室內(nèi)分布系統(tǒng)及無源器件年北分培訓(xùn)

1、室內(nèi)分布系統(tǒng) 及無源器件(qjin)簡介 2010年北分培訓(xùn)(pixn)共九十二頁室內(nèi)分布(fnb)系統(tǒng)及無源器件簡介室內(nèi)分布系統(tǒng)簡介室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)(shj)原則室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)簡介共九十二頁室內(nèi)分布(fnb)系統(tǒng)簡介 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)近幾年在全國(qun u)各地的移動(dòng)通信運(yùn)營商中得到了廣泛應(yīng)用。 什么是室內(nèi)分布系統(tǒng)共九十二頁室內(nèi)分布(fnb)系統(tǒng)簡介室內(nèi)盲區(qū)大型建筑、停車場、辦公樓、賓館和公寓等。話務(wù)量高的大型室內(nèi)場所 車站、機(jī)場、商場、體育館、購物中心等，增加微蜂窩建立分層結(jié)構(gòu)。發(fā)生頻繁切換(qi hun)的室內(nèi)場所高層建筑的頂部，收到多個(gè)基

2、站的功率近似的信號。 共九十二頁室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)簡介 覆蓋方面 由于建筑物自身的屏蔽和吸收(xshu)作用，造成了無線電波較大的傳輸衰耗，形成了移動(dòng)信號的弱場強(qiáng)區(qū)甚至盲區(qū); 容量方面 建筑物諸如大型購物商場、會議中心，由于移動(dòng)電話使用密度過大，局部網(wǎng)絡(luò)容量不能滿足用戶需求，無線信道發(fā)生擁塞現(xiàn)象; 質(zhì)量方面 建筑物高層空間極易存在無線頻率干擾，服務(wù)小區(qū)信號不穩(wěn)定，出現(xiàn)乒乓切換效應(yīng)，話音質(zhì)量難以保證，并出現(xiàn)掉話現(xiàn)象。共九十二頁室內(nèi)分布(fnb)系統(tǒng)簡介網(wǎng)絡(luò)(wnglu)組成共九十二頁室內(nèi)分布(fnb)系統(tǒng)簡介信源信 號 分 布共九十二頁室內(nèi)分布(fnb)系統(tǒng)簡介共九十二頁室內(nèi)分布系統(tǒng)(x

3、tng)簡介信源特點(diǎn)(tdin)信源：微蜂窩或基站特點(diǎn)：可增加容量可利用信源功率可獲得純凈的信號，不易干擾信源：直放站放大宏蜂窩信號特點(diǎn)：不占用傳輸路由對于小型室內(nèi)覆蓋可快速完成綜合成本低可轉(zhuǎn)移用戶共九十二頁室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)簡介共九十二頁室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)簡介共九十二頁室內(nèi)分布系統(tǒng)(xtng)設(shè)計(jì)原則共九十二頁室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程通常分以下幾步：收集、整理建筑平面圖。現(xiàn)場勘查(kn ch)，并收集機(jī)房位置、豎井位置等信息。確認(rèn)覆蓋要求。各運(yùn)營商有不同的設(shè)計(jì)原則，且不同樓宇有不同的覆蓋要求。確定天線點(diǎn)位置及發(fā)射功率。根據(jù)確定位置及功率繪制系統(tǒng)

4、圖，出設(shè)計(jì)草案。根據(jù)設(shè)計(jì)草案對現(xiàn)場情況進(jìn)行模擬測試。根據(jù)模測情況修改設(shè)計(jì)草案。整理最終方案。共九十二頁室內(nèi)分布系統(tǒng)(xtng)設(shè)計(jì)原則收集、整理建筑平面圖。所需平面圖要包括以下信息： 各建筑單位尺寸、形狀。 各區(qū)域(qy)的用途，如辦公區(qū)、庫房等。 平層內(nèi)各線槽或可布線路由。 共九十二頁室內(nèi)分布系統(tǒng)(xtng)設(shè)計(jì)原則現(xiàn)場勘查，并收集機(jī)房位置、豎井位置等信息。所需收集以下(yxi)信息： 機(jī)房位置。 豎井位置及走線位置。 各布線路由是否可行。 天花板材質(zhì)。 各中墻體材質(zhì)及結(jié)構(gòu)。 周邊環(huán)境 共九十二頁室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則確認(rèn)(qurn)覆蓋要求。各運(yùn)營商有不同的設(shè)計(jì)原則，且不同樓宇

