移動(dòng)通信天線系統(tǒng)

2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司1目錄無(wú)線電波的基本知識(shí)天線的基本原理傳輸線的基本概念典型的移動(dòng)通信天線技術(shù)指標(biāo)電磁波安全標(biāo)準(zhǔn)基站天饋線系統(tǒng)拋物面天線簡(jiǎn)介2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司2電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)振子磁場(chǎng)磁場(chǎng)無(wú)線電波的基本知識(shí)-傳播無(wú)線電波及其傳播無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中,電場(chǎng)、磁場(chǎng)和傳播方向三者相互垂直。電場(chǎng)方向傳播方向磁場(chǎng)方向2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司3無(wú)線電波的基本知識(shí)-分類(lèi)和傳播形式按照波長(zhǎng)來(lái)分,無(wú)線電波可分為長(zhǎng)波(波長(zhǎng)1000米以上)中波(波長(zhǎng)100~1000米)短波(波長(zhǎng)10~100米)超短波和短波(波長(zhǎng)10米以下)電波的各種傳播形式地面波傳播:表面波傳播是指電波沿著地球表面?zhèn)鞑デ闆r。這時(shí)電波是緊靠著地面?zhèn)鞑サ?，地面的性質(zhì)，地貌，地物等的情況都會(huì)影響著電波的傳播。2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司4無(wú)線電波的基本知識(shí)-傳播形式電波的各種傳播形式天波傳播:借由電離層的反射作用，電波在地面與電離層之間來(lái)回反射傳播至較遠(yuǎn)的地方。我們把經(jīng)過(guò)電離層反射到地面的電波叫天波?？臻g波傳播:當(dāng)發(fā)射以及接收天線架設(shè)得較高的時(shí)候，在視線范圍內(nèi)，電磁波直接從發(fā)射天線傳播到接收天線，另外還可以經(jīng)地面反射而到達(dá)接收天線。所以接收天線處的場(chǎng)強(qiáng)是直接波和反射波的合成場(chǎng)強(qiáng)，直接波不受地面影響，地面反射波要受到反射點(diǎn)地質(zhì)地形的影響。2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司5無(wú)線電波的基本知識(shí)-傳播形式電波的各種傳播形式散射傳播當(dāng)天線輻射出去的電波，投射到如對(duì)流層的層狀氣流等不均勻體的時(shí)候，電波發(fā)生散射或反射，一部分能量傳播到接收點(diǎn)的這種傳播稱(chēng)為散射傳播。通信距離可達(dá)300－800km,適用于無(wú)法建立微波中繼站的地區(qū)，例如用于海島之間和跨越湖泊，沙漠，雪山等地區(qū)。外層空間傳播電磁波由地面發(fā)出（或返回），經(jīng)低空大氣層和電離層而到達(dá)外層空間的傳播，如衛(wèi)星傳播，宇宙探測(cè)等均屬于這種遠(yuǎn)距離傳播。2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司6無(wú)線電波的基本知識(shí)-超短波GSM和CDMA使用的頻段屬于UHF(特高頻)超短波段.超短波由于頻率高,波長(zhǎng)短,故它的地面波衰減很快,不適合做較遠(yuǎn)距離傳播.超短波主要由空間波來(lái)傳播.在LOS內(nèi)的接受裝置能穩(wěn)定地接受直接波,而地面反射波會(huì)受到地表的影響.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司7無(wú)線電波的基本知識(shí)-傳播速度無(wú)線電波波長(zhǎng),頻率和傳播速度的關(guān)系公式:λ＝Ｖ/ｆ?zhèn)鞑ニ俣冗€與傳播介質(zhì)有關(guān),可表示為:Ｖε`＝Ｃ/√ε,其中ε為介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù).空氣的相對(duì)介電常數(shù)與真空中的接近,略大于1.在傳播中波會(huì)減弱,能量會(huì)損耗.通常使用的聚四氟乙烯絕緣同軸射頻電纜的相對(duì)介電常數(shù)約為2.1.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司8無(wú)線電波的基本知識(shí)-多徑傳播無(wú)線電波遇到障礙物時(shí),會(huì)發(fā)生反射,繞射,散射等多種傳播形式,會(huì)以不同的時(shí)延從不同的方向通過(guò)多條路徑到達(dá)接收機(jī)端的天線,這種現(xiàn)象就叫多徑傳播.多徑傳播使得信號(hào)在接收端通過(guò)矢量疊加后會(huì)產(chǎn)生或強(qiáng)或弱的合成信號(hào).合成矢量和2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司9無(wú)線電波的基本知識(shí)-損耗和效應(yīng)電波在傳播上產(chǎn)生三類(lèi)損耗和三種效應(yīng):三類(lèi)不同損耗路徑傳播損耗:又稱(chēng)衰耗,是指電波在空間傳播所產(chǎn)生的損耗,反應(yīng)了傳播在宏觀大范圍(公里量級(jí))的空間距離上的接收電平平均值的變化趨勢(shì).慢衰落損耗:是由于電波在傳播路徑上受到建筑物等阻擋所產(chǎn)生的陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的損耗.它反應(yīng)了中等范圍內(nèi)數(shù)百波長(zhǎng)量級(jí)接收電平平均值變化而產(chǎn)生的損耗,一般遵從對(duì)數(shù)正態(tài)分布,其變化率較慢,故又稱(chēng)慢衰落.快衰落損耗:是由于多徑傳播而產(chǎn)生的衰耗,它反應(yīng)了微觀范圍數(shù)十波長(zhǎng)量級(jí)接收電平平均值變化而產(chǎn)生的損耗,一般遵從Rayleigh(瑞利)分布或Rician(萊斯)分布,其變化率較慢衰落快,故稱(chēng)為快衰落.又可分為:空間選擇性,頻率選擇性和時(shí)間選擇性衰落.