天線功能與工作原理

1、 江蘇靖江亞信電子科技有限公司技術(shù)交流材料 中國聯(lián)通江蘇分公司技術(shù)交流材料江蘇靖江亞信電子科技有限公司二00三年六月十一日目 錄一、天線功能與工作原理 3二、天線的分類 6三、性能指標(biāo)與檢測方法 9四、天線結(jié)構(gòu)和質(zhì)量保證 14五、天線選型原則 20一、天線功能與工作原理用來進(jìn)行無線通訊的手機(jī)和基站，在空中是通過無線電波來傳遞信息的，需要有無線電波的輻射和接收。在無線電技術(shù)設(shè)備中，用來輻射和接收無線電波的裝置稱為天線。天線的功能首先在于輻射和接收無線電波，但是能輻射或接收電磁波的裝置并不一定都能用來作為天線，任何高頻電路，只要不被完全屏蔽，都可以向周圍空間輻射電磁波，或者從周圍空間接收電磁波，但

2、是并非任何高頻電路都能用作天線，因?yàn)檩椛浠蚪邮招视懈哂械?，為了有效地輻射或接收電磁波，天線的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)該滿足一定的要求。例如，像平行雙導(dǎo)線傳輸線這樣的封閉結(jié)構(gòu)就不能用作天線，因?yàn)殡p導(dǎo)線傳輸線在周圍空間激發(fā)的電磁場很微弱，終端開路的平行雙導(dǎo)線傳輸線上的電流呈駐波分布。在兩根互相平行的導(dǎo)線上，電流方向相反，線間距離遠(yuǎn)小于波長，所激發(fā)的電磁場在兩線外部大部分空間中，由于相位相反而相互抵消。如果把兩根導(dǎo)線的末端逐漸張開，輻射就會逐漸增強(qiáng)，當(dāng)兩根線完全張開時(shí)，張開的兩臂短于半波長，上面電流的方向相同，在周圍空中激發(fā)的電磁場在某些方向由于相位關(guān)系而互相抵消，在大部分方向則互相疊加，或者部分疊加、部分抵消

3、，使輻射顯著增強(qiáng)，這樣的結(jié)構(gòu)稱為開放式結(jié)構(gòu)，由末端開路的平行雙導(dǎo)線傳輸線張開而成的天線，就是通常的對稱振子天線。作為基站天線，常常要求天線在水平面內(nèi)向所有方向（一圈360º）均勻地輻射（或?qū)λ蟹较蚓哂型鹊慕邮漳芰Γ?，具有這種特性的天線，叫做全向天線。而對某些基站天線，只要求能覆蓋含有一定角度的一個(gè)扇區(qū)，這種天線叫做定向天線，對這種天線要求只向待定的扇形區(qū)域輻射（或只接收來自特定扇形區(qū)域的無線電波），在其它方向不輻射或輻射很弱（不能接收或接收能力很弱）。也就是說，要求天線具有所謂方向性。如果天線沒有方向性，無線電波呈球形向外均勻輻射，即所謂無方向性天線。此時(shí)，對發(fā)射天線來說，所輻射

4、的功率中只有很少一部分到達(dá)所需要的方向，大部分功率浪費(fèi)在不需要的方向上；對接收天線來說，在接收到所需要的信號同時(shí)，還接收到來自其它方向的干擾和噪聲，甚至使信號完全淹沒在干擾和噪音中。因此，一副好的天線，在有效的輻射或接收無線電波的同時(shí)，還應(yīng)該具有完成規(guī)定任務(wù)而要求的方向特性。天線輻射的是無線電波，接收的也是無線電波，然而，發(fā)射機(jī)通過饋線送入天線的并不是無線電波，接收天線也不能把無線電波直接經(jīng)饋線送入接收機(jī)，其中必須進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在我們以基站為例，分析一下信號的傳輸過程，說明天線的能量轉(zhuǎn)換作用。在發(fā)射端，發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的調(diào)制高頻振蕩電流經(jīng)饋電設(shè)備傳輸?shù)桨l(fā)射天線，饋電設(shè)備可隨頻率和形成的不同，直接