5、有不同的覆蓋要求。以移動(dòng)公司07年要求為例：覆蓋達(dá)標(biāo)：大部分區(qū)域（90）信號強(qiáng)度大于-85dbm，且地下層和電梯內(nèi)信號電平大于-94dbm，所有區(qū)域質(zhì)差比（通話等級 57）小于10。覆蓋基本達(dá)標(biāo)：大部分區(qū)域（90）覆蓋達(dá)標(biāo)，但地下層或電梯內(nèi)信號強(qiáng)度小于-94dbm或質(zhì)差比（通話等級 57）10%；局部區(qū)域（1020）信號強(qiáng)度小于-85dbm；覆蓋強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，質(zhì)差比（通話等級 57）10%20%。覆蓋不達(dá)標(biāo)：大部分區(qū)域（20）信號強(qiáng)度小于-85dbm；覆蓋強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，質(zhì)差比（通話等級 57）20%。共九十二頁室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)(shj)原則確定天線(tinxin)點(diǎn)位置及發(fā)射功率。共九十二頁室內(nèi)(s

6、h ni)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則確定天線(tinxin)點(diǎn)位置及發(fā)射功率。共九十二頁室內(nèi)分布(fnb)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則根據(jù)確定位置(wi zhi)及功率繪制系統(tǒng)圖，出設(shè)計(jì)草案。共九十二頁室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則根據(jù)設(shè)計(jì)草案對現(xiàn)場情況進(jìn)行模擬測試。根據(jù)模測情況修改(xigi)設(shè)計(jì)草案。整理最終方案。共九十二頁室內(nèi)分布(fnb)系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁1.功分器2.耦合器3.3dB電橋(din qio)4.濾波器5.天線6.饋線室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用(chn yn)的無源器件共九十二頁功分器: 功分器全稱 “功率分配(fnpi)器”，屬于能量分配(fnpi)器件,可將能量等分成2路、3路或4路輸

7、出。功分器由微帶線、帶狀線或同軸線制成，利用多段阻抗變換器原理達(dá)到足夠的帶寬。功分器規(guī)格是根據(jù)輸出端口的數(shù)量進(jìn)行劃分的，室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用到的功分器有一分二、一分三、一分四等幾種規(guī)格，它們每一路輸出信號的功率分別等于輸入信號功率的1/2、1/3和1/4。另有不等分功分器，一般使用較少。室內(nèi)分布工程采用的功分器必須具有寬帶性能，頻段范圍為8002500MHz，基本滿足現(xiàn)有無線通信信號的覆蓋要求。隨著數(shù)字集群和WIFI信號的逐漸商用，對公分器的頻段范圍也提出了更寬的要求：7903500MHz。室內(nèi)分布(fnb)系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁左圖中藍(lán)色部分為經(jīng)過三級阻抗變換的微帶線；綠色部分為羅杰斯

8、介質(zhì)板，具有(jyu)特定的介電常數(shù)。各端口輸出能量是輸入能量的1/2，即-3dB。室內(nèi)分布系統(tǒng)(xtng)中常用的無源器件微帶二功分器: 共九十二頁在不同寬度微帶線的節(jié)點(diǎn)處需要焊接隔離電阻(dinz)，圖中沒有標(biāo)明各端口輸出能量是輸入能量的1/3，即-4.8dB。室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)中常用的無源器件微帶三功分器: 共九十二頁四功分在實(shí)現(xiàn)形式上相當(dāng)于3個(gè)二功分各端口輸出(shch)能量是輸入能量的1/4，即-6dB 。室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)中常用的無源器件微帶四功分器: 共九十二頁腔體功分器使用銅制鍍銀(d yn)圓柱形同軸傳輸線，具用承受功率大的特點(diǎn)，但由于沒有隔離電阻，其端口隔離

9、度幾乎為0dB.室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用(chn yn)的無源器件腔體功分器: 共九十二頁左圖中白色部分為三級阻抗(zkng)變換的同軸傳輸線，黃色部分為接頭的插針。每一節(jié)傳輸線長度為波長的1/4室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用(chn yn)的無源器件腔體功分器: 共九十二頁功分器的應(yīng)用：功分器屬于能量分配器件，可將饋線中 傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行功率等分，對于基站下行信號，功分器為功率分配器，對于基站上行(shngxng)信號，功分器為功率合成器。微帶功分器有良好的端口隔離度，但不能承受大功率信號的沖擊，故多在小功率覆蓋工程、隔離度要求較高的條件下使用。腔體功分器彌補(bǔ)了大功率的需求，而且插入損耗略小于微帶功分器，在隔離

