極化天線。 以下圖示出了兩個單極化天線安裝在一同組成一付雙極化天線，留意，雙極化天線有兩個接頭。 雙極化天線輻射或接納兩個極化在空間相互正交垂直的波。 1.4.2 極化損失 垂直極化波要器具有垂直極化

21、特性的天線來接納，程度極化波要器具有程度極化特性的天線來接納。右旋圓極化波要器具有右旋圓極化特性的天線來接納，而左旋圓極化波要器具有左旋圓極化特性的天線來接納。 當(dāng)來波的極化方向與接納天線的極化方向不一致時，接納到的信號都會變小，也就是說，發(fā)生極化損失。例如：當(dāng)用+ 45 極化天線接納垂直極化或程度極化波時，或者，當(dāng)用垂直極化天線接納 +45 極化或 -45極化波時，等等情況下，都要產(chǎn)生極化損失。用圓極化天線接納任一線極化波，或者，用線極化天線接納任一圓極化波，等等情況下，也必然發(fā)生極化損失-只能接納到來波的一半能量。 當(dāng)接納天線的極化方向與來波的極化方向完全正交時，例如用程度極化的接納天線接

22、納垂直極化的來波，或用右旋圓極化的接納天線接納左旋圓極化的來波時，天線就完全接納不到來波的能量，這種情況下極化損失為最大，稱極化完全隔離。1.4.3 極化隔離 理想的極化完全隔離是沒有的。饋送到一種極化的天線中去的信號多少總會有那么一點點在另外一種極化的天線中出現(xiàn)。例如以下圖所示的雙極化天線中，設(shè)輸入垂直極化天線的功率為10W，結(jié)果在程度極化天線的輸出端測得的輸出功率為 10mW。1.5 天線的輸入阻抗 Zin 定義：天線輸入端信號電壓與信號電流之比，稱為天線的輸入阻抗。 輸入阻抗具有電阻分量 Rin 和電抗分量 Xin ，即 Zin = Rin + j Xin 。電抗分量的存在會減少天線從饋

23、線對信號功率的提取，因此，必需使電抗分量盡能夠為零，也就是應(yīng)盡能夠使天線的輸入阻抗為純電阻。現(xiàn)實上，即使是設(shè)計、調(diào)試得很好的天線，其輸入阻抗中總還含有一個小的電抗分量值。 輸入阻抗與天線的構(gòu)造、尺寸以及任務(wù)波長有關(guān)，半波對稱振子是最重要的根本天線 ，其輸入阻抗為 Zin = 73.142.5 (歐) 。當(dāng)把其長度縮短時，就可以消除其中的電抗分量，使天線的輸入阻抗為純電阻，此時的輸入阻抗為 Zin = 73.1 (歐) ,標(biāo)稱 75 歐 。留意，嚴(yán)厲的說，純電阻性的天線輸入阻抗只是對點頻而言的。 順便指出，半曲折合振子的輸入阻抗為半波對稱振子的四倍，即 Zin = 280 (歐) ,標(biāo)稱300歐

24、。 有趣的是，對于任一天線，人們總可經(jīng)過天線阻抗調(diào)試，在要求的任務(wù)頻率范圍內(nèi)，使輸入阻抗的虛部很小且實部相當(dāng)接近 50 歐，從而使得天線的輸入阻抗為Zin = Rin = 50 歐-這是天線能與饋線處于良好的阻抗匹配所必需的。1.6 天線的任務(wù)頻率范圍頻帶寬度 無論是發(fā)射天線還是接納天線，它們總是在一定的頻率范圍頻帶寬度內(nèi)任務(wù)的，天線的頻帶寬度有兩種不同的定義- 一種是指：在駐波比SWR 1.5 條件下，天線的任務(wù)頻帶寬度； 一種是指：天線增益下降 3 分貝范圍內(nèi)的頻帶寬度。 在挪動通訊系統(tǒng)中，通常是按前一種定義的，詳細(xì)的說，天線的頻帶寬度就是天線的駐波比SWR 不超越 1.5 時，天線的任務(wù)

25、頻率范圍。 普通說來，在任務(wù)頻帶寬度內(nèi)的各個頻率點上, 天線性能是有差別的，但這種差別呵斥的性能下降是可以接受的。1.7 挪動通訊常用的基站天線、直放站天線與室內(nèi)天線 1.7.1 板狀天線 無論是GSM 還是CDMA， 板狀天線是用得最為普遍的一類極為重要的基站天線。這種天線的優(yōu)點是：增益高、扇形區(qū)方向圖好、后瓣小、垂直面方向圖俯角控制方便、密封性能 可靠以及運用壽命長。 板狀天線也經(jīng)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)的天線型號。1.7.1 a 基站板狀天線根本技術(shù)目的例如 頻率范圍824-960 MHz頻帶寬度70MHz增益14 17 dBi極化垂直標(biāo)稱阻抗50