5、傳輸電磁波或?qū)б姶挪?，稱為導(dǎo)波。發(fā)射天線將高頻電流或?qū)РㄞD(zhuǎn)變成無線電波即自由電磁波向周圍空間輻射。在接收端，無線電波通過接收天線轉(zhuǎn)變成高頻電流或?qū)Р?，?jīng)饋電設(shè)備傳送到接收機(jī)。從上述過程可以看出，天線除了能有效地輻射或接收無線電波外，還能完成高頻電流或?qū)Рǖ酵l率無線電波的轉(zhuǎn)換，或者完成無線電波到同頻率的高頻電流或?qū)Рǖ霓D(zhuǎn)換。所以，天線是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器。把天線和發(fā)射機(jī)或接收機(jī)連接起來的饋線系統(tǒng)是無線電設(shè)備的必要組成部分。饋線的形式隨頻率不同而不同，它可以是雙線傳輸線，同軸線，微帶線，也可以是波導(dǎo)等。由于饋線系統(tǒng)和天線的聯(lián)系十分緊密，有時(shí)把天線和饋線系統(tǒng)看成一個(gè)部件，統(tǒng)稱為天線饋線設(shè)備或簡稱天饋

6、設(shè)備。研究天線問題，實(shí)質(zhì)上是研究天線所產(chǎn)生的空間電磁場分布，以及由空間電磁場分布所決定的天線特性?？臻g任一點(diǎn)的電磁場都應(yīng)滿足電磁場方程（麥克斯韋方程）和邊界條件。因此，求解天線問題實(shí)質(zhì)上是求解電磁方程并滿足邊界條件。天線問題實(shí)質(zhì)上是電磁場問題，它的理論基礎(chǔ)是電磁場理論。在這份講義中，只準(zhǔn)備對天線作一些介紹，著重談?wù)劵咎炀€。當(dāng)然談不上敘述如何求解電磁場，如何應(yīng)用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論，以及簡化的數(shù)學(xué)方法，來求解麥克斯韋電磁場方程，從而詳細(xì)地分析天線問題，設(shè)計(jì)天線，優(yōu)化天線性能和結(jié)構(gòu)。要想深入了解天線，研究分析天線，請參考有關(guān)的專門著作。二、天線的分類天線的形式很多，新品層出不窮，千變?nèi)f化。為了便于研究

7、，可以根據(jù)情況進(jìn)行分類。按用途分類，可分為發(fā)射天線、接收天線和收發(fā)共用天線。按使用范圍分類，有電視天線、廣播天線、通信天線、雷達(dá)天線、手機(jī)天線和基站天線等。按天線特性分類，在方向性和增益方面，有強(qiáng)方向性天線或高增益天線，弱方向性天線或低增益天線，定向天線，全向天線，筆形波束天線，扇形波束天線，余割平方波束天線，賦形波束天線等等。在極化特性方面，分為線極化天線，其中包括垂直極化，水平極化，斜極化等，以及圓極化天線，其中包括左旋圓極化和右旋圓極化天線，還有橢圓極化天線等。在頻率特性方面，有窄頻帶天線，寬頻帶天線，超寬頻帶天線，雙頻帶天線和三頻帶天線等。按饋電方式分類，有對稱天線，不對稱天線。按使用

8、波段分類，有長波天線，超長波天線，中波天線，超短波天線，微波天線和毫米波天線等。按天線外形分類，有桿狀天線，平板天線，菱形天線，螺旋天線，喇叭天線，反射面天線等。最近多年來，還開發(fā)出許多新型天線，如單脈沖天線，相控陣天線，微帶天線，自適應(yīng)天線和智能天線等。就基站天線來說，主要使用的天線為定向天線和全向天線。定向天線中，水平面中主波束半功率寬度為650、900、1050等幾種應(yīng)用較多，6部650寬度的天線，或4部900寬度的定向天線，可形成一圈3600的對小區(qū)的完全覆蓋。至于垂直面中主波束半功率波瓣寬度，則隨天線增益要求的變化而不同。定向天線大多采用陣列天線。陣列的單元以采用振子天線形式的居多數(shù)