10、度要求不高的信號覆蓋工程得到廣泛應(yīng)用。室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用(chn yn)的無源器件共九十二頁參數(shù)指標(biāo)備注類型二功分器三功分器四功分器插入損耗0.2dB0.2dB0.2dB不含分配損耗分配損耗3 dB4.80dB6.0 dB帶內(nèi)平坦度0.3 dB工作頻段800MHz2500MHz特征阻抗50駐波比1.3功率容量200W接頭形式N-K（鍍銀）工作溫度-30+65功分器技術(shù)指標(biāo)：室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用(chn yn)的無源器件共九十二頁無源器件主要技術(shù)指標(biāo)：工作頻帶：滿足指標(biāo)要求的工作頻率范圍，網(wǎng)絡(luò)(wnglu)優(yōu)化工程的頻帶 800MHz2500MHz。插入損耗：系統(tǒng)因加入功分器后的單路損耗，一般地，

11、插損要求不超過0.5dB。隔離度：功分器各輸出端口之間信號相互耦合的大小。隔離度越大，相互干擾越小，性能越好，通常要求在-20dB以下。室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用(chn yn)的無源器件共九十二頁無源器件主要技術(shù)指標(biāo)：輸出波動(dòng)：在工作(gngzu)頻帶內(nèi)各輸出端口信號電平的最大值與最小值之差。差別越小越平坦，一般要求不超過0.3dB。功率容量：器件能承受的最大輸入功率，通常微帶器件為50W，腔體器件為200W。三階互調(diào): 互調(diào)干擾指非線性射頻線路中，兩個(gè)或多個(gè)頻率混合后所產(chǎn)生的噪音?；フ{(diào)干擾集中在各系統(tǒng)的下行輸出，主要表現(xiàn)為三階互調(diào)干擾。如果互調(diào)產(chǎn)物落在自身或某一其他系統(tǒng)的上行接收頻段內(nèi)，從而對該系

12、統(tǒng)基站的接收靈敏度造成一定的影響。工程應(yīng)用時(shí)指標(biāo)范圍是-120-140dBm(220W)室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用(chn yn)的無源器件共九十二頁電壓駐波比（VSWR）： 衡量功分器輸入/輸出端口的反射信號大小，要求小于1.3（即回波損耗不超過-18dB）。 駐波比（voltage standing wave rate）是衡量器件性能的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，反應(yīng)器件與系統(tǒng)中其它部件的匹配程度。當(dāng)系統(tǒng)不匹配時(shí), 饋線上同時(shí)存在入射波Ei和反射波Er。在入射波和反射波相位相同的地方，入射波電壓與反射波電壓的幅度相加形成一個(gè)最大電壓振幅Emax，稱為波腹；而在入射波和反射波相位相反(xingfn)的地方電壓幅度

13、相減形成一個(gè)最小電壓振幅Emin，稱為波節(jié)。其它各點(diǎn)電壓的幅度值則介于波腹與波節(jié)之間，這種合成波稱為駐波。 室內(nèi)分布系統(tǒng)(xtng)中常用的無源器件共九十二頁 電壓駐波比則是波腹電壓與波節(jié)電壓的比值，即 VSWREmax/Emin 電壓駐波比是衡量信號輸入到天線端口時(shí)被反射(fnsh)回能量大小的指標(biāo)。該指標(biāo)另一個(gè)含義相同的名稱是回波損耗，單位為分貝（dB），二者可如下?lián)Q算：回波(hu b)損耗 = 20logVSWR 1VSWR + 1室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁與VSWR相關(guān)的基本概念1）反射系數(shù)：反射波電壓和入射波電壓幅度之比叫作反射系數(shù)，通常記為 R，計(jì)算式如下 其中(qzh

14、ng)，ZL為傳輸線終端負(fù)載阻抗，Z0為傳輸線特性阻抗。 2) VSWR與R間的關(guān)系：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1，匹配也就越好。室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁 耦合器的兩個(gè)輸出端分別稱為主線端口（也稱直通端口）和耦合端口；通常情況下，大部分能量都由主線端口輸出，耦合端輸出較少。與功分器類似，該配件在工程上亦用于對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行(jnxng)能量分配的場合。 室內(nèi)分布(fnb)系統(tǒng)中常用的無源器件耦合器: 共九十二頁 如圖示，耦合器是一個(gè)四端口器件。1-4和2-3為兩根傳輸線，線間有一定(ydng)的耦合機(jī)構(gòu)。當(dāng)電磁波從

15、端口1輸入時(shí)，除了有一部分能量直接從端口4輸出外，同時(shí)還有一部分能量到2-3通道中，從端口3或2輸出。從端口3輸出而端口2無輸出時(shí)，成為“同向定向耦合器”（指1-4和2-3通道的傳輸方向相同）；從端口2輸出而端口3無輸出，成為“反向定向耦合器”。室內(nèi)分布系統(tǒng)(xtng)中常用的無源器件耦合器: 共九十二頁輸入(shr)信號耦合信號(xnho)直通信號輸入端口主線/直通端口耦合端口50副線主線主通道室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件耦合器: 共九十二頁定向耦合器是典型的4端口器件耦合度主要是靠控制主線(zh xin)和副線之間的距離實(shí)現(xiàn)的，間距越小、耦合度越大。 端口作用直通：1 2耦合：1 4隔離：