26、 Ohm電壓駐波比 1.4前后比25dB下傾角可調(diào)3 8半功率波束寬度程度面 60 120 垂直面 16 8 垂直面上旁瓣抑制 -12 dB互調(diào) 110 dBm1.7.1 b 板狀天線高增益的構(gòu)成A. 采用多個半波振子排成一個垂直放置的直線陣B. 在直線陣的一側(cè)加一塊反射板 以帶反射板的二半波振子垂直陣為例增益為 G = 11 14 dBi C. 為提高板狀天線的增益，還可以進(jìn)一步采用八個半波振子排陣 前面已指出，四個半波振子排成一個垂直放置的直線陣的增益約為 8 dBi；一側(cè)加有一個反射板的四元式直線陣，即常規(guī)板狀天線，其增益約為 14 17 dBi。 一側(cè)加有一個反射板的八元式直線陣，即加

27、長型板狀天線，其增益約為 16 19 dBi。 不言而喻，加長型板狀天線的長度，為常規(guī)板狀天線的一倍，達(dá) 2.4 m 左右。1.7.2 高增益柵狀拋物面天線 從性能價錢比出發(fā)，人們經(jīng)常選用柵狀拋物面天線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才干強(qiáng)，直徑為 1.5 m 的柵狀拋物面天線，在900兆頻段，其增益即可達(dá) G = 20dBi。它特別適用于點對點的通訊，例如它經(jīng)常被選用為直放站的施主天線。 拋物面采用柵狀構(gòu)造，一是為了減輕天線的分量，二是為了減少風(fēng)的阻力。 拋物面天線普通都能給出 不低于 30 dB 的前后比 ，這也正是直放站系統(tǒng)防自激而對接納天線所提出的必

28、需滿足的技術(shù)目的。1.7.3 八木定向天線 八木定向天線，具有增益較高、構(gòu)造輕巧、架設(shè)方便、價錢廉價等優(yōu)點。因此，它特別適用于點對點的通訊，例如它是室內(nèi)分布系統(tǒng)的室外接納天線的首選天線類型。 八木定向天線的單元數(shù)越多，其增益越高，通常采用 6 - 12 單元的八木定向天線，其增益可達(dá) 10-15dBi。 1.7.4 室內(nèi)吸頂天線 室內(nèi)吸頂天線必需具有構(gòu)造輕巧、外型美觀、安裝方便等優(yōu)點。 現(xiàn)今市場上見到的室內(nèi)吸頂天線，外形花樣很多，但其內(nèi)芯的購造幾乎都是一樣的。這種吸頂天線的內(nèi)部構(gòu)造，雖然尺寸很小，但由于是在天線寬帶實際的根底上，借助計算機(jī)的輔助設(shè)計，以及運用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)展調(diào)試，所以能很好地滿足

29、在非常寬的任務(wù)頻帶內(nèi)的駐波比要求，按照國家規(guī)范，在很寬的頻帶內(nèi)任務(wù)的天線其駐波比目的為VSWR 2 。當(dāng)然，能到達(dá)VSWR 1.5 更好。順便指出，室內(nèi)吸頂天線屬于低增益天線, 普通為G = 2 dBi。1.7.5 室內(nèi)壁掛天線 室內(nèi)壁掛天線同樣必需具有構(gòu)造輕巧、外型美觀、安裝方便等優(yōu)點。 現(xiàn)今市場上見到的室內(nèi)壁掛天線，外形花樣很多，但其內(nèi)芯的購造幾乎也都是一樣的。這種壁掛天線的內(nèi)部構(gòu)造，屬于空氣介質(zhì)型微帶天線。由于采用了展寬天線頻寬的輔助構(gòu)造，借助計算機(jī)的輔助設(shè)計，以及運用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)展調(diào)試，所以能較好地滿足了任務(wù)寬頻帶的要求。順便指出，室內(nèi)壁掛天線具有一定的增益，約為G = 7 dBi。