9、。單極化天線大多數(shù)采用垂直極化。振子可采用桿狀振子，也可采用印刷振子。雙極化天線大部分采用450斜極化交叉振子形式。為了防止雨雪對天線的影響，天線陣上加有天線罩。天線罩采用薄平板式，做成盒蓋狀。通常天線罩的材料是微波透明的，這樣才不至于降低天線的增益，或使天線的波瓣形狀變壞。天線陣的饋電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有優(yōu)良特性，保證微波能量順利從天線輻射到空間中去，而且應(yīng)結(jié)構(gòu)牢固，以保證長期使用的可靠性。這就是說，在天線與接收機(jī)之間或天線與發(fā)射機(jī)之間的饋線設(shè)備，應(yīng)對電路形成良好的匹配，反射波盡量小，因而，駐波比應(yīng)小于1.4，即反射系數(shù)小于0.16。對于寬頻帶工作的情況，阻抗匹配較難，往往把駐波比的要求放松到2以下，

10、即反射系數(shù)小于0.33。至于全向基站天線，大部分用在話務(wù)量不多的小區(qū)中。一般說來，全向天線采用形式是同軸共線天線。這種形式天線結(jié)構(gòu)簡潔，可靠性高，堅(jiān)固耐用。由于地形的變化，有時(shí)需要讓天線主瓣峰值方向向下傾斜一定角度，或向上傾斜一定角度，簡稱為下傾天線或上傾天線。讓波束方向任意改變指向的天線，一種依靠機(jī)械的方法，如改變天線口徑面朝向，叫做機(jī)械掃描。另一種是改變天線口徑面上的波前面，依靠的是改變跨越口徑面上的相位，則叫做電子掃描。相控陣天線是現(xiàn)代天線發(fā)展最快應(yīng)用最廣的一種電子掃描天線。由于相控陣天線成本較高，目前基站天線中應(yīng)用較多的天線是具有固定傾斜角度的下傾或上傾天線。下傾天線電波波前面的改變，

11、是由饋電網(wǎng)絡(luò)中提供相位移而形成的。由于各單元的相位都需要按傾斜角的要求，而作出精確的改變，引起它們輸入阻抗的變化，互阻抗也會發(fā)生變化，所以饋電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)作出相應(yīng)的調(diào)整，以保證良好的阻抗匹配。上傾天線的情況類似?？梢栽谝欢ń嵌确秶鷥?nèi)控制波束指向的天線，叫做電可調(diào)天線。電可調(diào)天線通常在饋電網(wǎng)絡(luò)中裝有可作機(jī)械調(diào)整其移相相位的裝置。由于成本較高，在組網(wǎng)時(shí)，若能事先作出較好設(shè)計(jì)，可以用下傾或上傾天線取代?；咎炀€另一重要指標(biāo)為三階交調(diào)，必須控制好，否則會影響基站的正常工作。相控陣天線的發(fā)展，形成了自適應(yīng)天線。自適應(yīng)天線的發(fā)展，則形成了智能天線。隨著手機(jī)的大量普及，通話量不斷增大，相互分離和避免干擾，愈來愈顯

12、得重要，而非常需要解決這一問題。采用第三代天線，即智能天線，是基站天線發(fā)展的必然趨勢，也是即將采取的一項(xiàng)重要技術(shù)。三、性能指標(biāo)與檢測方法基站天線是基站的重要組成部分。天線電氣性能指標(biāo)的優(yōu)劣直接影響基站的工作性能?；咎炀€的基本作用是能量轉(zhuǎn)換。我們可以設(shè)計(jì)各種天線，以形成所要求的方向性。描述天線能量轉(zhuǎn)換和方向性的電參數(shù)有許多個(gè)，如方向圖，方向系數(shù)，增益、效率、輸入阻抗，輻射電阻，以及頻帶，極化等等。下面將對基站天線的主要性能作一說明，并略述檢測方法。1.方向圖（波瓣）天線輻射或接收無線電波的能力，在空間不同方向上，是不一樣的，即不均勻的，因而形成天線的方向性。為了表示天線的方向特性，規(guī)定出幾種方

13、向性電參數(shù)。我們通常采用天線的輻射方向圖，簡稱為方向圖，來進(jìn)行定量分析和考核。天線方向圖是輻射參量隨空間方向變化的圖形表示。輻射參量可以是輻射的功率密度，場強(qiáng)，相位，也可以是極化。一般情況下，輻射方向圖指遠(yuǎn)區(qū)方向圖，是空間不同方向的二維函數(shù)。通常，我們所應(yīng)用的是天線輻射能量功率通量密度的方向圖。在不作專門說明的情況下，輻射方向圖常常指功率方向圖，或場強(qiáng)方向圖。通常假定天線口徑所在平面為xy平面，口徑面朝向子軸的方向，為俯仰角的余角，從子軸算起，角在xy平面即天線口徑面上，從x軸算起。討論的方向圖為遠(yuǎn)區(qū)方向圖，表示天線在距離相當(dāng)遠(yuǎn)的以天線為中心的大球面上各點(diǎn)福射或接收到的功率的相對比值，是用和表

