《天线知识简要介绍》PPT课件.ppt

天线知识简要介绍,天线知识简要介绍,主要知识点: 天线方向 天线增益 波瓣宽度 前后比 上旁瓣抑制 天线的极化 常见天线类型,天线方向,天线方向,天线方向,发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。 垂直放置的半波对称振子具有平放的 “面包圈” 形的立体方向图（图1.3.1 a）。 立体方向图虽然立体感强，但绘制困难， 图1.3.1 b 与图1.3.1 c 给出了它的两个主平面方向图，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。从图1.3.1 b 可以看出，在振子的轴线方向上辐射为零，最大辐射方向在水平面上；而从图1.3.1 c 可以看出，在水平面上各个方向上的辐射一样大。,天线方向,若干个对称振子组阵，能够控制辐射，产生“扁平的面包圈” ，把信号进一步集中到在水平面方向上。下图是4个半波对称振子沿垂线上下排列成一个垂直四元阵时的立体方向图和垂直面方向图。,天线方向,可以利用反射板可把辐射能控制到单侧方向 平面反射板放在阵列的一边构成扇形区覆盖天线。下面的水平面方向图说明了反射面的作用-反射面把功率反射到单侧方向，提高了增益。 天线的基本知识全向阵 （垂直阵列 不带平面反射板）。 抛物反射面的使用，更能使天线的辐射，像光学中的探照灯那样，把能量集中到一个小立体角内，从而获得很高的增益。不言而喻，抛物面天线的构成包括两个基本要素：抛物反射面 和 放置在抛物面焦点上的辐射源。,天线方向,天线增益,天线增益 增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 可以这样来理解增益的物理含义-为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号。 如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需 100 / 20 = 5W . 换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。,天线增益,半波对称振子的增益为G = 2.15 dBi ; 4个半波对称振子 沿垂线上下排列，构成一个垂直 四元阵，其增益约为G = 8.15 dBi ( dBi这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源) 。 如果以半波对称振子作比较对象，则增益的单位是dBd 。 半波对称振子的增益为G = 0 dBd （因为是自己跟自己比，比值为1，取对数得零值。） ； 垂直四元阵，其增益约为G = 8.15 2.15 = 6 dB,波瓣宽度,波瓣宽度 方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。 参见图1.3.4 a , 在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低 3 dB（功率密度降低一半）的两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称 波束宽度 或 主瓣宽度 或 半功率角）。波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。还有一种波瓣宽度，即 10dB波瓣宽度，顾名思义它是方向图中辐射强度降低 10dB （功率密度降至十分之一） 的两个点间的夹角，见图1.3.4 b .,波瓣宽度,前后比 方向图中，前后瓣最大值之比称为前后比，记为 F / B 。前后比越大，天线的后向辐射 （或接收）越小。前后比F / B 的计算十分简单- F / B = 10 Lg （前向功率密度） /（ 后向功率密度） 对天线的前后比F / B 有要求时，其典型值为 （18 - 30）dB，特殊情况下则要求（35 - 40）dB 。,前后比,上旁瓣抑制,上旁瓣抑制 对于基站天线，人们常常要求它的垂直面（即俯仰面）方向图中，主瓣上方第一旁瓣尽可能弱一些。这就是所谓的上旁瓣抑制 。基站的服务对象是地面上的移动电话用户，指向天空的辐射是毫无意义的。 为使主波瓣指向地面，安置时需要将天线适度下倾,上旁瓣抑制,天线的极化,天线的极化 天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。人们规定：电场的方向就是天线极化方向。一般使用的天线为单极化的。下图示出了两种基本的单极化的情况：垂直极化-是最常用的；水平极化-也是要被用到的。,天线的极化,天线的极化,下图示出了另两种单极化的情况：+45 极化 与 -45 极化，它们仅仅在特殊场合下使用。 这样，共有四种单极化了，见下图. 把垂直极化和水平极化两种极化的天线组合在一起，或者， 把 +45 极化和 -45 极化两种极化的天线组合在一起，就构成了一种新的天线-双极化天线。,天线的极化,天线的极化,两个单极化天线安装在一起组成一付双极化天线，注意，双极化天线有两个接 头. 双极化天线辐射（或接收）两个极化在空间相互正交（垂直）的波。,天线的极化,常见天线类型,常见天线类型 板状天线 高增益栅状抛物面天线 八木定向天线 室内吸顶天线 室内壁挂天线,常见天线类型,板状天线 无论是GSM 还是CDMA， 板状天线是用得最为普遍的一类极为重要的基站天线。