天線基本原理及室分天線介紹

二〇一三年四月十六日網(wǎng)優(yōu)中心無線優(yōu)化室中國(guó)聯(lián)通天線知識(shí)交流1天線基本原理2天線常用參數(shù)3東莞室分天線類型目錄

電磁輻射的機(jī)理源自麥克斯韋方程電荷能產(chǎn)生電場(chǎng)，電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)也能夠產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，預(yù)言了電磁波的存在。1.1無線電波麥克斯韋方程：1.2無線電波的極化

天線的定義：能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波或能夠有效地接收空間某特定方向來的電磁波的裝置。傳輸線終端張角傳輸線對(duì)稱振子天線的輻射原理：天線的功能：能量轉(zhuǎn)換－導(dǎo)行波和自由空間波的轉(zhuǎn)換；定向輻射（接收）－具有一定的方向性。1.3天線傳輸原理根據(jù)C（光速）=f（頻率）×λ（波長(zhǎng)）得出波長(zhǎng)與頻率成反比頻率越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，天線越大波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)半波振子半波振子是天線的基本輻射單元天線的組成：天線是由若干半波振子按照一定規(guī)格排列而成。例：λ=3×１０８mps/900MHz≈0.3m

水平面波束寬度=360o

垂直面波束寬度=78o1.4天線基本概念－半波振子水平面H面垂直面E面立體圖方向圖象一個(gè)“汽車輪胎”71.5天線基本概念－增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系天線增益的幾個(gè)要點(diǎn)：天線是無源器件，不能產(chǎn)生能量。天線增益只是將能量有效集中向某特定方向輻射或接受電磁波的能力。天線的增益由振子疊加而產(chǎn)生。增益越高，天線長(zhǎng)度越長(zhǎng)。增益增加3dB，體積增大一倍。天線增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。1天線基本原理2天線常用參數(shù)3東莞室分天線類型目錄92天線輻射參數(shù)輻射參數(shù):主瓣；副瓣；增益；半功率波束寬度；前后比；交叉極化鑒別率；上旁瓣抑制；下零點(diǎn)填充；波束下傾角；102.1天線輻射參數(shù)－增益全向輻射器在各個(gè)方向上的輻射能量相等單一偶極子的“汽車輪胎”形輻射圖2.15dB偶極子比全向輻射器的增益高2.15dB天線相對(duì)于偶極子的增益用“dBd”表示天線相對(duì)于全向輻射器的增益用“dBi”表示如:0dBd=2.15dBi天線理想?yún)⒖嘉颬1P2G=10log(P1/P2)P011水平面波束寬度10dB波瓣寬度120°(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB60°(eg)峰值峰值-3dB峰值-3dB3dB波瓣寬度15°

(eg)峰值峰值-3dB峰值-3dB32°

(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB垂直面波束寬度2.2天線輻射參數(shù)－波束寬度12前后比是指扇形天線的前向輻射功率和后向輻射功率之比后向功率前向功率前后比(dB)=10log，典型值約為25dB目的是盡可能減少后向輻射功率前向功率后向功率2.3天線輻射參數(shù)－前后比13垂直方式水平方式+45斜角-45斜角無線電波振動(dòng)的平面稱為它的極化面2.4天線輻射參數(shù)－極化14上旁瓣(dB)下旁瓣(dB)2.7天線輻射參數(shù)－旁瓣抑制、零點(diǎn)填充、波束下傾角152.7天線輻射參數(shù)－駐波比駐波比就是一個(gè)數(shù)值，用來表示天線和電波發(fā)射臺(tái)是否匹配。如果SWR的值等于1，則表示發(fā)射傳輸給天線的電波沒有任何反射，全部發(fā)射出去，這是最理想的情況。如果SWR值大于1，則表示有一部分電波被反射回來，最終變成熱量，使得饋線升溫。被反射的電波在發(fā)射臺(tái)輸出口也可產(chǎn)生相當(dāng)高的電壓，有可能損壞發(fā)射臺(tái)。駐波比為傳輸線上的電壓最大值與電壓最小值之比162.8天線電路參數(shù)

電路參數(shù)：駐波比，隔離度，無源交調(diào)

駐波比為傳輸線上的電壓最大值與電壓最小值之比。

當(dāng)天線端口沒有反射時(shí)，就是理想匹配，駐波比為1；當(dāng)天線端口全反射時(shí)，駐波比為無窮大。

17隔離度是某一極化接收到的另一極化信號(hào)的比例。1000mW(即1W)1mW該例子中，隔離度為：10log(1000mW/1mW)=30dB2.9天線電路參數(shù)－隔離度18無源交調(diào)（PIM）：當(dāng)兩個(gè)頻率f1和f2輸入到天線，由于非線性效應(yīng)，天線輻射的信號(hào)除頻率f1和f2外，還包括有其他頻率，如2f1-f2和2f2-f1(3階)等。

天線互調(diào)是指當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)發(fā)射頻率信號(hào)經(jīng)過天線時(shí)，由于天線的非線性而引起的與原信號(hào)頻率及倍頻有和差關(guān)系、并落在接收頻帶內(nèi)的射頻信號(hào)。這些信號(hào)電平足夠大時(shí)，就會(huì)造成系統(tǒng)性能下降。2.10天線電路參數(shù)－無源交調(diào)191、傳統(tǒng)射燈天線東莞室分天線類型該款天線為定向天線，分為傳統(tǒng)射燈天線及高增益射燈天線兩種，其中傳統(tǒng)射燈天線垂直及水平波瓣均較大，適用于住宅樓宇樓間距較寬，住宅樓層較高且水平面較寬的樓宇覆蓋，可安裝于樓頂向下打或安裝于樓頂往上打的覆蓋方式，俯仰機(jī)械角度較大，可靈活運(yùn)用于覆蓋各種不同戶型的樓宇。20202、新型射燈天線該款天線為美化雙極化射燈天線，目前主要應(yīng)用于小區(qū)綜合覆蓋及室分外打兼顧覆蓋道路，特別是在小區(qū)綜合覆蓋中，因其美化隱蔽性高、水平及垂直方向角都較傳統(tǒng)射燈約小一半，且增益較高（15dBi），能有效控制室分信號(hào)外泄，且較高增益能滿足室內(nèi)深度覆蓋需求。該天線體積小，安裝靈活，調(diào)整方向及下傾角方便，在一些室分外打場(chǎng)景應(yīng)用中，對(duì)于樓層較高而又有室分外打需求的，建議用該款天線替代基站大板狀或排氣管天線，可有效控制天線覆蓋范圍而避免越區(qū)覆蓋問題。213、壁掛天線該款天線主要應(yīng)用于室分定向，一般室分場(chǎng)景考慮信號(hào)外泄，可考慮安裝定向天線取代全向天線。224、排氣管天線該款天線為定向天線，天線增益很高，水平方向角較大，方向性好，根據(jù)前期工程經(jīng)驗(yàn)，可用于覆蓋站點(diǎn)周邊較遠(yuǎn)距離道路及城中村、別墅區(qū)等低層住宅，能達(dá)到良