第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化

第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2024/5/161第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.1電波傳播特性當(dāng)前陸地移動(dòng)通信主要使用的頻段為VHF和UHF，即150MHz，450MHz、900MHz、1800MHz，2.4GHz。移動(dòng)通信中的傳播方式主要有直射波、反射波、地表面波等傳播方式，由于地表面波的傳播損耗隨著頻率的增高而增大，傳播距離有限。2024/5/162第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.1典型的移動(dòng)信道電波傳播路徑2024/5/163第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.1.1自由空間電波傳播方式自由空間電波傳播是指天線(xiàn)周?chē)鸀闊o(wú)限大真空時(shí)的電波傳播，它是理想傳播條件。電波在自由空間傳播時(shí)，可以認(rèn)為是直射波傳播，其能量既不會(huì)被障礙物所吸收，也不會(huì)產(chǎn)生反射或散射。但是，當(dāng)電波經(jīng)過(guò)一段路徑傳播之后，能量仍會(huì)受到衰減，這是由于輻射能量的擴(kuò)散而引起的。自由空間中電波傳播損耗（亦稱(chēng)衰減）只與工作頻率f和傳播距離d有關(guān)，當(dāng)f或d增大一倍時(shí)，損耗增加6dB。

2024/5/164第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.1.2反射波

電波在傳輸過(guò)程中，遇到兩種不同介質(zhì)的光滑界面時(shí)，會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象。

圖2.2反射波和直射波2024/5/165第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化由于直射波和反射波的起始相位是一致的，因此兩路信號(hào)到達(dá)接收天線(xiàn)的時(shí)間差換算成相位差為：再加上地面反射時(shí)大都要發(fā)生一次反相，實(shí)際的兩路電波相位差為：

在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，影響傳播的三種最基本的傳播機(jī)制為反射、繞射和散射。

2024/5/166第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.1.3陰影效應(yīng)

1、什么是陰影效應(yīng)？當(dāng)電波在傳播路徑上遇到起伏地形、建筑物、植被（高大的樹(shù)林）等障礙物的阻擋時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)的陰影。2、盲區(qū)移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中通過(guò)不同障礙物的陰影時(shí)，存在陰影區(qū)（盲區(qū)）。因此盲區(qū)定義是某些特定區(qū)域中，電波被吸收或被反射而使移動(dòng)臺(tái)接收不到信息。它要求在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)置基站時(shí)必須予以充分的考慮。

2024/5/167第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.3陰影效應(yīng)示意圖2024/5/168第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化3、慢衰落就構(gòu)成接收天線(xiàn)處場(chǎng)強(qiáng)中值的變化，從而引起衰落，由于這種衰落的變化速率較慢，又稱(chēng)為慢衰落。慢衰落速率主要決定于傳播環(huán)境，即移動(dòng)臺(tái)周?chē)匦?，包括山丘起伏，建筑物的分布與高度，街道走向，基站天線(xiàn)的位置與高度，移動(dòng)臺(tái)行進(jìn)速度等，而與頻率無(wú)關(guān)。2024/5/169第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化4、慢衰落的深度

慢衰落的深度，即接收信號(hào)局部中值電平變化的幅度取決于信號(hào)頻率與障礙物狀況。頻率較高的信號(hào)比頻率較低的信號(hào)容易穿透建筑物，而頻率較低的信號(hào)比頻率較高的信號(hào)更具有較強(qiáng)的繞射能力。慢衰落的特性是與環(huán)境特征密切相關(guān)的，可用電場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法找出其統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

2024/5/1610第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化(a)測(cè)試示意圖(b)衰落示意圖圖2-4衰落測(cè)試2024/5/1611第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析表明，接收信號(hào)的局部均值rlm近似服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為:

式中，為整個(gè)測(cè)試區(qū)的平均值，即的期望值，取決于發(fā)射機(jī)功率、發(fā)射和接收天線(xiàn)高度以及移動(dòng)臺(tái)與基站的距離。