14、示的二維函數(shù)。在三維坐標(biāo)中，方向圖可表示為一個(gè)三維曲面，這樣的方向圖稱為立體方向圖或空間方向圖。立體方向圖形象直觀，理論上常?？梢杂?jì)算后描繪出來，但實(shí)際上不容易全部測量出來。因此，天線方向圖通常用兩個(gè)互相垂直的主平面內(nèi)的方向圖來表示，稱為主平面方向圖，或主平面波瓣?；咎炀€通常垂直安裝，兩個(gè)主平面取為垂直面和水平面，而稱為垂直波瓣和水平波瓣。波瓣的繪制可以采用極坐標(biāo)，也可以采用直角坐標(biāo)。極坐標(biāo)波瓣較直觀，而直角坐標(biāo)波瓣則較精確，各有所長。波瓣通常用分貝表示，這樣易于讀各點(diǎn)的分貝數(shù)。波瓣形狀可以用波瓣參數(shù)簡單地定量說明。如果波瓣只有一個(gè)主瓣，福射功率的集中程度可以用兩個(gè)主平面中的波瓣寬度來表示。

15、主瓣峰值兩邊的兩個(gè)零點(diǎn)之間的夾角稱為零功率波瓣寬度，水平面中的記為2oE，垂直面中的記為2oH。主瓣峰值兩邊，功率下降到峰值一半，即下降3分貝的兩個(gè)角度之間的夾角，叫做半功率波瓣寬度，記為23dBE或者23dBH。主平面波瓣中，除了主瓣的半功率寬度和零點(diǎn)寬度以外，還有兩個(gè)重要指標(biāo)，即副瓣電平和前后輻射比。副瓣電平，通常指波瓣中最高副瓣峰值小于主瓣峰值的分貝數(shù)。前后輻射比或簡稱前后比，通常指后瓣峰值低于主瓣峰值的分貝數(shù)。2、增益天線增益的定義是，在輸入功率相同的條件下，天線在某方向某點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)平方與點(diǎn)源天線在同方向同一點(diǎn)產(chǎn)生場強(qiáng)平方的比值。通常天線增益均指最大輻射方向的增益。3、方向性系數(shù)對發(fā)

16、射天線來說，方向性系數(shù)是表征天線輻射的能量在空間分布中集中能力的量，定義為在相同輻射功率情況下，天線在給定方向的輻射強(qiáng)度與平均輻射強(qiáng)度的比值。對接收天線來說，方向性系數(shù)是表征天線從空間接收電磁能量的能力，定義為在相同來波場強(qiáng)的情況下，天線在某方向接收時(shí)向負(fù)載（接收機(jī)）輸出的功率與點(diǎn)源天線在同方向接收時(shí)向負(fù)載輸出的功率之比。發(fā)射天線方向性系數(shù)與接收天線方向性系數(shù)雖然含義不同，但數(shù)值上是一樣的。因此，談及天線方向性系數(shù)時(shí)，可以不再區(qū)分是發(fā)射或接收天線方向性系數(shù)。天線效率一般定義為天線的輻射功率與輸入功率之比。因而，天線的增益即等于天線方向性系和天線效率的乘積。當(dāng)天線效率為1時(shí)，增益就等于方向性系數(shù)

17、。4、駐波比駐波比是描述天線傳輸電磁能量能力的一個(gè)指標(biāo)。通常大于1，駐波比越大，說明反射回來的波越多。5、交叉極化天線極化是描述天線輻射電磁場矢量空間指向的參數(shù)。由天電場與磁場有恒定的關(guān)系，一般都以電場矢量的空間指向作為天線輻射電磁波的極化方向。電場矢量在空間的取向固定不變的電磁波叫線極化。有時(shí)以地面為參考，電場矢量方向與地面平行的叫水平極化，與地方垂直的叫垂直極化。當(dāng)電場矢量取向隨時(shí)間而變化，其矢量端點(diǎn)在垂直于傳播方向的平面內(nèi)描繪的軌跡是一個(gè)橢圓，稱為橢圓極化；描繪的是一個(gè)圓，則稱為圓極化。天線可能在非預(yù)定的極化上輻射或接收不需要的極化分量能量，例如，輻射或接收水平極化波的天線，也可能輻射或