16、2 4負(fù)載：3端口5dB10dB20dB30dB1111222233334444室內(nèi)分布系統(tǒng)(xtng)中常用的無源器件共九十二頁定向耦合器可將能量按任意比例分配，其規(guī)格根據(jù)耦合端輸出(shch)信號電平的大小劃分。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程常用耦合器的規(guī)格及其基本性能如下：定向耦合器耦合比例耦合度直通損耗5dB耦合器1/3-5dB-1.65dB6dB耦合器1/4-6dB-1.25dB7dB耦合器1/5-7dB-0.97dB10dB耦合器1/10-10dB-0.46dB15dB耦合器1/32-15dB-0.14dB20dB耦合器1/100-20dB-0.044dB30dB耦合器1/1000-30dB-0.0

17、043dB室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁耦合度C: 主通道的輸入功率P入與耦合通道的輸出功率P耦之比的分貝(fnbi) 數(shù)為耦合度或稱多度衰減C= 10lg(P入/ P耦)方向性D: 輔線中耦通道和隔離通道輸出功率之比的分貝數(shù) D= 10lg(P耦/ P隔) 隔離度I: 主通道功率P入與隔離通道輸出功率P隔之比的分貝數(shù) I= 10lg(P入/ P耦) 各指標(biāo)之間的關(guān)系： D與I 都是描述定向耦合器定向性能的量，但實(shí)際上多用D 少用I. I=D+C D=I-C室內(nèi)分布系統(tǒng)(xtng)中常用的無源器件主要技術(shù)指標(biāo): 共九十二頁功能：耦合器類似于功分器，都屬于能量分配器件，不同

18、之處為： 1.功分器只能將能量等分成兩路、三路或四路輸出 2.耦合器可將能量按任意比例分配輸出用途：在室內(nèi)分布系統(tǒng)中，需將施主天線接收到的基站信源通過同 頻或移頻放大后再合理傳送至室內(nèi)各個(gè)(gg)房間/盲區(qū)，該過程要 對輸入信號進(jìn)行多次/多通道的能量分配，功分器/耦合器即 用于具體分配場合。室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)中常用的無源器件功能與用途 共九十二頁 3dB電橋?qū)嶋H上是一種功率平分的定向耦合器。其原理為四端口網(wǎng)絡(luò)器件，以微帶形式實(shí)現(xiàn)(shxin)。按照結(jié)構(gòu)分類，可分為環(huán)形電橋、分支線電橋和耦合線電橋電橋(din qio)外觀圖室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件3dB電橋: 共九十二頁結(jié)構(gòu)(jig

19、u)原理432112343412環(huán)形電橋分支線電橋耦合線電橋室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源(w yun)器件共九十二頁相位(xingwi)特性圖中1、2、3、4標(biāo)號為端口，即信號從3、4端口輸入時(shí)，功率都平分到1、2端口，并且1、2端口之間相互隔離。環(huán)形電橋的特性為3端口進(jìn)入的信號至1、2端口時(shí)彼此相位相同，4端口進(jìn)入信號則彼此相位相反。分支(fnzh)線與耦合線電橋的相位關(guān)系與環(huán)形電橋不同，當(dāng)信號從3端口進(jìn)入分至1、2端口，則2端口的相位比1端口領(lǐng)先90，便形成了端口1和2直接的隔離作用；而當(dāng)4端口輸入時(shí)，則1端口的相位要領(lǐng)先90。分支線和耦合線具有兩個(gè)對稱面，即其結(jié)構(gòu)的上下、左右都對稱，因此1、

20、2端口和3、4端口是互易的，其特性完全相同。室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁實(shí)際結(jié)構(gòu)(jigu)模型為工程使用方便，將端口1和4的位置進(jìn)行對調(diào)，避免輸入與輸出(shch)口交錯(cuò)。 而且輸入與輸出口是可以對調(diào)使用的。室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁參數(shù)技術(shù)指標(biāo)工作頻率范圍8002500MHz插損3.2dB駐波系數(shù)1.2隔離度30dB輸出不平坦度0.3dB功率容量150W,200W接口 N型陰頭50三階互調(diào)-140dBc(2*43dBm)環(huán)境溫度-25+65（外部環(huán)境溫度）電橋(din qio)技術(shù)指標(biāo)室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用(chn yn)的無源器件共九十二頁電橋(din qio)的應(yīng)用1