為標(biāo)準(zhǔn)偏差，取決于測(cè)試區(qū)的地形地物、工作頻率等因素，

的數(shù)值見(jiàn)表2.1。

2024/5/1612第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化表2.1標(biāo)準(zhǔn)偏差（dB）頻率(MHz)準(zhǔn)平坦地形不規(guī)則地形,△h(m)市區(qū)郊區(qū)50150300508910503.5~5.54~79111345067.51115189006.581418242024/5/1613第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.1.4移動(dòng)信道的多徑傳播特性

1、陸地移動(dòng)信道的主要特征是多徑傳播。圖2.5電磁波傳播路徑示意圖2024/5/1614第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2、多普勒效應(yīng)

指當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中通信時(shí)，相對(duì)速度引起頻移。頻移與速度和入射波方向有關(guān)?？捎孟率奖硎荆菏街校?/p>

是入射電波與移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向的夾角，v是運(yùn)動(dòng)速度，

是波長(zhǎng)。2024/5/1615第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.6入射角

2024/5/1616第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.1.6電波傳播損耗預(yù)測(cè)模型與中值路徑損耗預(yù)測(cè)

1、信號(hào)中值預(yù)測(cè)電波傳播的路徑損耗預(yù)測(cè)問(wèn)題，又稱(chēng)為信號(hào)中值預(yù)測(cè)。2、損耗預(yù)測(cè)模型

場(chǎng)強(qiáng)估算模型；Okumura模式（OM模型）；Egli模型；Bullingron（BM）模型。2024/5/1617第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.2天線(xiàn)基本原理2.2.1天線(xiàn)的輻射特性導(dǎo)線(xiàn)載有交變電流時(shí)，可形成電磁波輻射。輻射的能力與導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)短和形狀有關(guān)，能產(chǎn)生顯著輻射的直導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為振子。圖2.15導(dǎo)線(xiàn)載形成電磁波輻射示意圖2024/5/1618第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化天線(xiàn)的功能是控制輻射能量的去向，一個(gè)單一的對(duì)稱(chēng)振子具有“面包圈”形的方向圖。對(duì)稱(chēng)振子組陣控制輻射能量構(gòu)成“扁平的面包圈”，把信號(hào)集中到所需要的地方。圖2.16對(duì)稱(chēng)振子具有“面包圈”和“扁平的面包圈”形的方向圖2024/5/1619第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化利用反射板可把輻射能量控制聚焦到一個(gè)方向，反射面放在陣列的一邊構(gòu)成扇形覆蓋天線(xiàn)，進(jìn)一步提高了增益。例如扇形覆蓋天線(xiàn)與單個(gè)對(duì)稱(chēng)振子相比的增益為10log(8mW/1mW)=9dBd圖2.17天線(xiàn)的扇形覆蓋示意圖2024/5/1620第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.2.2基本電振子

指無(wú)限小的線(xiàn)電流元，即其長(zhǎng)度L遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)λ?；倦娬褡拥妮椛涫怯蟹较蛐缘?。

2024/5/1621第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.2.3電對(duì)稱(chēng)振子最簡(jiǎn)單的天線(xiàn)是對(duì)稱(chēng)振子。它是由兩段同樣粗細(xì)和長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成，在天線(xiàn)中間的兩個(gè)端點(diǎn)之間饋電。半波振子天線(xiàn)長(zhǎng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系可表示為2L=λ/2；全波振子天線(xiàn)長(zhǎng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系為2L=λ。2024/5/1622第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化1、對(duì)稱(chēng)振子：兩臂長(zhǎng)度相等的振子，每臂長(zhǎng)度為λ/4。2、全波對(duì)稱(chēng)振子：全長(zhǎng)與波長(zhǎng)相等的振子。3、折合振子：將振子折合起來(lái)。2024/5/1623第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化表2.1基本電振子、半波振子、全波振子天線(xiàn)的增益天線(xiàn)類(lèi)型增益(dBi)基本電振子1.76半波振子2.14全波振子3.802024/5/1624第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.3天線(xiàn)的基本特性2.3.1方向1、定義

