TZBT06C11天線基本原理53課件

TZ_BT06_C1_1天線基本原理TD&W&PCS無(wú)線團(tuán)隊(duì)課程內(nèi)容天線基本原理基站天饋結(jié)構(gòu)天線7/16接頭1/2“跳線7/8“電纜

接地卡口1/2“跳線機(jī)柜避雷器接地卡口天線基本原理增益注意：天線只是無(wú)源傳輸器件，不能放大能量！增益是指：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)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密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天線基本原理Wavelength1/2Wavelength1/4Wavelength1/4Wavelength1/2WavelengthDipole

1900MHz：166mm

800MHz：333mm

對(duì)稱振子是一種經(jīng)典的、迄今為止使用最廣泛的天線，單個(gè)半波對(duì)稱振子可簡(jiǎn)單地單獨(dú)立地使用或用作為拋物面天線的饋源，也可采用多個(gè)半波對(duì)稱振子組成天線陣。兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱振子。每臂長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)、全長(zhǎng)為二分之一波長(zhǎng)的振子，稱半波對(duì)稱振子。天線基礎(chǔ)－半波振子(Dipoles)天線基本原理半波振子理想點(diǎn)源（無(wú)耗均勻輻射器）0dBd=2.15dBi2.15dB常用單位：dBd和

dBidBi：表示天線在最大輻射方向場(chǎng)強(qiáng)相

對(duì)于全向輻射器的參考值。dBd:表示天線在最大輻射方向場(chǎng)強(qiáng)相對(duì)于半波振子的參考值兩者有一個(gè)固定的差值：dBi=dBd+2.15天線基本原理增益天線增益實(shí)例天線基本原理BaseStationTransmitter(20watts)ConverttodBm10Log(20)+30=+43dBmjumperHeliaxCablejumper-0.5dB-0.5dB-3dBAntennaGain=+18dBiAntInputPower=+39dBmEiRP=+39+18=+57dBmEIRP（有效輻射功率）實(shí)例工作頻段(FrequencyRange)天線的工作頻段必須與所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的頻段相對(duì)應(yīng)，從降低帶外干擾信號(hào)的角度考慮，所選天線的帶寬剛好滿足頻帶要求即可。工作帶寬（BANDWIDTH）=896-824=72MHzOptimum1/2wavelengthfordipoleat860MHzat896MHzAntennaDipoleat824MHz示例：CDMA800MHz

系統(tǒng)天線的工作帶寬天線基本原理天線的工作帶寬GSM900:890-960MHzGSM1800:1710-1880MHzGSM雙頻

:890-960MHz&1710-1880MHzCDMA450Ｍ:450-468MHzGOTA800M：806-866MHzCDMA800Ｍ:824-896MHzCDMA1900Ｍ:1850-1990MHzTD-SCDMA:2010-2025MHZ天線基本原理輸入阻抗(Impedance)50

Cable

50ohmsAntenna

50ohms 天線基本原理天線基本原理電壓駐波比(VSWR)電壓駐波比VSWR:微波傳輸線的阻抗必須與天線的輸入阻抗匹配否則就會(huì)有反射波產(chǎn)生，流向信號(hào)源由反射波和入射波合成而產(chǎn)生的稱為－駐波駐波信號(hào)振幅的最大值與最小值之比稱為－電壓駐波比VSWR它是行波系數(shù)的倒數(shù)，其值在1到無(wú)窮大之間。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1.3。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，影響基站的服務(wù)性能。天線分集方式空間分集空間分集：當(dāng)兩個(gè)接收天線間隔一定距離，就可接收到具有不同衰落包絡(luò)的同一個(gè)信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)系數(shù)小于0.7，就可滿足分集接收要求?？臻g分集對(duì)天線安裝提出了要求：D>10λh/D≤11h是天線高度，D是天線間隔。空間分集天線僅采用在水平方向有間隔。極化分集極化分集：每個(gè)載頻的每個(gè)扇區(qū)使用一個(gè)45°雙極化天線就可以完成分集接收。兩個(gè)相互垂直的45°極化是正交極化，有較好的分集接收能力。天線基本原理V/H(Vertical/Horizontal)Slant(+/-45°)天線基本原理極化方式(Polarization)極化方式(Polarization)單極化天線多采用垂直線極化雙極化天線多采用45雙線極化天線基本原理天線極化方式的選取原則在城區(qū)，基站數(shù)目較多，每個(gè)基站的覆蓋半徑較小，考慮到安裝方便，加上城區(qū)基站調(diào)整可能性比較大，為了保證分集效果，建議采用雙極化天線。在郊區(qū)和農(nóng)村，基站數(shù)目較少，每個(gè)基站覆蓋半徑較大，采用空間分集對(duì)接收效果略有改善，可以采用空間分集的單極化天線。通常情況下，如果沒(méi)有特殊要求，建議全部選用雙極化天線，對(duì)施工和后續(xù)的調(diào)整都比較有利。天線基本原理發(fā)射天線的基本功能之一是把從饋線取得的能量向周圍空間輻射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向輻射。但實(shí)際中的天線輻射圖都比較復(fù)雜，稱之為天線方向圖。天線基本原理方向圖（Pattern）120°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB10dBBeamwidth60°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB3dBBeamwidth方向圖通常都有兩個(gè)或多個(gè)瓣，其中輻射強(qiáng)度最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣。