21、 電橋由于輸入/輸出端隔離度高，?？稍谕l合路時(shí)使用，如移動(dòng)與 聯(lián)通的GSM信號合路；亦或小靈通信令信道和控制(kngzh)信道之間合路。2 電橋應(yīng)用時(shí)其輸出端負(fù)載必須匹配，盡量做到負(fù)載一致。3 電橋的作用和同頻合路器相似，僅不能承受較大功率室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁微波(wib)及其特點(diǎn)所謂微波是一種具有極高頻率（通常為300MHz300GHz ），波長(bchng)很短，通常為1m1mm的電磁波。微波具有似光性和似聲性、穿透性、信息容量大等特點(diǎn)。濾波器的基本原理濾波器顧名思義就是對電磁波信號進(jìn)行過濾，讓需要的信號通過，抑制不需要的信號，主要目的為了解決不同頻段、不同形式的無線通

22、訊系統(tǒng)之間的干擾問題。室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁濾波器的四種(s zhn)形式低通濾波器高通濾波器帶通濾波器帶阻濾波器室內(nèi)(sh ni)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁低通濾波器電路(dinl)原型帶通濾波器電路(dinl)原型室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁濾波器的實(shí)現(xiàn)(shxin)形式集總參數(shù)(cnsh)濾波器微帶線、帶狀線濾波器同軸腔體濾波器波導(dǎo)濾波器介質(zhì)濾波器室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁同軸諧振腔濾波器 其結(jié)構(gòu)排列比較靈活，適合于100MHz40GHz頻段帶通濾波器的設(shè)計(jì)，在當(dāng)今移動(dòng)通信頻段領(lǐng)域使用最多的當(dāng)是同軸腔，它的基本原理是根據(jù)四分之一開路線和二分之

23、一短路線所等效的LCR諧振電路。在實(shí)際的產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)中，我們使用了改進(jìn)的雙同軸UIR(均勻阻抗匹配)四分之一波長諧振結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)(yudin)是：結(jié)構(gòu)通用，易于開發(fā)移植，適用移動(dòng)通信全頻段；調(diào)節(jié)范圍大，對公差要求不高，非常適于初等產(chǎn)品的低成本生產(chǎn)；功率容量大，采用電耦合輸入輸出，所以產(chǎn)品一致性和穩(wěn)定性很好。 室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源(w yun)器件共九十二頁濾波器的結(jié)構(gòu)(jigu)主要由諧振腔、諧振柱、調(diào)諧(tioxi)螺桿組成室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁通帶工作頻段 即濾波器允許通過電磁波的頻率范圍。通帶的理解在生產(chǎn)過程提供的技術(shù)指標(biāo)規(guī)定嚴(yán)格了的，不需要怎樣的去按照上面

24、的定義去具體計(jì)算(j sun)。也可以這樣說，如果我們的差損要求是0.8db，通帶需要10M的帶寬，那么我們的通帶就可以說成是0.8db帶寬為10M。帶內(nèi)波動(dòng) 在規(guī)定的帶寬(di kun)內(nèi),插入損耗最大點(diǎn)減去最小點(diǎn)的即為帶內(nèi)波動(dòng)。又叫帶內(nèi)波紋或者通帶波紋。指通帶內(nèi)信號幅度的起伏程度，也受限于諧振器的固有Q值，一般希望盡可能的小。 室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁隔離度 為了區(qū)分在有兩個(gè)或者兩個(gè)以上通帶情況下（例如雙工器，合路器）相互通帶之間的帶外抑制，這時(shí)我們統(tǒng)一(tngy)稱帶外抑制為隔離。 帶外抑制 又稱阻帶抑制,理想的濾波器是矩形的，通帶內(nèi)的信號全部通過，通道外 的信號全部過濾掉

25、，但實(shí)際情況是，只能(zh nn)過濾掉一部分能量，帶外抑制 度反應(yīng)了對過濾信號的衰減幅度,對不需要的頻率點(diǎn)，信號的抑制能力， 一般希望盡可能的大，并在通帶范圍外陡峭的下降，通常取帶外與帶寬 為一定比值的某一頻率的衰減值作為此項(xiàng)指標(biāo)。帶外抑制這個(gè)概念實(shí)際 上還是屬于損耗的范疇，只是我們現(xiàn)在所說指的是在通帶外，信號的衰 減已經(jīng)被抑制得比較充分，這個(gè)具體的損耗值就是帶外抑制的值室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁 插入損耗 又稱衰減,在理想情況(qngkung)下，插入到射頻電路中的理想濾波器，不應(yīng)在其 通帶內(nèi)引入任何功率損耗.然而現(xiàn)實(shí)中我們無法消除濾波器固有的,某種 程度的功率損耗.插入損耗定