18、接收不需要的垂直極化波，這種不需要的極化波，稱為交叉極化。交叉極化又稱為正交極化。6、帶寬通常根據(jù)系統(tǒng)提出的要求和給定的中心頻率，可以設(shè)計(jì)出滿足指標(biāo)要求的天線。但在偏離中心工作頻率時(shí)，天線的某些電性能將會下降，電性能下降到容許值的頻率范圍，叫做天線的頻帶寬度。不同型式天線的電性能對頻率的敏感程度不盡相同。例如，當(dāng)頻率變化時(shí)，一般對稱振子天線的波瓣、增益等參數(shù)變化不大，但它們的輸入阻抗則變化很大，因而匹配程度受頻率變化的影響較大。在一些對波瓣形狀要求不高的系統(tǒng)中，主要解決阻抗帶寬問題。在某些天線陣中，頻率變化會使主瓣指向偏離預(yù)定方向，副瓣電平增高，甚至出現(xiàn)柵瓣，這時(shí)就應(yīng)解決波瓣帶寬問題。基站天線

19、當(dāng)下傾角或上傾角較大時(shí)，會出現(xiàn)這樣的情況，需要專門的設(shè)計(jì)技術(shù)。天線帶寬的表示方法有兩種，一種是絕對帶寬，指天線可實(shí)際工作的頻率范圍，即高端頻率與低端頻率之差。另一種是相對帶寬，是絕對帶寬與中心頻率之比的百分?jǐn)?shù)。至于基站天線性能的檢測，現(xiàn)在也已經(jīng)非常專業(yè)化了。例如，基站天線的駐波比，通常在無微波反射的微波暗室中，用相應(yīng)頻段的網(wǎng)絡(luò)分析儀來測量，只要按操作規(guī)程進(jìn)行，就可以獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果。再如三階交調(diào)，則需用專用的三階交調(diào)檢測儀測量。由于儀器價(jià)格較高，一般廠家并未購買，不具備測量條件，把三階交調(diào)抑制得較低，就無以談起了。波瓣的測量，牽涉到許多電性能參數(shù)。如半功率波瓣寬度，最高副瓣電平，前后比，下傾角

20、等等。下面我們略加討論。我們只談對振幅波瓣的測量。首先，根據(jù)要求確定測量波段和測量精度，選定測量距離和天線架設(shè)高度，安裝好轉(zhuǎn)臺，并把轉(zhuǎn)臺調(diào)到水平，使轉(zhuǎn)臺軸盡可能通過待測天線的相位中心，轉(zhuǎn)動待測天線；使準(zhǔn)備測量其波瓣的平面保持水平，并使發(fā)射天線的極化平面與被測天線極化平面保持一致，調(diào)整好測試儀器后，就可以測量了。由于現(xiàn)在天線測試設(shè)備自動化程度高，往往可以直接測得天線方向圖，其中副瓣電平，半功率波瓣寬度，前后比等，可以自動打印出來。但必須做為準(zhǔn)備工作，以保證測量精度和測試的準(zhǔn)確性。測量完一種極化的波瓣，當(dāng)然可以繼續(xù)測量另一種極化的波瓣。類似地，作出適當(dāng)調(diào)整，可以測出交叉極化。增益的測量通常采用比較

21、法。此時(shí)，需要一個(gè)已知其增益的標(biāo)準(zhǔn)天線，通過比較待測天線相對于標(biāo)準(zhǔn)天線的增益，可以測出待測天線的增益。測量時(shí)，先后把待測天線和標(biāo)準(zhǔn)天線接上信號源，調(diào)整天線，使它們的最大輻射方向分別同接收天線的最大接收方向?qū)?zhǔn)，然后調(diào)整可變衰減器，使兩種情況下接收天線指示器的指示相同，記下由功率計(jì)先后測得的待測天線和標(biāo)準(zhǔn)天線的輸入功率，這樣，就可計(jì)算出待測天線的增益。四、天線結(jié)構(gòu)和質(zhì)量保證一. 天線結(jié)構(gòu)天線一般由這幾部分組成: 輻射體(振子),饋電網(wǎng)絡(luò),連接器,反射板(僅定向天線用),天線罩,附件,安裝支架.1. 定向結(jié)構(gòu):2. 全向天線結(jié)構(gòu):微帶貼片天線結(jié)構(gòu):二. 天線制作工藝及質(zhì)量保證一副好的天線,除了有好