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司10無(wú)線電波的基本知識(shí)-損耗和效應(yīng)三種效應(yīng):陰影效應(yīng):由大型建筑物或其它物體阻擋而形成在傳播接受區(qū)域上的半盲區(qū).遠(yuǎn)近效應(yīng):由于接收用戶的隨機(jī)移動(dòng)性,用戶和基站間的距離也在隨機(jī)變化,若各用戶的發(fā)射功率一樣,那么到達(dá)基站的信號(hào)強(qiáng)弱不同,近者強(qiáng),遠(yuǎn)者弱,系統(tǒng)的非線性進(jìn)一步加重,出現(xiàn)強(qiáng)者更強(qiáng),弱者更弱和以強(qiáng)壓弱的現(xiàn)象,稱(chēng)為遠(yuǎn)近效應(yīng).多普勒效應(yīng):是由于接收的移動(dòng)用戶高速運(yùn)動(dòng)而引起傳播頻率的擴(kuò)散而引起的,其擴(kuò)散程度與用戶的運(yùn)動(dòng)速度成正比.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司11無(wú)線電波的基本知識(shí)-電波的極化無(wú)線電波的極化無(wú)線電波的空間傳播時(shí),其電場(chǎng)方向是按照一定的規(guī)律變化的,這種現(xiàn)象稱(chēng)為無(wú)線電波的極化.其電場(chǎng)方向稱(chēng)為電波的極化方向.與地面比較,分垂直極化波和水平極化波.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司12目錄無(wú)線電波的基本知識(shí)天線的基本原理傳輸線的基本概念典型的移動(dòng)通信天線技術(shù)指標(biāo)電磁波安全標(biāo)準(zhǔn)基站天饋線系統(tǒng)拋物面天線簡(jiǎn)介2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司13天線的基本原理-天線天線把從導(dǎo)線上傳下來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為無(wú)線電波發(fā)射到空間.收集無(wú)線信號(hào)并產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào).2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司14天線的基本原理-輻射場(chǎng)當(dāng)導(dǎo)體上通以高頻電流時(shí),在其周?chē)臻g會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)與磁場(chǎng).按電磁場(chǎng)在空間的分布特性,可分為近區(qū),中間區(qū),遠(yuǎn)區(qū).設(shè)R為空間一點(diǎn)距導(dǎo)體的距離,在R≤λ/2π時(shí)的區(qū)域稱(chēng)近區(qū),在該區(qū)內(nèi)的電磁場(chǎng)與導(dǎo)體中電流,電壓有緊密的聯(lián)系.在R≥λ/2π的區(qū)域稱(chēng)為遠(yuǎn)區(qū),在該區(qū)域內(nèi)電磁場(chǎng)能離開(kāi)導(dǎo)體向空間傳播,它的變化相對(duì)于導(dǎo)體上的電流電壓就要滯后一段時(shí)間,此時(shí)傳播出去的電磁波已不與導(dǎo)線上的電流,電壓有直接的聯(lián)系了,這區(qū)域的電磁場(chǎng)稱(chēng)為輻射場(chǎng).發(fā)射天線正是利用輻射場(chǎng)的這種性質(zhì),使傳送的信號(hào)經(jīng)過(guò)發(fā)射天線后能夠充分地向空間輻射.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司15天線的基本原理-輻射系統(tǒng)在平行雙線的傳輸線上為了使只有能量的傳輸而沒(méi)有輻射,必須保證兩線結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)電流大小和方向相反.且兩線間的距離≤λ.要使電磁場(chǎng)能有效地輻射出去,就必須破壞傳輸線的這種對(duì)稱(chēng)性,如采用把二導(dǎo)體成一定的角度分開(kāi),或是將其中一邊去掉等方法,都能使導(dǎo)體對(duì)稱(chēng)性破壞而產(chǎn)生輻射.如圖3,圖中將開(kāi)路傳輸或距離終端λ/4處的導(dǎo)體成直狀分開(kāi),此時(shí)終端導(dǎo)體上的電流已不是反相而是同相了,從而使該段導(dǎo)體在空間點(diǎn)的輻射場(chǎng)同相迭加.構(gòu)成一個(gè)有效的輻射系統(tǒng).2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司16天線的基本原理-接收系統(tǒng)電磁波從發(fā)射天線輻射出來(lái)以后,向四面?zhèn)鞑コ鋈?若電磁波傳播的方向上放一對(duì)稱(chēng)振子,則在電磁波的作用下,天線振子上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).如此時(shí)天線與接收設(shè)備相連,則在接收設(shè)備輸入端就會(huì)產(chǎn)生高頻電流,這樣天線就起著接收作用并將電磁波轉(zhuǎn)化為高頻電流,也就是說(shuō)此時(shí)天線起著接收天線的作用,接收效果的好壞除了電波的強(qiáng)弱外還取決于天線的方向性和半邊對(duì)稱(chēng)振子與接收設(shè)備的匹配.通常將能產(chǎn)生顯著輻射的直導(dǎo)線稱(chēng)為振子.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司17天線的基本原理-同軸線變化為天線2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司18天線的基本原理-對(duì)稱(chēng)振子兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫對(duì)稱(chēng)振子.每臂長(zhǎng)度為λ/4,稱(chēng)為半波對(duì)稱(chēng)振子.將振子折合起來(lái)的,稱(chēng)為折合振子.