指天線(xiàn)向一定方向輻射電磁波的能力，對(duì)接收天線(xiàn)表示天線(xiàn)對(duì)來(lái)自不同方向的電波的接收能力。天線(xiàn)方向的選擇性常用方向圖來(lái)表示。2、輻射方向圖以天線(xiàn)為球心的等半徑球面上，相對(duì)場(chǎng)強(qiáng)隨坐標(biāo)變量θ和φ變化的圖形；工程設(shè)計(jì)中一般使用二維方向圖，可用極坐標(biāo)來(lái)表示天線(xiàn)在垂直方向和水平方向的方向圖。2024/5/1625第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.7水平方向角圖2.8垂直方向角2024/5/1626第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.9三維方向圖2024/5/1627第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.3.2波束寬度

方向圖中通常都有兩個(gè)瓣或多個(gè)瓣，其中最大的瓣稱(chēng)為主瓣，其余的瓣稱(chēng)為副瓣，波束寬度是主瓣兩半功率點(diǎn)間的夾角，又稱(chēng)為半功率（角）波束寬度、3dB波束寬度。主瓣波束寬度越窄，方向性越好，抗干擾能力越強(qiáng)，經(jīng)?？紤]3dB、10dB波束寬度。

2024/5/1628第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.10波束寬度示意圖2024/5/1629第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.3.3前后比

天線(xiàn)方向圖中，前后瓣最大電平之比稱(chēng)為前后比。

前后比值越大，天線(xiàn)定向接收性能就越好，基本半波振子天線(xiàn)的前后比為，對(duì)來(lái)自振子前后的相同信號(hào)電波具有相同的接收能力。以dB表示的前后比=10log前向功率/反向功率，典型值為25dB左右，有一個(gè)盡可能小的反向功率。2024/5/1630第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.11前后比示意圖2024/5/1631第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.3.4增益天線(xiàn)的增益是表示天線(xiàn)在某一特定方向上能量被集中的能力。增益的定義：在相同的輸入功率下，天線(xiàn)在最大輻射方向上某點(diǎn)產(chǎn)生的輻射功率密度和將其用參考天線(xiàn)替代后在同一點(diǎn)產(chǎn)生的輻射功率密度之比值。2024/5/1632第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.12天線(xiàn)的增益示意圖2024/5/1633第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.3.5天線(xiàn)的極化1、極化的定義極化是指在垂直于傳播方向的波陣面上，電廠(chǎng)強(qiáng)度矢量端點(diǎn)隨時(shí)間變化的軌跡。如果軌跡為直線(xiàn)，則稱(chēng)為線(xiàn)極化波，如果軌跡為圓形或者橢圓形，則稱(chēng)為圓極化波或者橢圓極化波。2、極化的分類(lèi)平面波按極化可分為線(xiàn)極化波、圓極化波（或橢圓極化波）。線(xiàn)極化波可分為垂直線(xiàn)極化波和水平線(xiàn)極化波；還有±45°傾斜的極化波。2024/5/1634第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.13天線(xiàn)的極化示意圖2024/5/1635第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.3.6天線(xiàn)的帶寬通常帶寬定義為：天線(xiàn)增益下降3dB時(shí)的頻帶寬度，或在規(guī)定的駐波比下天線(xiàn)的工作頻帶寬度。帶寬是指天線(xiàn)處于良好工作狀態(tài)下的頻率范圍，超過(guò)這個(gè)范圍，天線(xiàn)的各項(xiàng)性能將變差。工作帶寬可根據(jù)天線(xiàn)的方向圖特性、輸入阻抗或電壓駐波比的要求確定。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，天線(xiàn)的工作帶寬指當(dāng)天線(xiàn)的輸入駐波比≤1.5時(shí)帶寬，當(dāng)天線(xiàn)的工作波長(zhǎng)不是最佳時(shí)天線(xiàn)性能要下降。