22、的電性能指標(biāo)外,優(yōu)良的天線制作工藝也至關(guān)重要.因此,天線制作工藝是天線電性能指標(biāo)的充分必要條件.就亞信公司天線來講,天線制作工藝分兩大類:零部件制作工藝,裝配工藝,其流程:1. 零部件制作工藝根據(jù)零部件屬性來分, 零部件可分為自制件,外協(xié)件,外購件. 自制件:自己可以制造的零件.外協(xié)件:自己購買原材料,由協(xié)作廠家制造加工的零部件.外購件:直接從外單位購買的零部件.其質(zhì)量控制如下表：名 稱質(zhì) 量 控 制備 注自制件按加工工藝過程卡執(zhí)行按不同的加工方法編制相應(yīng)的加工工藝過程卡，如沖壓，機(jī)加工，焊接等。外協(xié)件原材料檢驗(yàn)單加工工藝過程卡對外協(xié)廠家進(jìn)行不定期的質(zhì)量跟蹤記錄。外購件按有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或相應(yīng)的企

23、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收入庫。如連接器，電纜線，標(biāo)準(zhǔn)件等。通過對零部件的加工方法，加工設(shè)備，加工精度，加工成本等有效的質(zhì)量控制，從而保證合格的零部件入半成品庫。2裝配工藝（從半成品庫成品庫）天線結(jié)構(gòu)一般由輻射體（振子），饋電網(wǎng)絡(luò)，連接器，反射板（僅定向天線用），天線罩，附件等組成那么其裝配工藝也由這些工序過程組成，每道工序都有相應(yīng)的裝配工藝過程卡，過程卡上有相應(yīng)的產(chǎn)品編號，工序過程，操作日期，使用工具，操作人員，檢測人員的記錄，也便于今后對產(chǎn)品質(zhì)量的追溯其質(zhì)量控制如下表：名 稱質(zhì) 量 控 制備 注工序過程裝配工藝過程卡按不同的工序過程記錄相應(yīng)的工藝過程電性能檢測電性能指標(biāo)檢測單如不符合要求，按工序過程逆

24、向追溯機(jī)械性能檢測機(jī)械性能檢測單同上包裝貯存按有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行通過對每道工序過程的逐步質(zhì)量控制，組裝出來的產(chǎn)品合格率高，一致性好因此，優(yōu)良的天線結(jié)構(gòu)工藝才能使好的電性能指標(biāo)得到體現(xiàn)3. 天線主要性能指標(biāo)的質(zhì)量控制 對亞信公司來講, 天線主要性能指標(biāo)我們主要通過優(yōu)化設(shè)計(jì),制造工藝,檢測設(shè)備來進(jìn)行質(zhì)量控制.具體情況如下:(1) 優(yōu)化設(shè)計(jì):亞信公司從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始，就比較注重產(chǎn)品開發(fā)性能指標(biāo)的可靠性，準(zhǔn)確性。通過設(shè)計(jì)制作樣機(jī)、調(diào)試、測試等一系列工作，調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，反復(fù)調(diào)試、測試，使得我們的天線性能指標(biāo)達(dá)到最佳狀態(tài)，為今后批量化生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。就目前來講，亞信公司天線設(shè)計(jì)工具有：Ansof

25、t Ensemble8.0 Ansoft HFSS, Serenade HPADS, Zeland IE3D 自主開發(fā)的天線設(shè)計(jì)軟件 與國內(nèi)多所大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)的技術(shù)合作。(2) 制造工藝:亞信公司從原材料采購，零部件制作，到整個(gè)天線裝配入庫，要經(jīng)過幾十道工序，每道工序都嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。其質(zhì)量控制見“天線制作工藝及質(zhì)量保證”部分，保證每道工序做出合格的產(chǎn)品，做到對不合格品的追溯。對于一般的性能指標(biāo)如駐波(VSWR)，隔離度等指標(biāo)可通過制造工藝來進(jìn)行質(zhì)量控制，而對于三階互調(diào)的質(zhì)量控制主要是：選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，采用合理的工藝；保證焊點(diǎn)的一致性，采用專用焊接裝備(如恒溫烙鐵)；保證裝配的一致性，采