26、量的描述了功率響應(yīng)幅度與0dB基準(zhǔn)的插值, 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為: 其中PL 是濾波器向負(fù)載輸出的功率, Pin 是濾波器從信號源得到的輸入 功率,一般希望插入損耗越小越好。室內(nèi)分布系統(tǒng)(xtng)中常用的無源器件共九十二頁CDMAGSMGSM對CDMA的雜散干擾(gnro)CDMA對GSM的雜散干擾(gnro)10M隔離帶CDMA / GSM 雙頻合路器室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁公司(n s)濾波器產(chǎn)品簡介公司已順利通過了 華為 中興 諾基亞/西門子 大唐 愛立信 阿爾卡特 北電等通信主設(shè)備商的審核認(rèn)證，正式成為(chngwi)其主要供貨商。室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁天線

27、1.1 天線的作用與地位無線電發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號功率，通過饋線（電纜）輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接下來（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機(jī)?？梢?，天線是發(fā)射和接收電磁波的一個(gè)重要的無線電設(shè)備，沒有天線也就沒有無線電通信。 天線品種繁多，以供不同頻率、不同用途、不同場合、不同要求(yoqi)等不同情況下使用。共九十二頁電磁波的輻射 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)線的長度和形狀有關(guān)。如 圖1.1 a 所示，若兩導(dǎo)線的距離很近，電場被束縛在兩導(dǎo)線之間，因而輻射很微弱；將兩導(dǎo)線張開，如 圖1.1 b 所示

28、，電場就散播在周圍空間，因而輻射增強(qiáng)。 必須指出(zh ch)，當(dāng)導(dǎo)線的長度 L 遠(yuǎn)小于波長 時(shí)，輻射很微弱；導(dǎo)線的長度 L 增大到可與波長相比擬時(shí)，導(dǎo)線上的電流將大大增加，因而就能形成較強(qiáng)的輻射。圖1.1 a圖1.1 b共九十二頁1.2 對稱振子 對稱振子是一種(y zhn)經(jīng)典的、迄今為止使用最廣泛的天線，單個(gè)半波對稱振子可簡單地單獨(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(gè)窄

29、長的矩形框，并把全波對稱振子的兩個(gè)端點(diǎn)相疊，這個(gè)窄長的矩形框稱為折合振子，注意，折合振子的長度也是為二分之一波長，故稱為半波折合振子, 見 圖1.2 b 。1/4波長對稱振子1/4波長1/2波長圖1.2 a圖1.2 b共九十二頁1.3 天線方向性的討論 天線方向性 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。 垂直(chuzh)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(gè)主平面方向圖，平面方向圖描述天線在某指

30、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，最大輻射方向在水平面上；而從圖1.3.1 c 可以看出，在水平面上各個(gè)方向上的輻射一樣大。圖1.3.1 c 水平面方向(fngxing)圖圖1.3.1 b 垂直面方向圖圖1.3.1 a 立體方向圖共九十二頁天線(tinxin)方向性增強(qiáng) 若干個(gè)對稱振子組陣，能夠控制輻射，產(chǎn)生“扁平的面包圈” ，把信號進(jìn)一步集中到在水平面方向上。 下圖是4個(gè)半波對稱振子沿垂線上下排列成一個(gè)垂直四元陣時(shí)的立體方向圖和垂直面方向圖。垂直面方向(fngxing)圖立體方向圖共九十二頁也可以利用反射板可把輻射能控制到單側(cè)方向(fngxing)

31、平面反射板放在陣列的一邊構(gòu)成扇形區(qū)覆蓋天線。下面的水平面方向圖說明了反射面的作用-反射面把功率反射到單側(cè)方向，提高了增益。全向陣 （垂直(chuzh)陣列 不帶平面反射板） 拋物反射面的使用，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(gè)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(gè)基本要素：拋物反射面 和 放置在拋物面焦點(diǎn)上的輻射源。 扇形區(qū)覆蓋 （垂直陣列 帶平面反射板）平面反射板共九十二頁增益 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

32、有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 可以這樣來理解增益的物理含義-為在一定的距離(jl)上的某點(diǎn)處產(chǎn)生一定大小的信號，如果用理想的無方向性點(diǎn)源作為發(fā)射天線，需要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(shí)，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(diǎn)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(gè)半波對稱振子 沿垂線上下排列，構(gòu)成一個(gè)垂直四元陣，其增益約為G = 8.15 dBi ( dBi這個(gè)單位表示比較對象是各向均勻輻

33、射的理想點(diǎn)源) 。 如果以半波對稱振子作比較對象，則增益的單位是dBd . 半波對稱振子的增益為G = 0 dBd （因?yàn)槭亲约焊约罕?，比值?，取對數(shù)得零值。） ； 垂直四元陣，其增益約為G = 8.15 2.15 = 6 dBd . 共九十二頁波瓣寬度 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。參見圖1.3.4 a , 在主瓣最大輻射方向兩側(cè)(lin c)，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）。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，