一個(gè)λ/2的對(duì)稱(chēng)振子在800MHz時(shí)長(zhǎng)約20cm.1/2波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)振子2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司19天線的基本原理-半波振子上的場(chǎng)分布2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司20天線的基本原理-極化極化是指垂直于傳播方向的波陣面上,天線輻射的電場(chǎng)矢量端點(diǎn)隨時(shí)間變化的軌跡.極化方向就是電場(chǎng)的方向.+45度傾斜的極化垂直極化水平極化-45度傾斜的極化2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司21天線的基本原理-雙極化天線雙極化天線中,兩個(gè)天線為一個(gè)整體,傳輸兩個(gè)獨(dú)立的波,有以下兩類(lèi):V/H(垂直/水平)傾斜(+/-45°)2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司22天線的基本原理-圓極化波如果電波在傳播過(guò)程中電場(chǎng)的方向是旋轉(zhuǎn)的,就叫橢圓極化波.旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,如果電場(chǎng)的幅度(大小)保持不變,就叫圓極化波.左旋極化波:從轉(zhuǎn)播方向看,逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)右旋極化波:從轉(zhuǎn)播方向看,順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)對(duì)于各種極化波,需要有對(duì)應(yīng)極化特性的天線來(lái)接收.當(dāng)來(lái)波和接收天線的極化方向不一致時(shí),會(huì)產(chǎn)生極化損失.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.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司23天線的基本原理-極化隔離當(dāng)接收天線的極化方向和來(lái)波的極化方向完全正交時(shí),接收天線就完全接收不到來(lái)波的能量,稱(chēng)來(lái)波和接收天線是極化隔離的.極化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)=30dB2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司24天線的基本原理-輸入阻抗天線的輸入阻抗:天線和饋線的連接端,即饋電點(diǎn)兩端感應(yīng)的信號(hào)電壓和信號(hào)電流之比.輸入阻抗有電阻分量和電抗分量.電抗分量會(huì)減少?gòu)奶炀€進(jìn)入饋線的有效信號(hào)功率.應(yīng)使電抗分量盡量為零,使天線的輸入阻抗為純電阻.輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)和工作波長(zhǎng)有關(guān).基本半波振子,其輸入阻抗為(73.1+j42.5)歐姆.當(dāng)把振子長(zhǎng)度縮短3%~5%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.即使半波振子的輸入阻抗為73.1Ω.(標(biāo)稱(chēng)75Ω)2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司25天線的基本原理-方向性天線的方向性是指天線向一定方向輻射電磁波的能力.對(duì)于接收天線而言,方向性表示天線對(duì)不同方向傳來(lái)的電波所具有的接收能力,從各方向上接收到的能量是不均勻的.可以用輻射方向圖來(lái)描述天線的方向性.輻射方向圖就是以在天線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.一般天線廠家只提供二維的天線方向圖.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司26天線的基本原理-三維方向圖天線的三維方向圖-下傾演示2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司27天線的基本原理-二維方向圖二維方向圖0dB-3dB-10dB0dB-3dB-10dB垂直水平旁瓣nulldirection主波束HPBW2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司28天線的基本原理-工作頻率范圍(帶寬)發(fā)射天線和接收天線總是在一定的頻率范圍內(nèi)工作的,通常,工作在中心頻率時(shí)天線所輸送的功率最大,偏離中心頻率時(shí)輸送的功率就會(huì)減小.有兩種定義:天線增益下降3dB時(shí)的帶寬(不同于HPBW)在規(guī)定的駐波比下天線的工作帶寬在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,按第二種定義,具體說(shuō),就是當(dāng)天線的輸入駐波比≤1.5時(shí)的天線工作帶寬.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司29天線的基本原理-工作頻率范圍(帶寬)天線的工作波長(zhǎng)不是最佳時(shí)天線的性能要下降.在工作帶寬內(nèi),天線的方向圖,增益,輸入阻抗和極化都會(huì)有微小的變化,但都在容許范圍內(nèi),而在工作頻帶之外,天線的這些電性能都將變壞.在890MHz在820MHz在850MHz1/2波長(zhǎng)振子最佳該天線的工作帶寬=890-820=70MHz2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司30天線的基本原理-功能天線的功能:控制輻射能量的去向單一對(duì)稱(chēng)振子的方向圖為了把信號(hào)能量集中到需要的方向,要求把波型壓扁2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司31天線的基本原理-功能利用對(duì)稱(chēng)振子陣列控制輻射能量為扁平形狀一個(gè)對(duì)稱(chēng)振子假設(shè)在接收機(jī)中有1mW功率