26、用專用裝配工具(如力矩扳手等)；對關(guān)鍵元器件，如饋線、連接器等，選擇三階互調(diào)低的產(chǎn)品；保持工作環(huán)境干凈。使得三階互調(diào)IM3-150dBc（20瓦的載波功率下）。(2) 性能指標(biāo)的檢測：電性能檢測電性能指標(biāo)使 用 設(shè) 備駐波比HP矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 （進(jìn)口）隔離度三階互調(diào)(20W)無源互調(diào)分析儀（進(jìn)口）方向圖水平面波束寬度三維方向圖測試系統(tǒng)垂直面波束寬度增益前后比上側(cè)第一副瓣零填充電子下傾角機(jī)械性能檢測：機(jī)械性能使 用 設(shè) 備低溫試驗(yàn)高低溫試驗(yàn)箱高溫試驗(yàn)高低溫試驗(yàn)箱沖擊試驗(yàn)沖擊碰撞設(shè)備碰撞試驗(yàn)沖擊碰撞設(shè)備振動試驗(yàn)電磁振動臺汽車運(yùn)輸試驗(yàn)汽車裝有1/3的額定超載負(fù)荷，以20-40km/h的進(jìn)度行使。恒定

27、濕熱試驗(yàn)恒溫恒濕試驗(yàn)設(shè)備風(fēng)載試驗(yàn)在自然環(huán)境中驗(yàn)證冰負(fù)荷試驗(yàn)在自然環(huán)境中驗(yàn)證淋雨試驗(yàn)淋雨試驗(yàn)臺鹽霧試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)設(shè)備五、天線選型原則常用基站天線（GSM900MHz）垂直極化： 30° （gain：21dBi、18dBi） 65° （gain：18dBi、15.5dBi、12.5dBi） 90 °（gain：17dBi、 15.5dBi、 14dBi） 105 °（gain：16.5dBi） 120 °（gain：16dBi） 360 °（gain：11dBi）+45 °/-45 °極化： 30°（gain：

28、21dBi、18dBi） 65 °（gain：18dBi、15.5dBi） 90 °（gain：17dBi、15.5dBi、 13.5dBi、） 105 °（gain：16.5dBi、 13.5dBi ） 120 °（gain：16dBi）常用基站天線（GSM1800MHz）垂直極化： 65°（gain：18dBi、15.5dBi）360°(gain：12dBi)+45°/-45°極化： 65°（gain：18dBi、15.5dBi）常用基站天線（GSM800MHz）垂直極化： 30°（gain

29、：20.5dBi、17.5dBi） 65°（gain：18dBi、 17dBi 、15dBi、12dBi） 90 °(gain：17dBi、15dBi、13dBi） 105 °（gain：16.5dBi） 120 °（gain：16dBi） 360 °（gain：11dBi）+45 ° /-45 °極化： 30°（gain：20.5dBi、17.5dBi） 65 °（gain：17.5dBi、16.5dBi、 15dBi ） 90 °（gain：16.5dBi、 15dBi 、 13dBi ）

30、105 °（gain：16.5dBi、 13.5dBi ） 120 °（gain： 15.5dBi ）市區(qū)基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：基站分布較密，要求單基站覆蓋范圍小，希望盡量減少越區(qū)干擾，提高頻率復(fù)用率。1、極化方式：由于市區(qū)基站選址困難，天線安裝空間受限，一般選用雙極化天線。2、方向性：市區(qū)主要考慮減少相鄰小區(qū)干擾，一般選用定向天線。3、半功率波束寬度：為控制小區(qū)的覆蓋范圍、抑制干擾，一般選用水平半功率波束寬度為6065°的天線。4、天線增益：由于市區(qū)一般不要求大的覆蓋范圍，同時(shí)為減少天線體積和重量，有利于安裝和降低成本，建議選用中等增益的天線（15dBi左右