2024/5/1636第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.14天線(xiàn)帶寬示意圖2024/5/1637第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.4.4天線(xiàn)陣列輻射2.4.1基站天線(xiàn)的類(lèi)型1、全向天線(xiàn)

全向天線(xiàn)在水平方向功率均勻地輻射，垂直方向圖上，輻射能量是集中的，可獲得天線(xiàn)增益。水平方向圖的形狀基本為圓形。一般由半波振子排列成的直線(xiàn)陣構(gòu)成，并把按設(shè)計(jì)要求的功率和相位饋送到各個(gè)半波振子，以提高輻射方向上的功率?？梢詫氩ㄕ褡影凑罩本€(xiàn)排列，振子單元數(shù)量每增加一倍，增益增加3dB，通常典型的增益值是6～9dBd的全向天線(xiàn)，高度為3米。2024/5/1638第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.18全向天線(xiàn)圖例2024/5/1639第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2、定向天線(xiàn)

定向天線(xiàn)在垂直和水平方向上都具有方向性，水平和垂直輻射方向圖是非均勻的，其一般是由直線(xiàn)天線(xiàn)陣加上反射板構(gòu)成，也可以直接采用方向天線(xiàn)（八木天線(xiàn)），其增益在9～20dBd左右。高增益的天線(xiàn)，其方向圖將會(huì)非常狹窄。2024/5/1640第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.19定向天線(xiàn)圖例2024/5/1641第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化3、構(gòu)成或直接采用方向天線(xiàn)典型增益值是9～16dBd，結(jié)構(gòu)上一般為8～16個(gè)單元的天線(xiàn)陣。圖2.208～16個(gè)單元的天線(xiàn)陣2024/5/1642第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化4、智能天線(xiàn)智能天線(xiàn)最早應(yīng)用于軍事用途，在20世紀(jì)90年代，開(kāi)始應(yīng)用在GSM上。智能天線(xiàn)技術(shù)在3G系統(tǒng)中將顯得非常重要。主要有多波束智能天線(xiàn)與自適應(yīng)智能天線(xiàn)。5、多波束天線(xiàn)

一個(gè)扇區(qū)多個(gè)波束覆蓋。波束指向固定，寬度隨陣元數(shù)定，用波束切換技術(shù)隨用戶(hù)移動(dòng)，基站自動(dòng)選擇不同的相應(yīng)波束，使接收信號(hào)最強(qiáng)。

2024/5/1643第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化6、多波束智能天線(xiàn)

多波束智能天線(xiàn)系統(tǒng)必須在多波束智能天線(xiàn)與基站間添加射頻交換矩陣。由4個(gè)置于一條直線(xiàn)且相距半個(gè)波長(zhǎng)的陣元組成，在一個(gè)傳統(tǒng)基站120°扇區(qū)內(nèi)，該天線(xiàn)產(chǎn)生4個(gè)30°的并行窄波束，多波束智能天線(xiàn)通過(guò)檢測(cè)上行鏈路的到達(dá)方向DOA選擇對(duì)應(yīng)的下行邏路的最佳波束。

2024/5/1644第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.21多波束智能天線(xiàn)系統(tǒng)2024/5/1645第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化

目前在GSM系統(tǒng)中采用多波束智能天線(xiàn)，使用多波束智能天線(xiàn)的GSM系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)波束分集，解決衰落問(wèn)題。分集接收的兩個(gè)支路信號(hào)取自多波束智能天線(xiàn)兩個(gè)波束的接收信號(hào)，采用波束分集時(shí)，要求系統(tǒng)選擇兩個(gè)最佳波束，通過(guò)射頻交換矩陣與接收機(jī)的兩個(gè)分集接收端連接。2024/5/1646第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化7、其它特殊的天線(xiàn)