30、2 電波傳播的幾個根本概念 目前GSM和CDMA挪動通訊運用的頻段為： GSM：890 - 960 MHz， 1710 - 1880 MHz CDMA: 806 - 896 MHz 806 - 960 MHz 頻率范圍屬超短波范圍；1710 1880 MHz 頻率范圍屬微波范圍。 電波的頻率不同，或者說波長不同，其傳播特點也不完全一樣，甚至很不一樣。 2.1 自在空間通訊間隔 方程 設(shè)發(fā)射功率為PT，發(fā)射天線增益為GT，任務(wù)頻率為f . 接納功率為PR，接納天線增益為GR，收、發(fā)天線間間隔 為R，那么電波在無環(huán)境干擾時，傳播途中的電波損耗 L0 有以下表達(dá)式： L0 (dB) = 10 Lg

31、PT / PR = 32.45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB) 舉例 設(shè)：PT = 10 W = 40dBmw ；GR = GT = 7 (dBi) ； f = 1910MHz 問：R = 500 m 時， PR = ？ 解答： (1) L0 (dB) 的計算 L0 (dB) = 32.45 + 20 Lg 1910( MHz ) + 20 Lg 0.5 ( km ) - GR (dB) - GT (dB) = 32.45 + 65.62 - 6 - 7 - 7 = 78.07 (dB) 2PR 的計算 PR = P

32、T / ( 10 7.807 ) = 10 ( W ) / ( 10 7.807 ) = 1 ( W ) / ( 10 0.807 ) = 1 ( W ) / 6.412 = 0.156 ( W ) = 156 ( mW ) 順便指出，1.9GHz電波在穿透一層磚墻時，大約損失 (1015) dB 2.2 超短波和微波的傳播視距 2.2.1 極限直視間隔 超短波特別是微波，頻率很高，波長很短，它的地外表波衰減很快，因此不能依托地外表波作較遠(yuǎn)間隔 的傳播。超短波特別是微波，主要是由空間波來傳播的。簡單地說，空間波是在空間范圍內(nèi)沿直線方向傳播的波。顯然，由于地球的曲率使空間波傳播存在一個極限直視間

33、隔 Rmax 。在最遠(yuǎn)直視間隔 之內(nèi)的區(qū)域，習(xí)慣上稱為照明區(qū)；極限直視間隔 Rmax以外的區(qū)域，那么稱為陰影區(qū)。不言而語，利用超短波、微波進(jìn)展通訊時，接納點應(yīng)落在發(fā)射天線極限直視間隔 Rmax內(nèi)。 受地球曲率半徑的影響，極限直視間隔 Rmax 和發(fā)射天線與接納天線的高度HT 與 HR間的關(guān)系 為 ： Rmax 3.57 HT (m) +HR (m) (km) 思索到大氣層對電波的折射作用，極限直視間隔 應(yīng)修正為 Rmax 4.12 HT (m) +HR (m) (km) 由于電磁波的頻率遠(yuǎn)低于光波的頻率，電波傳播的有效直視間隔 Re 約為 極限直視間隔 Rmax 的 70% ，即 Re = 0

34、.7 Rmax . 例如，HT 與 HR 分別為 49 m 和 1.7 m，那么有效直視間隔 為 Re = 24 km。2.3 電波在平面地上的傳播特征 由發(fā)射天線直接射到接納點的電波稱為直射波；發(fā)射天線發(fā)出的指向地面的電波，被地面反射而到達(dá)接納點的電波稱為反射波。顯然，接納點的信號應(yīng)該是直射波和反射波的合成。電波的合成不會象 1 + 1 = 2 那樣簡單地代數(shù)相加，合成結(jié)果會隨著直射波和反射波間的波程差的不同而不同。波程差為半個波長的奇數(shù)倍時，直射波和反射波信號相加，合成為最大；波程差為一個波長的倍數(shù)時，直射波和反射波信號相減，合成為最小。可見，地面反射的存在，使得信號強(qiáng)度的空間分布變得相當(dāng)

35、復(fù)雜。 實踐丈量指出：在一定的間隔 Ri之內(nèi)，信號強(qiáng)度隨間隔 或天線高度的添加都會作起伏變化；在一定的間隔 Ri之外，隨間隔 的添加或天線高度的減少，信號強(qiáng)度將。單調(diào)下降。實際計算給出了這個 Ri 和天線高度 HT與 HR 的關(guān)系式： Ri = 4 HT HR / l ， l 是波長。 不言而喻，Ri 必需小于極限直視間隔 Rmax。2.4 電波的多徑傳播 在超短波、微波波段，電波在傳播過程中還會遇到妨礙物(例如樓房、高大建筑物或山丘等)對電波產(chǎn)生反射。因此，到達(dá)接納天線的還有多種反射波廣義地說，地面反射波也應(yīng)包括在內(nèi)，這種景象叫為多徑傳播。由于多徑傳輸，使得信號場強(qiáng)的空間分布變得相當(dāng)復(fù)雜，動