在陣中有4個(gè)對(duì)稱(chēng)振子

在接收機(jī)中就有4mW功率2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司32定義:在相等的輸入功率下,天線在最大輻射方向上某點(diǎn)產(chǎn)生的輻射功率密度和理想的參考輻射單元所在同一點(diǎn)所產(chǎn)生的輻射功率密度之比值.增益一般與天線方向圖有關(guān),方向圖主瓣越窄,后瓣,旁瓣越小,增益越高.天線的基本原理-增益PtPtrrSiSG=

D,

=Pt/Pt0Pt0Pt02024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司33天線的基本原理-dBi和dBd一個(gè)單一對(duì)稱(chēng)振子dipole具有面包圈形的方向圖輻射

一個(gè)各向同性isotropic的輻射器在所有方向具有相同的輻射一個(gè)天線與對(duì)稱(chēng)振子相比較的增益用“dBd”表示一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較的增益用“dBi”表示dBd=dBi-2.17(Alcatel資料為2.1,另有2.14?)例如:3dBd=5.17dBi2.17dB

對(duì)稱(chēng)振子的增益為2.17dB

2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司34天線的基本原理-反射板利用反射板可把輻射能量控制聚焦到一個(gè)方向(頂視)天線“扇形覆蓋天線”

將在接收機(jī)中有8mW功率

“全向陣”