用于特殊場(chǎng)合信號(hào)覆蓋的天線(xiàn)。例如泄漏同軸電纜，泄漏同軸電纜外層窄縫允許所傳送的信號(hào)能量沿整個(gè)電纜長(zhǎng)度不斷泄漏輻射，它能夠起到連續(xù)不斷的覆蓋作用，主要用于室內(nèi)覆蓋和隧道的覆蓋，使接收信號(hào)能從窄縫進(jìn)入電纜傳送到基站。使用泄漏同軸電纜時(shí)，沒(méi)有增益。為了延伸覆蓋范圍可以使用雙向放大器，通常能滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用的典型傳輸功率值是20～30W，但是價(jià)格昂貴。

2024/5/1647第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化8、多天線(xiàn)系統(tǒng)

許多單獨(dú)天線(xiàn)形成的合成輻射方向圖。最簡(jiǎn)單的類(lèi)型是在塔上相反方向安裝兩個(gè)方向性天線(xiàn)，通過(guò)功率分配器饋電。目的是用一個(gè)小區(qū)覆蓋大范圍，比用兩個(gè)小區(qū)情況所使用的信道數(shù)要少。使用時(shí)不能使用全向天線(xiàn)，或當(dāng)所需的增益(較大的覆蓋面積)比一個(gè)全向天線(xiàn)系統(tǒng)所能提供的要大時(shí)，可用多天線(xiàn)系統(tǒng)來(lái)形成全向方向圖。典型增益是單獨(dú)天線(xiàn)增益減去功率分配器帶來(lái)的3dB損耗。2024/5/1648第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.4.2典型的移動(dòng)基站天線(xiàn)技術(shù)指標(biāo)1、有效輻射功率ERPERP以理論上的點(diǎn)源為基準(zhǔn)的天線(xiàn)輻射功率，ERP對(duì)于基站天線(xiàn)表示為ERP=P-LC-Lf+Ga。P是基站輸出功率，LC是合路器損耗，Lf是饋線(xiàn)損耗，Ga是基站天線(xiàn)增益。基站天線(xiàn)增益用dBi表示為等效各向同性輻射功率EIRP。

2024/5/1649第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2、典型指標(biāo)增益15dBi；極化方式為垂直極化；阻抗50Ω；反向損耗>18Db；前后比>30dB；可調(diào)下傾角2°～10°；3dB（半功率）波束寬度，水平64°，垂直18°；10dB波束寬度，水平120°，垂直30°；垂直上旁瓣抑制<-12dB，垂直下旁瓣抑制<-14dB。2024/5/1650第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.5天線(xiàn)分集技術(shù)2.5.1抗衰落技術(shù)概述