34、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，見圖1.3.4 b . 3dB 波瓣寬度(kund) - 3dB點(diǎn) - 3dB點(diǎn)10dB 波瓣寬度 -10dB點(diǎn) - 10dB點(diǎn)峰值方向 （最大輻射方向）圖1.3.4 a圖1.3.4 b峰值方向 （最大輻射方向）共九十二頁天線增益的若干近似計(jì)算式 1）天線主瓣寬度越窄，增益越高。對于一般天線，可用下式估算其增益： G（ dBi ） = 10 Lg 32000 / （ 23dB,E 23dB,H ） 式中， 23dB,E 與 23dB,H 分別為天線在兩個(gè)主平面上的波瓣寬度； 32000

35、 是統(tǒng)計(jì)出來的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 2）對于拋物面天線，可用下式近似計(jì)算其增益： G（ dB i ） = 10 Lg 4.5 （ D / 0 ）2 式中， D 為拋物面直徑； 0 為中心工作(gngzu)波長； 4.5 是統(tǒng)計(jì)出來的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 3）對于直立全向天線，有近似計(jì)算式 G（ dBi ） = 10 Lg 2 L / 0 式中， L 為天線長度； 0 為中心工作波長； 共九十二頁垂直極化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：電場的方向就是天線極化方向。一般(ybn)使用的天線為單極化的。下圖示出了兩種基本的單極化的情況：垂直極化-是最常用的；水平極化-也是

36、要被用到的。水平極化EE共九十二頁垂直極化雙極化天線 下圖示出了另兩種單極化的情況：+45 極化 與 -45 極化，它們(t men)僅僅在特殊場合下使用。 這樣，共有四種單極化了，見下圖。 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 +45 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-雙極化天線。水平極化+45 極化(j hu)-45 極化EEEE共九十二頁 下圖示出了兩個(gè)單極化天線安裝(nzhung)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。 雙極化天線輻射（或接收）兩個(gè)極化在空間相互正交（垂直）的波。V/H（垂直(chuzh)/水平）型

37、雙 極 化+ 45 / -45 型 雙 極 化共九十二頁極化損失 垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來接收。右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來接收，而左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來接收。 當(dāng)來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(xnho)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 +45 極化或 -45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，用線極化天線接收任一圓極化波，等等情況下，也必然發(fā)生極化損失

38、-只能接收到來波的一半能量。 當(dāng)接收天線的極化方向與來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波，或用右旋圓極化的接收天線接收左旋圓極化的來波時(shí)，天線就完全接收不到來波的能量，這種情況下極化損失為最大，稱極化完全隔離。共九十二頁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線對信號功率的提取，因此，必須使電抗分量盡可能為零，也就是應(yīng)盡可能使天線的輸入阻抗為純電阻。事實(shí)上，即使是設(shè)計(jì)、調(diào)試得很好的天線，其

39、輸入阻抗中總還含有一個(gè)小的電抗分量值。 輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)(jigu)、尺寸以及工作波長有關(guān)，半波對稱振子是最重要的基本天線 ，其輸入阻抗為 Zin = 73.142.5 (歐) 。當(dāng)把其長度縮短（）時(shí)，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(shí)的輸入阻抗為 Zin = 73.1 (歐) ,（標(biāo)稱 75 歐） 。注意，嚴(yán)格的說，純電阻性的天線輸入阻抗只是對點(diǎn)頻而言的。 順便指出，半波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）。 有趣的是，對于任一天線，人們總可通過天線阻抗調(diào)試，在要求的工作頻率范圍內(nèi)，使輸入阻抗的虛部很小且實(shí)部相當(dāng)

40、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須的。共九十二頁1.6 天線的工作頻率范圍（頻帶寬度） 無論是發(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，天線的頻帶寬度有兩種不同的定義- 一種是指：在駐波比SWR 1.5 條件下，天線的工作頻帶寬度； 一種是指：天線增益(zngy)下降 3 分貝范圍內(nèi)的頻帶寬度。 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通常是按前一種定義的，具體的說，天線的頻帶寬度就是天線的駐波比SWR 不超過 1.5 時(shí)，天線的工作頻率范圍。 一般說來，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

41、這種差異造成的性能下降是可以接受的。共九十二頁1.7 移動(dòng)通信常用(chn yn)的基站天線、直放站天線與室內(nèi)天線 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(diǎn)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(yj)使用壽命長。 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)的天線型號。共九十二頁基站板狀天線基本(jbn)技術(shù)指標(biāo)示例頻率(pnl)范圍頻帶寬度增益極化標(biāo)稱阻抗電壓駐波比半功率波束寬度前后比下傾角（可調(diào)）垂直面上旁瓣抑制824-960 MHz70MHz14 17

