天線知識(shí)介紹郵校0222課件

引入 移動(dòng)通信是當(dāng)今通信領(lǐng)域內(nèi)最為活躍、發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一，天線是用戶終端與基站控制設(shè)備間通信的橋梁，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和無(wú)線接入通信系統(tǒng)中,它的迅猛發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)力，推動(dòng)了天線概念的變革和技術(shù)的創(chuàng)新。能否對(duì)移動(dòng)通信中天線方面的知識(shí)有深入的了解、全面掌握天線相關(guān)的知識(shí)，無(wú)論是對(duì)產(chǎn)品的安裝和維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作的順利開(kāi)展，都有著十分重要的意義。引入 移動(dòng)通信是當(dāng)今通信領(lǐng)域內(nèi)最為活躍、發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之1課程內(nèi)容

第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第二章BTS簡(jiǎn)單介紹第三章天線的介紹第四章基站天饋系統(tǒng)第五章基站天線的選型課程內(nèi)容 第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)2第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第一節(jié)無(wú)線電波的基本知識(shí)三節(jié)節(jié)內(nèi)容

第二節(jié)超短波的基本知識(shí)第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第一節(jié)無(wú)線電波的基本3第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1、無(wú)線電波的基本知識(shí)1.1無(wú)線電波的概念: 無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1、無(wú)線電波的基本知識(shí)4第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)電磁波的傳播電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)振子電波傳輸方向磁場(chǎng)磁場(chǎng)第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)電磁波的傳播電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)振5第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)１.２無(wú)線電波的極化 無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為無(wú)線電波的極化。第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)１.２無(wú)線電波的極化6第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1.3極化損失

當(dāng)來(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在接收過(guò)程中通常都要產(chǎn)生極化損失，例如：當(dāng)用圓極化天線接收任一線極化波，或用線極化天線接收任一圓極化波時(shí)，都要產(chǎn)生３分貝的極化損失，即只能接收到來(lái)波的一半能量；當(dāng)接收天線的極化方向（例如水平或右旋圓極化）與來(lái)波的極化方向（相應(yīng)為垂直或左旋圓極化）完全正交時(shí)，接收天線也就完全接收不到來(lái)波的能量，這時(shí)稱來(lái)波與接收天線極化是隔離的。第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1.3極化損失7第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1.4(極化)隔離隔離代表饋送到一種極化的信號(hào)在另外一種極化中出現(xiàn)的比例

1000mW(即1W)1mW在這種情況下的隔離為10log(1000mW/1mW)=30dB第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)1.4(極化)隔離108第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第一節(jié)無(wú)線電波的基本知識(shí)

第二節(jié)超短波的基本知識(shí)第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第一節(jié)無(wú)線電波的基本9第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)2超短波的傳播

無(wú)線電波的波長(zhǎng)不同，傳播特點(diǎn)也不完全相同。目前GSM和CDMA移動(dòng)通信使用的頻段都屬于UHF（特高頻）超短波段，其高端屬于微波。2.1超短波和微波的視距傳播 超短波和微波的頻率很高，波長(zhǎng)較短，它的地面波衰減很快。因此也不能依靠地面波作較遠(yuǎn)距離的傳播，它主要是由空間波來(lái)傳播的。第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)2超短波的傳播10第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)2.2電波的多徑傳播

電波除了直接傳播外，遇到障礙物，例如，山丘、森林、地面或樓房等高大建筑物，還會(huì)產(chǎn)生反射。因此，到達(dá)接收天線的超短波不僅有直射波，還有反射波，這種現(xiàn)象就叫多徑傳輸。由于多途徑傳播使得信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)分布相當(dāng)復(fù)雜，波動(dòng)很大；也由于多徑傳輸?shù)挠绊?，?huì)使電波的極化方向發(fā)生變化，因此，有的地方信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)增強(qiáng)，有的地方信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)減弱。另外，不同的障礙物對(duì)電波的反射能力也不同。第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)2.2電波的多徑傳播11第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)2.３電波的繞射傳播

電波在傳播途徑上遇到障礙物時(shí)，總是力圖繞過(guò)障礙物，再向前傳播。這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。超短波的繞射能力較弱，在高大建筑物后面會(huì)形成所謂的“陰影區(qū)”。 信號(hào)質(zhì)量受到影響的程度不僅和接收天線距建筑物的距離及建筑物的高度有關(guān)，還和頻率有關(guān)。 也就是說(shuō)，頻率越高，建筑物越高、越近，影響越大。相反，頻率越低，建筑物越矮、越遠(yuǎn)，影響越小。因此，架設(shè)天線選擇基站場(chǎng)地時(shí)，必須按上述原則來(lái)考慮對(duì)繞射傳播可能產(chǎn)生的各種不利因素，并努力加以避免。第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)2.３電波的繞射傳播12課程內(nèi)容