在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強(qiáng)度降低3dB（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）。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)。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（功率密度降至十分之一）的兩個(gè)點(diǎn)間的夾角。天線基本原理波束寬度（半功率角）水平波瓣3dB寬度定向天線：65°/90°/105°/120°全向天線：360°天線基本原理水平波瓣寬度和垂直波瓣寬度（續(xù)）在天線的水平面（垂直面）方向圖上，相對(duì)于主瓣最大點(diǎn)功率增益下降3dB的兩點(diǎn)之間所張的角度，定義為天線的水平（垂直）波瓣寬度（3dB寬度，可以有其它的定義方式）。天線輻射的大部分能量都集中在波瓣寬度內(nèi)，波瓣寬度的大小反映了天線的輻射集中程度。全向天線的水平波瓣寬度為360，定向天線的水平波瓣寬度有20、30、65、90、105、120、180等，常用65、90；天線的垂直波瓣寬度一般在3～80之間，基站采用較多的是5～18的天線。天線的增益和水平及垂直波瓣寬度密切相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，天線的波瓣寬度越小，其增益越大，在確定這三個(gè)參數(shù)時(shí)，需一起考慮。天線基本原理水平和垂直波瓣寬度的選取原則對(duì)不同傳播環(huán)境、不同地形地貌，天線的水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度一般可遵循下面的原則選?。核讲ò陮挾葘?duì)基站數(shù)目較多、覆蓋半徑較小、話務(wù)分布較大的區(qū)域，水平波瓣寬度應(yīng)選得小一點(diǎn)。對(duì)覆蓋半徑較大，話務(wù)分布較少的區(qū)域，水平波瓣寬度應(yīng)選得大一些。垂直波瓣寬度對(duì)地形平坦，建筑物稀疏，平均高度較低的區(qū)域，垂直波瓣寬度可選得小一點(diǎn)。對(duì)地形復(fù)雜、落差大的區(qū)域，垂直波瓣寬度可選得大一些。天線基本原理水平和垂直波瓣寬度的選擇建議3水面（大的湖泊、海面等）、戈壁灘、沙漠定向基站：如果要求覆蓋的區(qū)域比較開(kāi)闊，考慮選用水平波瓣寬度為90或105，垂直波瓣寬度為5～7的天線，天線增益在14～18dBi之間；如果要求覆蓋距離比較遠(yuǎn)但寬度不太大（如狹長(zhǎng)湖面，地形影響等），可考慮采用65等窄波束天線。全向基站：選用垂直波瓣寬度為5～7，增益在9～12dBi之間的天線。天線基本原理水平和垂直波瓣寬度的選擇建議4公路、鐵路等狹長(zhǎng)地帶：取決于需覆蓋區(qū)域的距離和形狀如果路線較直，可以選用水平波瓣寬度為20～30，垂直波瓣寬度為5～7的高增益天線。如果路線彎曲幅度較大，根據(jù)具體情況可選用水平波瓣寬度為65、90甚至更大,垂直波瓣寬度為5～7的天線。天線基本原理水平和垂直波瓣寬度的選擇建議5地形復(fù)雜、落差較大的區(qū)域，分為兩種情況天線架高高于覆蓋區(qū)：可根據(jù)具體情況選垂直波瓣寬度為10～18的天線。大片需要覆蓋的區(qū)域高于天線的架設(shè)高度：根據(jù)具體情況選18～30大垂直波瓣寬度的天線。天線基本原理水平和垂直波瓣寬度的選擇建議6低頻系統(tǒng)，天線尺寸比較大天線水平波瓣寬度的選取可遵循前面的原則，垂直波瓣寬度可以在前面建議的基礎(chǔ)上適當(dāng)放寬。如果按照前面規(guī)范需要選用垂直波瓣比較小的天線，而實(shí)際只能提供垂直波瓣比較大的天線，在基站密集的城區(qū)，應(yīng)選用帶電下傾的天線。天線基本原理下傾角（DownTilt）機(jī)械下傾固定電子下傾可調(diào)電子下傾天線基本原理天線下傾方式天線下傾方式分為機(jī)械下傾和電下傾，而電下傾方式又可分為固定電下傾和可調(diào)電下傾。機(jī)械下傾天線只在架設(shè)時(shí)傾斜天線，價(jià)格較便宜，多用于下傾角度小于10的環(huán)境。電下傾天線價(jià)格較貴，其下傾角度范圍較大（可大于10），下傾角度較大時(shí)天線方向圖無(wú)明顯畸變，天線后瓣也將同時(shí)下傾。對(duì)于要求下傾角比較大的情況，多采用小角度的固定電下傾天線加上機(jī)械下傾方案。天線基本原理不下傾電調(diào)下傾機(jī)械下傾下傾角（DownTilt）天線基本原理天線基本原理下傾角（DownTilt）天線下傾方式選取以下幾種環(huán)境可以采用電下傾天線：需覆蓋范圍特別小的城區(qū)站點(diǎn)，所需下傾角很大，采用電下傾天線減少對(duì)相鄰小區(qū)的干擾。城區(qū)較高站點(diǎn)，為減少對(duì)相鄰小區(qū)的干擾，選擇上旁瓣抑制和第一下零點(diǎn)填充較好，且?guī)Т蠼嵌入娤聝A或可調(diào)電下傾天線。相對(duì)周圍比較高的站點(diǎn)（如山頂站點(diǎn)、江邊站點(diǎn)等），為控制覆蓋范圍，可以選用電下傾天線。很高的全向站，應(yīng)根據(jù)不同情況選擇帶電下傾的天線。天線基本原理主瓣最大值與后瓣最大值之比F/B=10log(前向功率/后向功率）typically：25dB