36、搖很大，有的地方信號場強(qiáng)加強(qiáng)，有的地方信號場強(qiáng)減弱；也由于多徑傳輸?shù)挠绊?，還會使電波的極化方向發(fā)生變化。另外，不同的妨礙物對電波的反射才干也不同。例如：鋼筋水泥建筑物對超短波、微波的反射才干比磚墻強(qiáng)。我們應(yīng)盡量抑制多徑傳輸效應(yīng)的負(fù)面影響，這也正是在通訊質(zhì)量要求較高的通訊網(wǎng)中，人們經(jīng)常采用空間分集技術(shù)或極化分集技術(shù)的緣由。2.5 電波的繞射傳播 在傳播途徑中遇到大妨礙物時，電波會繞過妨礙物向前傳播，這種景象叫做電波的繞射。超短波、微波的頻率較高，波長短，繞射才干弱，在高大建筑物后面信號強(qiáng)度小，構(gòu)成所謂的“陰影區(qū)。信號質(zhì)量遭到影響的程度，不僅和建筑物的高度有關(guān)，和接納天線與建筑物之間的間隔 有關(guān)，

37、還和頻率有關(guān)。例如有一個建筑物，其高度為 10 米，在建筑物后面間隔 200 米處，接納的信號質(zhì)量幾乎不受影響，但在 100 米處，接納信號場強(qiáng)比無建筑物時明顯減弱。留意，誠如上面所說過的那樣，減弱程度還與信號頻率有關(guān)，對于 216 223 兆赫的射頻信號，接納信號場強(qiáng)比無建筑物時低16 dB，對于 670 兆赫的射頻信號，接納信號場強(qiáng)比無建筑物時低20dB .假設(shè)建筑物高度添加到 50 米時，那么在距建筑物 1000 米以內(nèi)，接納信號的場強(qiáng)都將遭到影響而減弱。也就是說，頻率越高、建筑物越高、接納天線與建筑物越近，信號強(qiáng)度與通訊質(zhì)量受影響程度越大；相反，頻率越低，建筑物越矮、接納天線與建筑物越

38、遠(yuǎn)，影響越小。因此，選擇基站場地以及架設(shè)天線時，一定要思索到繞射傳播能夠產(chǎn)生的各種不利影響，留意到對繞射傳播起影響的各種要素。3 傳輸線的幾個根本概念 銜接天線和發(fā)射機(jī)輸出端或接納機(jī)輸入端的電纜稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要義務(wù)是有效地傳輸信號能量，因此，它應(yīng)能將發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號功率以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端，或?qū)⑻炀€接納到的信號以最小的損耗傳送到接納機(jī)輸入端，同時它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號，這樣，就要求傳輸線必需屏蔽。 順便指出，當(dāng)傳輸線的物理長度等于或大于所傳送信號的波長時，傳輸線又叫做長線。 3.1 傳輸線的種類 超短波段的傳輸線普通有兩種：平行雙線傳輸線和同軸電纜傳輸線；

39、微波波段的傳輸線有同軸電纜傳輸線、波導(dǎo)和微帶。平行雙線傳輸線由兩根平行的導(dǎo)線組成它是對稱式或平衡式的傳輸線，這種饋線損耗大，不能用于UHF頻段。同軸電纜傳輸線的兩根導(dǎo)線分別為芯線和屏蔽銅網(wǎng)，因銅網(wǎng)接地，兩根導(dǎo)體對地不對稱，因此叫做不對稱式或不平衡式傳輸線。同軸電纜任務(wù)頻率范圍寬，損耗小，對靜電耦合有一定的屏蔽作用，但對磁場的干擾卻無能為力。運用時切忌與有強(qiáng)電流的線路并行走向，也不能接近低頻信號線路。3.2 傳輸線的特性阻抗 無限長傳輸線上各處的電壓與電流的比值定義為傳輸線的特性阻抗，用0 表示。同軸電纜的特性阻抗的計算公式為 。60/rLog ( D/d ) 歐。 式中，D 為同軸電纜外導(dǎo)體銅