第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第二章BTS簡(jiǎn)單介紹第三章天線的介紹第四章基站天饋系統(tǒng)第五章基站天線的選型課程內(nèi)容 第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)13第二章BTS簡(jiǎn)單介紹通信系統(tǒng)主要由移動(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)組成?；臼瞻l(fā)臺(tái)（BTS）和基站控制器（BaseStationController）構(gòu)成了基站子系統(tǒng)。一個(gè)完整的BTS包括無(wú)線發(fā)射/接收設(shè)備、天線和所有無(wú)線接口特有的信號(hào)處理部分。BTS可看作一個(gè)無(wú)線調(diào)制解調(diào)器，負(fù)責(zé)移動(dòng)信號(hào)的接收和發(fā)送處理。一般情況下在某個(gè)區(qū)域內(nèi)，多個(gè)子基站和收發(fā)臺(tái)相互組成一個(gè)蜂窩狀的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)控制收發(fā)臺(tái)與收發(fā)臺(tái)之間的信號(hào)相互傳送和接收，來(lái)達(dá)到移動(dòng)通信信號(hào)的傳送。BTS全名為：(BaseTransceiverStation)基站收發(fā)臺(tái)。BTS主要分為基帶單元、載頻單元和控制單元三部分BTS受控于基站控制器，服務(wù)于某小區(qū)的無(wú)線收發(fā)信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)BTS與移動(dòng)臺(tái)（MS）的空中接口功能。

第二章BTS簡(jiǎn)單介紹通信系統(tǒng)主要由移動(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)14Page15BTS在通信系統(tǒng)中的位置BTS在通信系統(tǒng)中的位置第二章BTS簡(jiǎn)單介紹BTS的基本功能：第二章BTS簡(jiǎn)單介紹BTS的基本功能：16課程內(nèi)容

第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第二章BTS簡(jiǎn)單介紹第三章

基站天饋系統(tǒng)第四章天線的介紹第五章基站天線的選型課程內(nèi)容 第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)17第三章基站天饋系統(tǒng)3.1基站天饋系統(tǒng)示意圖8防雷保護(hù)器主饋線（7/8“）5饋線卡6走線架4接地裝置3接頭密封件絕緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶1天線調(diào)節(jié)支架GSM/CDMA板狀天線抱桿（

50~114mm）2室外饋線9室內(nèi)超柔饋線7饋線過(guò)線窗基站主設(shè)備第三章基站天饋系統(tǒng)3.1基站天饋系統(tǒng)示意圖8防雷保護(hù)器主饋18第三章基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)1天線調(diào)節(jié)支架 用于調(diào)整天線的俯仰角度，一般調(diào)節(jié)范圍為：0°~15°；2室外跳線 用于天線與7/8〞主饋線之間的連接。常用的跳線采用1/2〞

饋線，長(zhǎng)度一般為3米。3接頭密封件 用于室外跳線兩端接頭（與天線和主饋線相接）的密封。常用的材料有絕緣防水膠帶（3M2228）和PVC絕緣膠帶3M33+）。4接地裝置（7/8〞饋線接地件） 主要是用來(lái)防雷和泄流，安裝時(shí)與主饋線的外導(dǎo)體直接連接在一起。一般每根饋線裝三套，分別裝在饋線的上、中、下部位，接地點(diǎn)方向必須順著電流方向。第三章基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)19第三章基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)57/8〞饋線卡子 用于固定主饋線，在垂直方向，每間隔1。5米裝一個(gè)，水平方向每間隔1米安裝一個(gè)（在室內(nèi)的主饋線部分，不需要安裝卡子，一般用尼龍白扎帶捆扎固定）。 常用的7/8〞卡子有兩種；雙聯(lián)和三聯(lián)。 7/8〞雙聯(lián)卡子可固定兩根饋線；三聯(lián)卡子可固定三根饋線。6走線架 用于布放主饋線、傳輸線、電源線及安裝饋線卡子。7饋線過(guò)窗器 主要用來(lái)穿過(guò)各類線纜，并可用來(lái)防止雨水、鳥(niǎo)類、鼠類及灰塵的進(jìn)入。8防雷保護(hù)器（避雷器） 主要用來(lái)防雷和泄流，裝在主饋線與室內(nèi)超柔跳線之間，其接地線穿過(guò)過(guò)線窗引出室外，與塔體相連或直接接入地網(wǎng)。第三章基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)20第三章基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)9室內(nèi)超柔跳線用于主饋線（經(jīng)避雷器）與基站主設(shè)備之間的連接，常用的跳線采用1/2〞超柔饋線，長(zhǎng)度一般為2~3米。由于各公司基站主設(shè)備的接口及接口位置有所不同，因此室內(nèi)超柔跳線與主設(shè)備連接的接頭規(guī)格亦有所不同，常用的接頭有7/16DIN型、有N型。有直頭、亦有彎頭。10尼龍黑扎帶，主要有兩個(gè)作用：（1）安裝主饋線時(shí)，臨時(shí)捆扎固定主饋線，待饋線卡子裝好后，再將尼龍?jiān)鷰Ъ魯嗳サ?。?）在主饋線的拐彎處，由于不便使用饋線卡子，故用尼龍?jiān)鷰Ч潭?。室外跳線亦用尼龍黑扎帶捆扎固定。11尼龍白扎帶：用于捆扎固定室內(nèi)部分的主饋線及室內(nèi)超柔跳線。第三章基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)21課程內(nèi)容