例如在接收機(jī)中為4mW功率

在我們的“扇形覆蓋天線”中，反射面把功率聚焦到一個(gè)方向進(jìn)一步提高了增益。這里,“扇形覆蓋天線”與單個(gè)對(duì)稱(chēng)振子相比的增益為10log(8mW/1mW)=9dBd2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司35天線的基本原理-前后比定義:方向圖中,前后瓣最大電平之比.前后比大,天線的定向接收性能就好.一般應(yīng)≥20dB基本半波振子天線的前后比=1,對(duì)于來(lái)自振子前后的相同信號(hào)電波具有相同的接收能力.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)2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司36天線的基本原理-波束寬度方向圖中通常有兩個(gè)或多個(gè)波瓣,其中最大的波瓣稱(chēng)為主波瓣,其余的稱(chēng)為副波瓣或旁波瓣.主瓣兩半功率點(diǎn)間的夾角定義為天線方向圖的波瓣寬度,稱(chēng)為半功率角.主瓣寬越窄,則方向性越好,抗干擾性越強(qiáng).60°(eg)峰值-3dB點(diǎn)-3dB點(diǎn)15°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB水平半功率角垂直半功率角2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司37天線的基本原理-增益與波束寬度的關(guān)系一般,天線的主瓣波束寬度越窄,天線增益就越高.在旁瓣電平及前后比正常的情況下,可用下式近似表示:反射面天線,由于有效照射效率因素的影響,有:2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司38天線的基本原理-增益與波束寬度的關(guān)系全向天線增益和垂直波瓣寬度2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司3990

180

360

半功率波瓣寬度半波振子帶反射板的半波振子帶反射板的兩個(gè)半波振子以半波振子為參考的增益0dBd3dBd6dBd理論輻射圖天線的基本原理-增益與波束寬度的關(guān)系定向板狀天線增益與水平波瓣寬度2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司40天線的基本原理-天線波束的下傾波束下傾的不同情況:無(wú)下傾電下傾機(jī)械下傾2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司41天線的基本原理-電下傾的產(chǎn)生電下傾產(chǎn)生的原理: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,上短下長(zhǎng)2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司42天線的基本原理-連續(xù)可調(diào)電下傾的產(chǎn)生2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司43天線的基本原理-電下傾的波束覆蓋無(wú)下傾電下傾2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司44天線的基本原理-機(jī)械下傾的波束覆蓋無(wú)下傾機(jī)械下傾2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司45天線的基本原理-不同下傾的波束覆蓋比較10°電下傾10°機(jī)械下傾6°電下傾+4°機(jī)械下傾2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司46目錄無(wú)線電波的基本知識(shí)天線的基本原理傳輸線的基本概念典型的移動(dòng)通信天線技術(shù)指標(biāo)電磁波安全標(biāo)準(zhǔn)基站天饋線系統(tǒng)拋物面天線簡(jiǎn)介2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司47傳輸線的基本概念傳輸線:連接天線和發(fā)射(接收)機(jī)輸出(輸入)端的導(dǎo)線.主要功能:以最小的損耗有效傳輸信號(hào)能量.要求:傳輸損耗盡可能小,自身不產(chǎn)生或拾取雜散干擾信號(hào).故傳輸線要求屏蔽或平衡.當(dāng)傳輸線的幾何長(zhǎng)度大于或等于所傳輸信號(hào)的波長(zhǎng)時(shí)就叫長(zhǎng)傳輸線.安裝時(shí),傳輸線的彎曲程度不能太大,否則可能產(chǎn)生電磁波的泄漏.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司48傳輸線的基本概念-種類(lèi)超短波的傳輸線有兩種:平行線傳輸線通常由兩根平行的導(dǎo)線組成,叫對(duì)稱(chēng)式或平衡式損耗大,不適合于UHF頻段同軸電纜傳輸線由芯線和屏蔽銅網(wǎng)組成,銅網(wǎng)接地,兩根導(dǎo)線對(duì)地不對(duì)稱(chēng),叫不對(duì)稱(chēng)式或不平衡式工作范圍寬,損耗小,對(duì)靜電耦合有一定的屏蔽作用對(duì)磁場(chǎng)的干擾無(wú)能為力,使用時(shí)不可與有強(qiáng)電流的線路并行,也不能靠近低頻信號(hào)線路.2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司49傳輸線的基本概念-特性阻抗特性阻抗:無(wú)限長(zhǎng)傳輸線上各點(diǎn)電壓和電流的比值.用符號(hào)Ｚ。表示.Ｚ。=〔138/√εr〕×log(D/d)Ω,通常Ｚ。為50或75Ω,式中D為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑,d為芯線外徑,εr為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù).饋線特性阻抗與導(dǎo)體直徑、導(dǎo)體間距和導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān),與饋線長(zhǎng)短、工作頻率以及饋線終端所接負(fù)載阻抗大小無(wú)關(guān).