40、網(wǎng)內(nèi)徑； d 為同軸電纜芯線外徑； r為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對介電常數(shù)。 通常0 = 50 歐 ，也有0 = 75 歐的。 由上式不難看出，饋線特性阻抗只與導(dǎo)體直徑D和d以及導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù)r有關(guān)，而與饋線長短、任務(wù)頻率以及饋線終端所接負(fù)載阻抗無關(guān)。3.3 饋線的衰減系數(shù) 信號在饋線里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻性損耗外，還有絕緣資料的介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線長度的添加和任務(wù)頻率的提高而添加。因此，應(yīng)合理規(guī)劃盡量縮短饋線長度。 單位長度產(chǎn)生的損耗的大小用衰減系數(shù) 表示，其單位為 dB / m 分貝米，電纜技術(shù)闡明書上的單位大都用 dB / 100 m分貝百米 . 設(shè)輸入到饋線的功率為1 ，從長度為

41、 Lm 的饋線輸出的功率為2 ，傳輸損耗TL可表示為： TL 10 Lg ( 1 /2 ) ( dB ) 衰減系數(shù)為 TL / L ( dB / m ) 例如， NOKIA 7 / 8英寸低耗電纜， 900MHz 時衰減系數(shù)為 4.1 dB / 100 m ，也可寫成 3 dB / 73 m ， 也就是說， 頻率為 900MHz 的信號功率，每經(jīng)過 73 m 長的這種電纜時，功率要少一半。 而普通的非低耗電纜，例如， SYV-9-50-1， 900MHz 時衰減系數(shù)為 20.1 dB / 100 m ，也可寫成3dB / 15 m ，也就是說， 頻率為 900MHz 的信號功率，每經(jīng)過15 m

42、 長的這種電纜時，功率就要少一半！3.4 匹配概念 什么叫匹配？簡單地說，饋線終端所接負(fù)載阻抗L 等于饋線特性阻抗0 時，稱為饋線終端是匹配銜接的。匹配時，饋線上只存在傳向終端負(fù)載的入射波，而沒有由終端負(fù)載產(chǎn)生的反射波，因此，當(dāng)天線作為終端負(fù)載時，匹配能保證天線獲得全部信號功率。如以下圖所示，當(dāng)天線阻抗為 50 歐時，與50 歐的電纜是匹配的，而當(dāng)天線阻抗為 80 歐時，與50歐的電纜是不匹配的。 假設(shè)天線振子直徑較粗，天線輸入阻抗隨頻率的變化較小，容易和饋線堅持匹配，這時天線的任務(wù)頻率范圍就較寬。反之，那么較窄。 在實踐任務(wù)中，天線的輸入阻抗還會遭到周圍物體的影響。為了使饋線與天線良好匹配，

43、在架設(shè)天線時還需求經(jīng)過丈量，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整天線的部分構(gòu)造，或加裝匹配安裝。3.5 反射損耗 前面已指出，當(dāng)饋線和天線匹配時，饋線上沒有反射波，只需入射波，即饋線上傳輸?shù)闹皇窍蛱炀€方向行進(jìn)的波。這時，饋線上各處的電壓幅度與電流幅度都相等，饋線上恣意一點的阻抗都等于它的特性阻抗。而當(dāng)天線和饋線不匹配時，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時，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回去構(gòu)成反射波。例如，在右圖中，由于天線與饋線的阻抗不同，一個為75歐姆，一個為50歐姆，阻抗不匹配，其結(jié)果是3.6 電壓駐波比 在不匹配的情況下, 饋線上同時存在入射波和反射波。在入射

44、波和反射波相位一樣的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅max ，構(gòu)成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅min ，構(gòu)成波節(jié)。其它各點的振幅值那么介于波腹與波節(jié)之間。這種合成波稱為行駐波。 反射波電壓和入射波電壓幅度之比叫作反射系數(shù)，記為 R 反射波幅度 L0 R 入射波幅度 L0 波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波比，記為VSWR 波腹電壓幅度max 1 + RVSWR 波節(jié)電壓輻度min 1 - R終端負(fù)載阻抗L 和特性阻抗0 越接近，反射系數(shù) R 越小，駐波比VSWR 越接近于，匹配也就越好。 3.7 平衡安裝 信號源或負(fù)載或傳輸線，根據(jù)它們對地