衰落是移動(dòng)通信信道的基本特征。多徑傳播使接收信號(hào)不僅包含數(shù)量約為10Hz～100Hz的多普勒頻移和幾十分貝的深度衰落，而且有數(shù)微秒的時(shí)延差。這些影響會(huì)造成傳輸性能的下降和嚴(yán)重的碼間干擾（ISI），使數(shù)字信號(hào)誤碼率增加。陰影效應(yīng)和氣象條件的變化會(huì)造成信號(hào)幅度的降低和相位變化。這都是移動(dòng)信道獨(dú)有的特性，它將影響移動(dòng)通信系統(tǒng)的接收性能。2024/5/1651第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化為了提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能，采用分集、信道均衡和信道編碼三種技術(shù)來(lái)改善接收信號(hào)質(zhì)量。1、分集技術(shù)用來(lái)補(bǔ)償衰落信道損耗的，它通常要通過(guò)兩個(gè)或更多的接收天線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)?；竞鸵苿?dòng)臺(tái)的接收機(jī)都可以應(yīng)用分集技術(shù)。分集技術(shù)有多種，主要可分為兩大類(lèi)：顯分集和隱分集。2024/5/1652第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2、均衡可以補(bǔ)償時(shí)分信道中由于多徑效應(yīng)而產(chǎn)生的碼間干擾（ISI）。3、信道編碼通過(guò)在發(fā)送信息時(shí)加入冗余的數(shù)據(jù)位來(lái)改善通信鏈路的性能。2024/5/1653第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.5.2分集技術(shù)分集技術(shù)（DiversityTechniques）就是研究如何利用多徑信號(hào)來(lái)改善系統(tǒng)的性能。分集技術(shù)利用多條傳輸相同信息且具有近似相等的平均信號(hào)強(qiáng)度和相互獨(dú)立衰落特性的信號(hào)路徑，并在接收端對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喜ⅲ–ombining），以便大大降低多徑衰落的影響，從而改善傳輸?shù)目煽啃浴?024/5/1654第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化1、天線(xiàn)分集接收分集天線(xiàn)間的距離D：為了保證分集效果，接收天線(xiàn)和分集接收天線(xiàn)間保持的一定空間間隔，通常根據(jù)參數(shù)η、天線(xiàn)有效高度h，來(lái)設(shè)計(jì)分集天線(xiàn)間的距離D。η=h/D，η在900MHz時(shí)取10，在1800MHz時(shí)取20。2024/5/1655第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2、空間分集（SpaceDiversity）

空間分集要求配備兩副接收天線(xiàn)以提供兩路互不相關(guān)的同一信號(hào)，從而達(dá)到解決多徑衰落的作用。

發(fā)射端采用一副發(fā)射天線(xiàn)，接收端采用多副天線(xiàn)。接收端天線(xiàn)之間的距離d應(yīng)足夠大，以保證各接收天線(xiàn)輸出信號(hào)的衰落特性是相互獨(dú)立的。在移動(dòng)通信中，空間的間距越大，多徑傳播的差異就越大，所收?qǐng)鰪?qiáng)的相關(guān)性就越小。為獲得相同的相關(guān)系數(shù)，基站兩分集天線(xiàn)之間垂直距離應(yīng)大于水平距離。2024/5/1656第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.22空間分集示意圖2024/5/1657第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.5.3分集信號(hào)的合并技術(shù)

接收端收到M（M≥2）個(gè)分集信號(hào)后，如何利用這些信號(hào)以減小衰落的影響，這就是合并問(wèn)題。在接收端取得M條相互獨(dú)立的支路信號(hào)以后，可以通過(guò)合并技術(shù)得到分集增益。根據(jù)在接收端使用合并技術(shù)的位置不同，可以分為檢測(cè)前（Pre-detection）合并技術(shù)和檢測(cè)后（Post-detection）合并技術(shù)。合并技術(shù)通常有4類(lèi)：選擇式合并（SelectiveCombining）、最大比合并（MaximumRatioCombing）、等增益合并（EqualGainCombining）和開(kāi)關(guān)式合并（SwitchingCombining）。

2024/5/1658第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.24選擇式合并的原理2024/5/1659第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.6天線(xiàn)下傾技術(shù)

天線(xiàn)下傾主要是改變天線(xiàn)的垂直方向圖主瓣指向，使垂直方向圖的主瓣信號(hào)指向覆蓋小區(qū)，而垂直方向圖的零點(diǎn)或副瓣對(duì)準(zhǔn)受其干擾的同頻小區(qū)。改善服務(wù)小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度，提高服務(wù)小區(qū)內(nèi)的C/I值，減少對(duì)遠(yuǎn)處同頻小區(qū)的干擾，提高系統(tǒng)的頻率復(fù)用能力，增加系統(tǒng)容量，改善基站附近的室內(nèi)覆蓋性能。

2024/5/1660第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化天線(xiàn)下傾有兩種實(shí)現(xiàn)方式：機(jī)械下傾和電下傾。圖2.25天線(xiàn)下傾示意圖2024/5/1661第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化