31、）。5、預(yù)置下傾角和零填充：市區(qū)天線一般都要設(shè)置一定的下傾角，因此為增大以后的下傾角調(diào)整范圍，可以選擇具有固定電子下傾角的天線（建議選用3° 6°）。由于市區(qū)基站覆蓋距離較小，零填充特性可以不作要求。6、下傾角調(diào)整范圍：在市區(qū)出于控制干擾的原因，需要將天線的下傾角調(diào)得較大，電調(diào)天線在下傾角的調(diào)整方面不會有問題；但對機(jī)械下傾天線，需選擇下傾角調(diào)整范圍更大的天線。 當(dāng)下傾角的設(shè)置超過垂直面半功率波束寬度的一半時(shí)，需要考慮上側(cè)副瓣的影響。此時(shí)，建議采用上側(cè)副瓣抑制的賦形技術(shù)天線。農(nóng)村基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：基站分布稀疏，話務(wù)量較少，覆蓋要求廣。解決覆蓋，是其主要目標(biāo)。1、極化方

32、式：從發(fā)射信號的角度，在較為空曠地方垂直極化天線比其他極化天線效果更好。從接收的角度，采用雙極化天線進(jìn)行極化分集接收時(shí)，分集增益不如空間分集。因此，農(nóng)村一般采用垂直極化天線。2、方向性：農(nóng)村話務(wù)分布比較分散，話務(wù)量相對較少，為滿足基站周圍的覆蓋，一般采用全向天線；由于全向天線的增益較小，如果要求更遠(yuǎn)的覆蓋距離，則需采用定向天線，一般采用水平面波束寬度為90°、 105°、 120°的定向天線。采用全向天線時(shí)，為避免塔體對覆蓋的影響，可采用雙發(fā)天線的配置，此時(shí)，需通過功分器把發(fā)射信號分配到兩個(gè)天線上。3、天線增益：由農(nóng)村主要考慮覆蓋范圍和覆蓋距離，一般選用較高增益（

33、16 18dBi）的定向天線或9 11dBi的全向天線。4、預(yù)置下傾角及零填充：在農(nóng)村以覆蓋為主的地方，一般不采用預(yù)置下傾角天線；但天線掛高在50米以上且近端有覆蓋要求時(shí)，可優(yōu)先選用零填充的天線，以避免塔下黑的問題。5、下傾方式：農(nóng)村地區(qū)對天線的下傾調(diào)整不多，其下傾角的調(diào)整范圍及特性要求不高，建議使用價(jià)格較便宜的機(jī)械下傾天線。郊區(qū)基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：介于城市與農(nóng)村之間，有的地方更接近城市，基站數(shù)量不少，覆蓋和干擾控制都要考慮；有的地方接近農(nóng)村，覆蓋是主要因素。因此，郊區(qū)的情況差別很大，可以根據(jù)需要的覆蓋面積來選擇天線類型：1、根據(jù)情況選擇水平面半功率波束寬度為65°或90 &#

34、176;的中、高增益天線。若周圍基站分布很密，可參考城區(qū)基站的天線的選擇原則；若周圍基站分布較少，且將來擴(kuò)容潛力不大，則參考農(nóng)村基站的天線的選擇原則，優(yōu)先采用水平面半功率波束寬度為90 °的天線；2、考慮到將來的平滑升級，不建議采用全向站型；3、是否采用預(yù)置下傾角應(yīng)根據(jù)具體情況來定。公路、鐵路覆蓋基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：話務(wù)量低、用戶高速移動，重點(diǎn)解決的是覆蓋問題。不同的公路環(huán)境差別很大，大致可分為以下情況：1、帶狀覆蓋：只要覆蓋公路沿線，采用雙向小區(qū)；2、公路兼顧?quán)l(xiāng)鎮(zhèn)：采用三向、全向小區(qū)；3、山區(qū)公路兼顧?quán)l(xiāng)鎮(zhèn)：地形復(fù)雜、多變，需在充分勘察的基礎(chǔ)上對各段公路靈活規(guī)劃，一般選擇高處建站，站型靈活配置。天線選擇原則：1、方向性：以覆蓋公、鐵路沿線為目標(biāo)的基站，采用窄波束高增益的定向天線（兩扇區(qū)配置）或高增益（14dBi）的8字形天線，最好具有零點(diǎn)填充。如要兼顧沿線的村莊，可采用全向或變形全向天線（210°220 ° ），如8字形或心形天線；2、極化方式：建議采用垂直單極化天線。3、天線增益：定向天線增益可選擇17dBi 18.5dBi ，全向天線增益選擇11dBi。若用來補(bǔ)盲，根據(jù)需要選擇較低增益天線。4、預(yù)置下傾角及零填充：由于預(yù)置下傾角會影響到基站