45、的關(guān)系，都可以分成平衡和不平衡兩類。 假設(shè)信號源兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱為平衡信號源，否那么稱為不平衡信號源；假設(shè)負(fù)載兩端與地之間的電壓大小相等、極性相反，就稱為平衡負(fù)載，否那么稱為不平衡負(fù)載；假設(shè)傳輸線兩導(dǎo)體與地之間阻抗一樣，那么稱為平衡傳輸線，否那么為不平衡傳輸線。在不平衡信號源與不平衡負(fù)載之間該當(dāng)用同軸電纜銜接，在平衡信號源與平衡負(fù)載之間該當(dāng)用平行雙線傳輸線銜接，這樣才干有效地傳輸信號功率，否那么它們的平衡性或不平衡性將遭到破壞而不能正常任務(wù)。假設(shè)要用不平衡傳輸線與平衡負(fù)載相銜接，通常的方法是在糧者之間加裝“平衡不平衡的轉(zhuǎn)換安裝，普通稱為平衡變換器 。3.7.1 二分之

46、一波長平衡變換器 又稱“形管平衡變換器，它用于不平衡饋線同軸電纜與平衡負(fù)載半波對稱振子之間的銜接。 “形管平衡變換器還有 1:4 的阻抗變換作用。挪動通訊系統(tǒng)采用的同軸電纜特性阻抗通常為50歐，所以在YAGI天線中，采用了折合半波振子，使其阻抗調(diào)整到200歐左右，實現(xiàn)最終與主饋線50歐同軸電纜的阻抗匹配。3.7.2 四分之一波長平衡-不平衡器 利用四分之一波長短路傳輸線終端為高頻開路的性質(zhì)實現(xiàn)天線平衡輸入端口與同軸饋線不平衡輸出端口之間的平衡-不平衡變換。 天線根本知識與運用第一講 天線的根底知識表征天線性能的主要參數(shù)有方向圖，增益，輸入阻抗，駐波比，極化方式等。1.1 天線的輸入阻抗 天線的

47、輸入阻抗是天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值。天線與饋線的銜接，最正確情形是天線輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特性阻抗，這時饋線終端沒有功率反射，饋線上沒有駐波，天線的輸入阻抗隨頻率的變化比較平緩。天線的匹配任務(wù)就是消除天線輸入阻抗中的電抗分量，使電阻分量盡能夠地接近饋線的特性阻抗。匹配的優(yōu)劣普通用四個參數(shù)來衡量即反射系數(shù)，行波系數(shù)，駐波比和回波損耗，四個參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系，運用那一個純出于習(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。普通挪動通訊天線的輸入阻抗為50。駐波比：它是行波系數(shù)的倒數(shù)，其值在1到無窮大之間。駐波比為1，表示完全匹配；駐波比為無窮大表示全反射，完全失配。在

48、挪動通訊系統(tǒng)中，普通要求駐波比小于1.5，但實踐運用中VSWR應(yīng)小于1.2。過大的駐波比會減小基站的覆蓋并呵斥系統(tǒng)內(nèi)干擾加大，影響基站的效力性能?；夭〒p耗：它是反射系數(shù)絕對值的倒數(shù)，以分貝值表示?；夭〒p耗的值在0dB的到無窮大之間，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，無窮大表示完全匹配。在挪動通訊系統(tǒng)中，普通要求回波損耗大于14dB。1.2 天線的極化方式 所謂天線的極化，就是指天線輻射時構(gòu)成的電場強(qiáng)度方向。當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面時，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場強(qiáng)度方向平行于地面時，此電波就稱為程度極化波。由于電波的特性，決議了程度極化傳播的信號在貼近地面時會

49、在大地外表產(chǎn)生極化電流，極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場信號迅速衰減，而垂直極化方式那么不易產(chǎn)生極化電流，從而防止了能量的大幅衰減，保證了信號的有效傳播。因此，在挪動通訊系統(tǒng)中，普通均采用垂直極化的傳播方式。另外，隨著新技術(shù)的開展，最近又出現(xiàn)了一種雙極化天線。就其設(shè)計思緒而言，普通分為垂直與程度極化和45極化兩種方式，性能上普通后者優(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，并同時任務(wù)在收發(fā)雙工方式下，大大節(jié)省了每個小區(qū)的天線數(shù)量；同時由于45為正交極化，有效保證了分集接納的良好效果。其極化分集增益約為5dB，比單極化天線提高

50、約2dB。1.3 天線的增益天線增益是用來衡量天線朝一個特定方向收發(fā)信號的才干，它是選擇基站天線最重要的參數(shù)之一。普通來說，增益的提高主要依托減小垂直面向輻射的波瓣寬度，而在程度面上堅持全向的輻射性能。天線增益對挪動通訊系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)質(zhì)量極為重要，由于它決議蜂窩邊緣的信號電平。添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)都是一個雙向過程，添加天線的增益能同時減少雙向系統(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是相對于點源天線的增益，在各方向的輻射是均勻的；dBd相對于對稱陣子天線的增益dBi=dBd+2.15。一樣的條件下，增益越