2.6.1機(jī)械下傾

機(jī)械下傾是利用天線(xiàn)的機(jī)械裝置來(lái)調(diào)節(jié)天線(xiàn)立面對(duì)于地平面的角度。機(jī)械下傾天線(xiàn)隨著下傾角的增加，在超過(guò)10°后，其水平方向圖將產(chǎn)生變形，在達(dá)到20°的時(shí)候，天線(xiàn)前方會(huì)出現(xiàn)明顯的凹坑。2024/5/1662第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.26天線(xiàn)前方的凹坑2024/5/1663第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.27下傾0°-13°時(shí)的載干比C/I分布圖2024/5/1664第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.6.2電下傾電下傾是通過(guò)調(diào)節(jié)天線(xiàn)各振子單元的相位來(lái)改變天線(xiàn)垂直方向下的主瓣方向，此時(shí)天線(xiàn)仍保持與水平面垂直。

圖2.28電下傾垂直方向圖2024/5/1665第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化電下傾和機(jī)械下傾的波形對(duì)本圖

圖2.29波形對(duì)本圖副瓣功率強(qiáng)度/主瓣功率強(qiáng)度=副瓣電平。2024/5/1666第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.7駐波比2.7.1駐波比概念

駐波比（VoltageStandingWaveRatio，VSWR）：饋線(xiàn)上的電流（電壓）最大值與電流（電壓）最小值之比或者無(wú)線(xiàn)前射和反射功率的一種比值。用于測(cè)量天線(xiàn)的好壞的一種參考值。 對(duì)天饋線(xiàn)進(jìn)行測(cè)試主要是通過(guò)測(cè)量其駐波比（VSWR）或回?fù)p（Returnloss)的值和隔離度（Isolation)來(lái)判斷天線(xiàn)的安裝質(zhì)量。2024/5/1667第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.7.2駐波比告警

RBS200基站發(fā)射天饋線(xiàn)的駐波比告警一般設(shè)為1.5,RBS2000站的駐波比一級(jí)告警為2.2,二級(jí)告警為1.8。2024/5/1668第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.7.3基站發(fā)射天線(xiàn)之間的隔離度

RBS200基站發(fā)射天線(xiàn)之間的隔離度應(yīng)大于40DB，發(fā)射與接收天線(xiàn)之間的隔離度應(yīng)大于20DB。

RBS2000站發(fā)射天線(xiàn)之間的隔離度應(yīng)大于30DB，發(fā)射與接收天線(xiàn)之間的隔離度應(yīng)大于30DB。2024/5/1669第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.7.4駐波比的測(cè)量1、天饋線(xiàn)測(cè)試的常用儀器頻譜儀、TDR和Site-master，目前使用較多的是Site-master。它是一種用于測(cè)量回?fù)p，駐波比，電纜損耗的專(zhuān)用工具。2、Site-master的優(yōu)點(diǎn)可直接測(cè)得天饋線(xiàn)駐波比的數(shù)值；可以測(cè)天線(xiàn)的隔離度和回?fù)p；可以快速的進(jìn)行故障定位（DTF）；可以測(cè)纜線(xiàn)的插入損耗和基站的發(fā)射功率。3、天饋線(xiàn)的測(cè)試內(nèi)容天線(xiàn)、硬饋線(xiàn)、軟跳線(xiàn)和ALNA。

2024/5/1670第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化圖2.30天饋線(xiàn)測(cè)試儀2024/5/1671第2章電波與天線(xiàn)工作原理及優(yōu)化2.8天饋線(xiàn)安裝與測(cè)量2.8.1天饋系統(tǒng)對(duì)覆蓋范圍的影響

天饋系統(tǒng)是整個(gè)基站中最經(jīng)常出現(xiàn)故障的部分，而且對(duì)系統(tǒng)的性能影響較大。天線(xiàn)檢查工作在硬件清障中工作量較大，特別是在我國(guó)南方沿