第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第二章BTS簡(jiǎn)單介紹第三章基站天饋系統(tǒng)第四章天線的介紹第五章基站天線的選型課程內(nèi)容 第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)22第四章天線的介紹1.1天線的概念1.2天線的作用1.3天線的電氣和機(jī)械指標(biāo)1.4天線的分類第四章天線的介紹1.1天線的概念23第四章天線的介紹1.1什么是天線？用金屬導(dǎo)線、金屬面或其他介質(zhì)材料構(gòu)成一定形狀，架設(shè)在一定空間，將從發(fā)射機(jī)饋給的射頻電能轉(zhuǎn)換為向空間輻射的電磁波能，或者把空間傳播的電磁波能轉(zhuǎn)化為射頻電能并輸送到接收機(jī)的裝置。第四章天線的介紹1.1什么是天線？24第四章天線的介紹1.2天線的作用：把從導(dǎo)線上傳下來(lái)的電信號(hào)做為無(wú)線電波發(fā)射到空間…...收集無(wú)線電波并產(chǎn)生電信號(hào)第四章天線的介紹1.2天線的作用：25第四章天線的介紹1.3.1天線的主要電氣指標(biāo)：工作頻段、增益、極化方式、波瓣寬度、預(yù)置傾角、前后抑制比、幅瓣抑制比、零點(diǎn)填充、回波損耗、功率容量、阻抗、三階互調(diào)等.第四章天線的介紹1.3.1天線的主要電氣指標(biāo)：26第四章天線的介紹1.3.2天線的主要機(jī)械指標(biāo)：天線輸入接口、天線尺寸和重量、風(fēng)負(fù)荷、工作溫度和濕度、雷電防護(hù)、三防能力。

第四章天線的介紹1.3.2天線的主要機(jī)械指標(biāo)：27第四章天線的介紹對(duì)稱振子（半波振子）

兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱振子，也叫半波振子。振子1/2波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)波長(zhǎng)一個(gè)1/2波長(zhǎng)的對(duì)稱振子

在

800MHz約200mm長(zhǎng)

400MHz約400mm長(zhǎng)第四章天線的介紹對(duì)稱振子（半波振子）振子1/2波長(zhǎng)1/4波28第四章天線的介紹當(dāng)天線的工作波長(zhǎng)不是最佳時(shí)天線性能要下降在天線工作頻帶內(nèi),天線性能下降不多,仍然是可以接受的。在850MHz1/2波長(zhǎng)振子最佳在890MHz天線振子在820MHz在820MHz1/2波長(zhǎng)為~180mm,在890MHz為~170mm175mm對(duì)~850MHz將是最佳的該天線的頻帶寬度=890-820=70MHz第四章天線的介紹當(dāng)天線的工作波長(zhǎng)不是最佳時(shí)天線性能要下降在29天線的增益：dBi與dBd2.15dB第四章天線的介紹天線的增益：dBi與dBd2.15dB第四章天線的介紹30第四章天線的介紹前后抑制比:

方向圖中，前后瓣最大電平之比稱為前后比。前向功率后向功率以dB表示的前后比=10log

典型值為25dB左右目的是有一個(gè)盡可能小的反向功率(前向功率)(反向功率)第四章天線的介紹前后抑制比:前向功率后向功率以dB表示的前31第四章天線的介紹波束寬度:

120°(eg)峰值-10dB點(diǎn)-10dB點(diǎn)60°(eg)峰值-3dB點(diǎn)-3dB點(diǎn)15°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB32°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB俯仰面即垂直面方向圖3dB波束寬度方位即水平面方向圖10dB波束寬度第四章天線的介紹波束寬度:120°(eg)峰值-1032第四章天線的介紹天線波束的下傾：為使波束指向朝向地面無(wú)下傾電下傾機(jī)械下傾第四章天線的介紹天線波束的下傾：無(wú)下傾電下傾機(jī)械下傾33第四章天線的介紹波束下傾用于：控制覆蓋、減小交調(diào)兩種方法:機(jī)械下傾、電下傾第四章天線的介紹波束下傾34第四章天線的介紹電下傾的產(chǎn)生無(wú)下傾時(shí)在饋電網(wǎng)絡(luò)中路徑長(zhǎng)度相等有下傾時(shí)在饋電網(wǎng)絡(luò)中路徑長(zhǎng)度不相等第四章天線的介紹電下傾的產(chǎn)生無(wú)下傾時(shí)有下傾時(shí)35第四章天線的介紹電下傾情況下的波束覆蓋無(wú)下傾電下傾第四章天線的介紹電下傾情況下的波束覆蓋無(wú)下傾電下傾36第四章天線的介紹機(jī)械下傾情況下的波束覆蓋無(wú)下傾機(jī)械下傾第四章天線的介紹機(jī)械下傾情況下的波束覆蓋無(wú)下傾機(jī)械下傾37第四章天線的介紹下傾方法的比較10°電下傾10°機(jī)械下傾6°電下傾+4°機(jī)械下傾第四章天線的介紹下傾方法的比較10°電下傾10°機(jī)械下傾638第四章天線的介紹天線大致分為以下幾類：定向和全向天線單極化和雙極化天線美化天線寬頻天線智能天線室分天線第四章天線的介紹天線大致分為以下幾類：39按照輻射方向劃分圖：定向方向圖：全向天線第四章天線的介紹按照輻射方向劃分圖：定向方向圖：全向天線第四章天線的介紹40按照極化方式劃分第四章天線的介紹按照極化方式劃分第四章天線的介紹41第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線的極化方向垂直極化水平極化+45度傾斜的極化-45度傾斜的極化第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向42第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)雙極化天線兩個(gè)天線為一個(gè)整體，傳輸兩個(gè)獨(dú)立的波。V/H(垂直/水平)傾斜(+/-45°)第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)雙極化天線V/H(垂直/43按照外型劃分板狀天線帽形天線鞭狀天線拋物面天線第四章天線的介紹按照外型劃分板狀天線帽形天線鞭狀天線拋物面天線第四章天線的44第四章天線的介紹寬頻帶天線：方向性、阻抗和極化特性在一個(gè)很寬的波段內(nèi)幾乎保持不變的天線，稱為寬頻帶天線。早期的寬頻帶天線有菱形天線、V形天線、倍波天線、盤(pán)錐形天線等，新的寬頻帶天線有對(duì)數(shù)周期天線等。第四章天線的介紹寬頻帶天線：45第四章天線的介紹智能天線：第四章天線的介紹智能天線：46第四章天線的介紹美化天線：第四章天線的介紹美化天線：47課程內(nèi)容

第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)第二章BTS簡(jiǎn)單介紹第三章天線的介紹第四章基站天饋系統(tǒng)第五章基站天線的選型課程內(nèi)容 第一章無(wú)線電波和超短波的基本知識(shí)48第五章基站天線的選型原則根據(jù)基站覆蓋類型大致分為： （一）

話務(wù)量高密集市區(qū) （二）

縣城及城鎮(zhèn)地區(qū) （三）

鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū) （四）

在鐵路或公路沿線及鄉(xiāng)鎮(zhèn)第五章基站天線的選型原則根據(jù)基站覆蓋類型大致分為：49第五章基站天線的選型（一）

話務(wù)量高密集市區(qū)根據(jù)天線高度、基站距離，可由下式計(jì)算出天線傾角公式：

＝arcｔｇ（h/r）＋?/2（式中

為波束傾角，ｈ為天線高度，ｒ?yàn)楦采w距離，?為垂直半功率角）（1） 對(duì)話務(wù)量高密集區(qū)，基站間距離300-500米，計(jì)算得出

大約在10°～ 19°之間。采用內(nèi)置電下傾9°的+45°雙極化水平半功率瓣寬65°定向天線。再加上機(jī)械可變15°的傾角，可以保證方向圖水平半功率寬度在主瓣下傾10°～19°內(nèi)無(wú)變化。經(jīng)使用證明完全可滿足對(duì)高密集市區(qū)覆蓋且不干擾的要求。第五章基站天線的選型（一）

話務(wù)量高密集市區(qū)50第五章基站天線的選型（2）對(duì)話務(wù)量中密集區(qū)，基站間距離大于500米，

大約在6°～16°之間可選擇+45°雙極化，內(nèi)置電下傾6°的水平半功率瓣寬65°定向天線，可以保證主瓣在下傾的6°～16°內(nèi)水平半功率寬度無(wú)變化?？蓾M足對(duì)中密話區(qū)覆蓋且不干擾的要求。（3）對(duì)話務(wù)量低密集區(qū)，基站間距離可能更大一