51、高，電波傳播的間隔 越遠(yuǎn)。普通地，GSM定向基站的天線增益為18dBi，全向的為11dBi。1.4 天線的波瓣寬度波瓣寬度是定向天線常用的一個很重要的參數(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方向收發(fā)信號才干的一個目的，通常以圖形方式表示為功率強(qiáng)度與夾角的關(guān)系。天線垂直的波瓣寬度普通與該天線所對應(yīng)方向上的覆蓋半徑有關(guān)。因此，在一定范圍內(nèi)經(jīng)過對天線垂直度俯仰角的調(diào)理，可以到達(dá)改善小區(qū)覆蓋質(zhì)量的目的，這也是我們在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中經(jīng)常采用的一種手段。主要涉及兩個方面程度波瓣寬度和垂直平面波瓣寬度。程度平面的半功率角HPlane Half Power beamwidt

52、h45,60,90等)定義了天線程度平面的波束寬度。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，也越容易發(fā)生波束畸變,構(gòu)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挪動程度上改善扇區(qū)交界處的覆蓋，而且相對而言，不容易產(chǎn)生對其他小區(qū)的越區(qū)覆蓋。在市中心基站由于站距小，天線傾角大，該當(dāng)采用程度平面的半功率角小的天線，郊區(qū)選用程度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，偏離主波束方向時信號衰減越快，在越容易經(jīng)過調(diào)整天線傾角準(zhǔn)確控制覆蓋范圍。

53、1.5 前后比(Front-Back Ratio) 闡明了天線對后瓣抑制的好壞。選用前后比低的天線，天線的后瓣有能夠產(chǎn)生越區(qū)覆蓋，導(dǎo)致切換關(guān)系混亂，產(chǎn)生掉話。普通在2530dB之間，應(yīng)優(yōu)先選用前后比為30的天線。第二講 天線的分類與選擇挪動通訊天線的技術(shù)開展很快，最初中國主要運用普通的定向和全向型挪動天線，后來普遍運用機(jī)械天線，如今一些省市的挪動網(wǎng)曾經(jīng)開場運用電調(diào)天線和雙極化挪動天線。由于目前挪動通訊系統(tǒng)中運用的各種天線的運用頻率，增益和前后比等目的差別不大，都符合網(wǎng)絡(luò)目的要求，我們將重點從挪動天線下傾角度改動對天線方向圖及無線網(wǎng)絡(luò)的影響方面，對上述幾種天線進(jìn)展分析比較。2.1 全向天線 全向

54、天線，即在程度方向圖上表現(xiàn)為360都均勻輻射，也就是平常所說的無方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有一定寬度的波束，普通情況下波瓣寬度越小，增益越大。全向天線在挪動通訊系統(tǒng)中普通運用與郊縣大區(qū)制的站型，覆蓋范圍大。 2.2 定向天線 定向天線，在在程度方向圖上表現(xiàn)為一定角度范圍輻射，也就是平常所說的有方向性，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，增益越大。定向天線在挪動通訊系統(tǒng)中普通運用于城區(qū)小區(qū)制的站型，覆蓋范圍小，用戶密度大，頻率利用率高。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)需求選擇不同類型的天線。選擇的根據(jù)就是上述技術(shù)參數(shù)。比如全向站就是采用了

55、各個程度方向增益根本一樣的全向型天線，而定向站就是采用了程度方向增益有明顯變化的定向型天線。普通在市區(qū)選擇程度波束寬度B為65的天線，在郊區(qū)可選擇程度波束寬度B為65、90或120的天線按照站型配置和當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境而定，而在鄉(xiāng)村選擇可以實現(xiàn)大范圍覆蓋的全向天線那么是最為經(jīng)濟(jì)的。2.3 機(jī)械天線 所謂機(jī)械天線，即指運用機(jī)械調(diào)整下傾角度的挪動天線。機(jī)械天線與地面垂直安裝好以后，假設(shè)因網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的要求，需求調(diào)整天線反面支架的位置改動天線的傾角來實現(xiàn)。在調(diào)整過程中，雖然天線主瓣方向的覆蓋間隔 明顯變化，但天線垂直分量和程度分量的幅值不變，所以天線方向圖容易變形。實際證明：機(jī)械天線的最正確下傾角度為15；當(dāng)