后向功率前向功率天線基本原理前后比（FronttoBackRatio）上旁瓣抑制與零點(diǎn)填充天線基本原理上副瓣抑制(dB)天線基本原理旁瓣（Sidelobes）天線基本原理零點(diǎn)填充上旁瓣抑制和零點(diǎn)填充天線主瓣上面的旁瓣不僅浪費(fèi)了天線輻射的能量，而且會(huì)對(duì)相鄰小區(qū)形成干擾，這些旁瓣應(yīng)該盡量抑制，尤其是較大的第一副瓣。天線主瓣下面的旁瓣需要對(duì)周圍區(qū)域形成有效覆蓋，需要對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行填充。主瓣上面的第一旁瓣電平應(yīng)小于－18dB主瓣下面的第一零點(diǎn)電平應(yīng)大于－20dB第一上旁瓣第一下零點(diǎn)天線基本原理7/16”DINN型SMADIN接頭優(yōu)點(diǎn):改善互調(diào)產(chǎn)物,可比N型插頭多承受4倍的功率,一致且最優(yōu)的電壓駐波比性能。天線基本原理結(jié)構(gòu)參數(shù)－接頭座型式天線基本原理機(jī)械參數(shù)－天線抱桿DCGround天線基本原理機(jī)械參數(shù)－防雷天線基本原理室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選用原則室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選用主要基于以下原則：既要滿足所要求的室內(nèi)覆蓋效果，又要盡量減少對(duì)室外的覆蓋，避免造成干擾。天線要求美觀，形狀、顏色、尺寸和室內(nèi)的環(huán)境要和諧。室內(nèi)分布系統(tǒng)天線—吸頂天線吸頂天線是一種全向天線，主要安裝在房間、大廳、走廊等場(chǎng)所的天花板上，其增益一般都在2～5dBi之間，水平波瓣寬度為360，垂直波瓣寬度65左右。吸頂天線增益小，外形美觀，安裝在天花板上，室內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)分布比較均勻，在室內(nèi)天線選擇時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用。吸頂天線應(yīng)盡量安裝在室內(nèi)正中間的天花板上，避免安裝在窗戶、大門等信號(hào)比較容易泄漏到室外的開(kāi)口旁邊。天線基本原理室內(nèi)分布系統(tǒng)天線—壁掛式天線壁掛板狀天線是一種定向天線，主要安裝在房間、大廳、走廊等場(chǎng)所的墻壁上壁掛天線的增益一般在6～10dBi之間，水平波瓣寬度有65、45等多種，垂直波瓣寬度在70左右。多用在一些比較狹長(zhǎng)的室內(nèi)空間，天線安裝時(shí)前方較近區(qū)域不能有物體遮擋，且不要正對(duì)窗戶、大門等信號(hào)比較容易泄漏到室