2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司50傳輸線的基本概念-衰減常數(shù)饋線中傳輸信號(hào)的損耗有兩種：導(dǎo)體的電阻損耗絕緣材料的介質(zhì)損耗上述兩種損耗隨饋線長(zhǎng)度的增減和工作頻率的提高而增減。衰減常數(shù)：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的損耗，單位分貝/米。γ(dB)＝10×log(Ｐ。/Ｐ)(分貝)，Ｐ。為輸出功率，Ｐ為輸入功率。2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司51傳輸線的基本概念-匹配匹配：饋線終端所接負(fù)載阻抗Ｚ等于饋線特性阻抗Ｚ。時(shí)，稱(chēng)為饋線終端是匹配連接的。當(dāng)使用的終端負(fù)載是天線時(shí)，如果天線振子較粗，輸入阻抗隨頻率的變化就較小，容易和饋線保持匹配，這時(shí)振子的工作頻率范圍就較寬。反之，則較窄。在實(shí)際工作中，天線的輸入阻抗還會(huì)受周?chē)矬w存在和雜散電容的影響。為了使饋線與天線嚴(yán)格匹配，在架設(shè)天線時(shí)還需要通過(guò)測(cè)量，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整天線的結(jié)構(gòu)，或加裝匹配裝置。2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司52傳輸線的基本概念-匹配和失匹配要獲得良好的電性能，阻抗必須匹配 電纜

50ohms天線

50ohms 80ohms2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司539.5W80

ohms50ohms朝前:10W返回:0.5W傳輸線的基本概念-反射損耗當(dāng)饋線和天線匹配時(shí)，高頻能量全部被負(fù)載吸收，饋線上只有入射波，沒(méi)有反射波。饋線上傳輸?shù)氖切胁?，饋線上各處的電壓幅度相等，饋線上任意一點(diǎn)的阻抗都等于它的特性阻抗。而當(dāng)天線和饋線不匹配時(shí)，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時(shí)，負(fù)載就不能全部將饋線上傳輸?shù)母哳l能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回來(lái)形成反射波，會(huì)來(lái)回反射。2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司54目錄無(wú)線電波的基本知識(shí)天線的基本原理傳輸線的基本概念典型的移動(dòng)通信天線技術(shù)指標(biāo)電磁波安全標(biāo)準(zhǔn)基站天饋線系統(tǒng)拋物面天線簡(jiǎn)介2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司55典型的天線技術(shù)指標(biāo)

頻率范圍 MHz 820-890

頻帶寬度 MHz 70

增益 dBi 15

極化 垂直極化阻抗 50反射損耗 dB >18

半功率(3dB)

方位 64°

俯仰 14°10分貝(10dB)波束寬度方位 120°俯仰 30°前后比 dB >30

俯仰上旁瓣抑制 dB <-12

俯仰下旁瓣抑制 dB <-14

下傾角(可調(diào)) 2-10°2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司56目錄無(wú)線電波的基本知識(shí)天線的基本原理傳輸線的基本概念典型的移動(dòng)通信天線技術(shù)指標(biāo)電磁波安全標(biāo)準(zhǔn)基站天饋線系統(tǒng)2024/8/18上海貝爾阿爾卡特通信公司57電磁波安全標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9175-88“環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”，將環(huán)境電磁波容許輻射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)分為二級(jí):一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為安全區(qū)，指在該環(huán)境電磁波強(qiáng)度下長(zhǎng)期居住、工作、生活的一切人群，均不會(huì)受到任何有害影響的區(qū)域。對(duì)于300MHz~300GHz的微波，一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：（10

w/cm2）第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為中間區(qū)，指在該環(huán)境電磁波強(qiáng)度下長(zhǎng)期居住、工作、生活的一切人群可能引起潛在性不良反應(yīng)的區(qū)域。對(duì)于300MHz~300GHz的微波，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：（