56、下傾角度在510變化時，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，其天線方向圖變化較大；當(dāng)機(jī)械天線下傾15后，天線方向圖外形改動很大，從沒有下傾時的鴨梨形變?yōu)榧忓N形，這時雖然主瓣方向覆蓋間隔 明顯縮短，但是整個天線方向圖不是都在本基站扇區(qū)內(nèi)，在相鄰基站扇區(qū)內(nèi)也會收到該基站的信號，從而呵斥嚴(yán)重的系統(tǒng)內(nèi)干擾。另外，在日常維護(hù)中，假設(shè)要調(diào)整機(jī)械天線下傾角度，整個系統(tǒng)要關(guān)機(jī)，不能在調(diào)整天線傾角的同時進(jìn)展監(jiān)測；機(jī)械天線調(diào)整天線下傾角度非常費事，普通需求維護(hù)人員爬到天線安放處進(jìn)展調(diào)整；機(jī)械天線的下傾角度是經(jīng)過計算機(jī)模擬分析軟件計算的實際值，同實踐最正確下傾角度有一定的偏向；機(jī)械天線調(diào)整

57、傾角的步進(jìn)度數(shù)為1，三階互調(diào)目的為-120dBc。2.4 電調(diào)天線 所謂電調(diào)天線，即指運用電子調(diào)整下傾角度的挪動天線。電子下傾的原理是經(jīng)過改動共線陣天線振子的相位，改動垂直分量和程度分量的幅值大小，改動合成分量場強(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強(qiáng)強(qiáng)度同時增大和減小，保證在改動傾角后天線方向圖變化不大，使主瓣方向覆蓋間隔 縮短，同時又使整個方向性圖在效力小區(qū)扇區(qū)內(nèi)減小覆蓋面積但又不產(chǎn)生干擾。實際證明，電調(diào)天線下傾角度在1-5變化時，其天線方向圖與機(jī)械天線的大致一樣；當(dāng)下傾角度在5-10變化時，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，其天線方向圖較機(jī)

58、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，這時天線方向圖外形改動不大，主瓣方向覆蓋間隔 明顯縮短，整個天線方向圖都在本基站扇區(qū)內(nèi)，添加下傾角度，可以使扇區(qū)覆蓋面積減少，但不產(chǎn)生干擾，這樣的方向圖是我們需求的，因此采用電調(diào)天線可以降低呼損，減小干擾。另外，電調(diào)天線允許系統(tǒng)在不停機(jī)的情況下對垂直方向性圖下傾角進(jìn)展調(diào)整，實時監(jiān)測調(diào)整的效果，調(diào)整傾角的步進(jìn)精度也較高為0.1，因此可以對網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)精細(xì)調(diào)整；電調(diào)天線的三階互調(diào)目的為-150dBc，較機(jī)械天線相差30dBc，有利于消除鄰頻干擾和雜散干擾。2.5 雙極化天線 雙極化天線是一種新型天線技術(shù)，組合了+45和-45兩副

59、極化方向相互正交的天線并同時任務(wù)在收發(fā)雙工方式下，因此其最突出的優(yōu)點是節(jié)省單個定向基站的天線數(shù)量；普通GSM數(shù)字挪動通訊網(wǎng)的定向基站三扇區(qū)要運用9根天線，每個扇形運用3根天線空間分集，一發(fā)兩收，假設(shè)運用雙極化天線，每個扇形只需求1根天線；同時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，在挪動通訊網(wǎng)中運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)的效力質(zhì)量。假設(shè)運用雙極化天線，由于雙極化天線對架設(shè)安裝要求不高，不需求征地建塔，

60、只需求架一根直徑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，同時使基站規(guī)劃更加合理，基站站址的選定更加容易。對于天線的選擇，我們應(yīng)根據(jù)本人挪動網(wǎng)的覆蓋，話務(wù)量，干擾和網(wǎng)絡(luò)效力質(zhì)量等實踐情況，選擇適宜本地域挪動網(wǎng)絡(luò)需求的挪動天線：- 在基站密集的高話務(wù)地域，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，基站不密集地域和只需求覆蓋的地域，可以運用傳統(tǒng)的機(jī)械天線。我國目前的挪動通訊網(wǎng)在高話務(wù)密度區(qū)的呼損較高，干擾較大，其中一個重要緣由是機(jī)械天線下傾角度過大，天線下傾角度過大，天線方向圖嚴(yán)重變形。要處理高話務(wù)區(qū)的容量缺乏，必需縮短站距，加大天線下傾角度，