42、 dBi垂直50 Ohm 1.425dB 3 8 水平面 60 120 垂直面 16 8 -12 dB互調(diào) 110 dBm共九十二頁 板狀天線(tinxin)高增益的形成 單個(gè)半波振子(zhn z)垂直面方向圖 增益為 G = 2.15 dB兩個(gè)半波振子垂直面方向圖 增益為 G = 5.15 dB四個(gè)半波振子垂直面方向圖 增益為 G = 8.15 dB單個(gè)半波振子兩個(gè)半波振子四個(gè)半波振子A. 采用多個(gè)半波振子排成一個(gè)垂直放置的直線陣共九十二頁兩個(gè)半波(bn b)振子 （帶反射板） 垂直面方向圖兩個(gè)半波(bn b)振子 （帶反射板） 水平面方向圖反射板 長度為L兩個(gè)半波振子反射板 寬度為W兩個(gè)半

43、波振子兩個(gè)半波振子（帶反射板） 在垂直面上的配置兩個(gè)半波振子（帶反射板）在水平面上的配置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 dB共九十二頁C. 為提高板狀天線的增益，還可以(ky)進(jìn)一步采用八個(gè)半波振子排陣 前面已指出，四個(gè)半波振子(zhn z)排成一個(gè)垂直放置的直線陣的增益約為 8 dB；一側(cè)加有一個(gè)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 dB 。 一側(cè)加有一個(gè)反射板的八元式直線陣，即加長型板狀天線，其增益約為 16 19 dB . 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。

44、共九十二頁高增益柵狀拋物面天線(tinxin) 從性能價(jià)格比出發(fā)，人們常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能力強(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 = 20 dB . 它特別適用于點(diǎn)對點(diǎn)的通信，例如(lr)它常常被選用為直放站的施主天線。 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。 拋物面天線一般都能給出 不低于 30 dB 的前后比 ，這也正是直放站系統(tǒng)防自激而對接收天線所提出的必須滿足的技術(shù)指標(biāo)。共九十二頁八木定向天線(dngxingtinxin) 八木定向天線，具有增益較高

45、、結(jié)構(gòu)輕巧、架設(shè)方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。因此，它特別適用于點(diǎn)對點(diǎn)的通信，例如它是室內(nèi)分布系統(tǒng)的室外(sh wi)接收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) 1015 dB 。 共九十二頁室內(nèi)(sh ni)吸頂天線 室內(nèi)吸頂天線必須具有結(jié)構(gòu)(jigu)輕巧、外型美觀、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 現(xiàn)今市場上見到的室內(nèi)吸頂天線，外形花色很多，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)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

46、照國家標(biāo)準(zhǔn)，在很寬的頻帶內(nèi)工作的天線其駐波比指標(biāo)為VSWR 2 。當(dāng)然，能達(dá)到VSWR 1.5 更好。順便指出，室內(nèi)吸頂天線屬于低增益天線, 一般為 G = 2 dB 。 共九十二頁室內(nèi)(sh ni)壁掛天線 室內(nèi)壁掛天線同樣必須具有結(jié)構(gòu)輕巧、外型美觀、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 現(xiàn)今市場上見到的室內(nèi)吸頂天線，外形花色很多，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)部結(jié)構(gòu)，屬于空氣介質(zhì)型微帶天線。由于采用(ciyng)了展寬天線頻寬的輔助結(jié)構(gòu)，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，所以能較好地滿足了工作寬頻帶的要求。順便指出，室內(nèi)壁掛天線具有一定的增益，約為G = 7 dB 。 共九十

47、二頁1/2同軸電纜(tn zhu din ln)序號 名稱 材料 直徑(mm) 1內(nèi)導(dǎo)體銅包鋁線或銅線4.82絕緣體發(fā)泡聚乙烯12.33外導(dǎo)體軌紋銅管13.84護(hù)套PE或低煙無鹵防火PE15.7結(jié)構(gòu)(jigu)參數(shù)室內(nèi)分布系統(tǒng)中常用的無源器件共九十二頁序號參數(shù)指標(biāo)1電容（pF/m）762阻抗(ohm)503速率()884峰值功率(KW)405RF峰值電壓(KV)1.66絕緣阻抗(M.km)50007截至頻率(GHz)8.88絕緣電壓(KV)69內(nèi)導(dǎo)體直流電阻(/km)1.4810外導(dǎo)體直流電阻(/km)1.911護(hù)套電壓(KV)8.012屏蔽衰減(dB)12013駐波比（回波損耗dB）0.0053G1.15（23）0.0.81.0G1.10（26）1.72.0G