这种天线的优点是：增益高、扇形区方向图好、后瓣小、垂直面方向图俯角控制方便、密封性能 可靠以及使用寿命长。 板状天线也常常被用作为直放站的用户天线，根据作用扇形区的范围大小，应选择相应的天线型号。,常见天线类型,基站板状天线基本技术指标示例,常见天线类型,板状天线高增益的形成,常见天线类型,在直线阵的一侧加一块反射板 （以带反射板的二半波振子垂直阵为例）,常见天线类型,为提高板状天线的增益，还可以进一步采用八个半波振子排阵 前面已指出，四个半波振子排成一个垂直放置的直线阵的增益约为 8 dB；一侧加有一个反 射板的四元式直线阵，即常规板状天线，其增益约为 14 - 17 dB 。一侧加有一个反射板的八元式直线阵，即加长型板状天线，其增益约为 16- 19 dB . 不言而喻，加长型板状天线的长度，为常规板状天线的一倍，达 2.4 m 左右。,常见天线类型,常见天线类型,高增益栅状抛物面天线 从性能价格比出发，人们常常选用栅状抛物面天线作为直放站施主天线。由于抛物面具有良 好的聚焦作用，所以抛物面天线集射能力强，直径为 1.5 m 的栅状抛物面天线，在900兆频段，其增益即可达 G = 20 dB . 它特别适用于点对点的通信，例如它常常被选用为直放站的施主天线。 抛物面采用栅状结构，一是为了减轻天线的重量，二是为了减少风的阻力。,常见天线类型,抛物面天线一般都能给出 不低于 30 dB 的前后比 ，这也正是直放站系统防自激而对接收 天线所提出的必须满足的技术指标。,常见天线类型,八木定向天线 八木定向天线，具有增益较高、结构轻巧、架设方便、价格便宜等优点。因此，它特别适用于点对点的通信，例如它是室内分布系统的室外接收天线的首选天线类型。 八木定向天线的单元数越多，其增益越高，通常采用 6 - 12 单元的八木定向天线，其增益 可达 10-15 dB 。,常见天线类型,常见天线类型,室内吸顶天线 室内吸顶天线具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。 现今市场上见到的室内吸顶天线，外形花色很多，但其内芯的购造几乎都是一样的。这种吸顶天线的内部结构，虽然尺寸很小，但由于是在天线宽带理论的基础上，借助计算机的辅助设计，以及使用网络分析仪进行调试，所以能很好地满足在非常宽的工作频带内的驻波比要求，按照国家标准，在很宽的频带内工作的天线其驻波比指标为VSWR 2 。当然，能达到VSWR 1.5 更好。顺便指出，室内吸顶天线属于低增益天线, 一般为 G = 2 dB 。,常见天线类型,常见天线类型,室内壁挂天线 室内壁挂天线同样必须具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。 现今市场上见到的室内吸顶天线，外形花色很多，但其内芯的购造几乎也都是一样的。这种壁挂天线的内部结构，属于空气介质型微带天线。由于采用了展宽天线频宽的辅助结构，借助计算机的辅助设计，以及使用网络分析仪进行调试，所以能较好地满足了工作宽频带的要求。顺便指出，室内壁挂天线具有一定的增益，约为G = 7 dB 。,常见天线类型,规划和基站选址经验 基站初始布局 基站布局主要受场强覆盖、话务密度分布和建站条件三方面因素的制约，对于一般大中城市来说，场强覆盖的制约因素已经很小，主要受话务密度分布和建站条件两个因素的制约较大。基站布局的疏密要对应于话务密度分布情况。 但是，目前对大中城市市区还作不到按街区预测话务密度，因此，对市区可按照： (a) 繁华商业区； (b) 宾馆、写字楼、娱乐场所集中区； (c) 经济技术开发区、住宅区； (d)工业区及文教区；等进行分类。,一般来说： (a)(b)类地区应设最大配置的定向基站，如8/8/8站型，站间距在0.61.6km； (c) 类地区也应设较大配置的定向基站，如6/6/6站型或4/4/4站型，基站站间距取1.63km； (d) 类地区一般可设小规模定向基站，如2/2/2站型，站间距为35km；若基站位于城市边缘或近郊区，且站间距在5km以上，可设以全向基站。 上几类地区内都按用户均匀分布要求设站。郊县和主要公路、铁路覆盖一般可设全向或二小区基站，站间距离5km-20km左右。,结合当地地形和城市发展规划进行基站布局： a. 基站布局要结合城市发展规划，可以适度超前； b. 有重要用户的地方应有基站覆盖； c. 市内话务量“热点“地段增设微蜂窝站或增加载频配置； d. 大型商场宾馆、地铁、地下商场、体育场馆如有必要用微蜂窝或室内分布解决； e在基站容量饱和前，可考虑采用GSM900/1800双频解决方案。,站址选择与勘察 在完成基站初始布局以后，网络规划工程师要与建设单位以及相关工程设计单位一起，根据站点布局图进行站址的选择与勘察。市区站址在初选中应作到房主基本同意用作基站。初选完成之后，由网络规划工程师、工程设计单位与建设单位进行现场查勘，确定站址条件是否满足建站要求，并确定站址方案，最后由建设单位与房主落实站址。选址要求如下： - 交通方便、市电可靠、环境安全及占地面积小。 - 在建网初期设站较少时，选择的站址应保证重要用户和用户密度大的市区有良好的覆盖。 - 在不影响基站布局的前提下，应尽量选择现有电信枢纽楼、邮电局或微波站作为站址，并利用其机房、电源及铁塔等设施。 - 避免在大功率无线发射台附近设站，如雷达站、电视台等，如要设站应核实是否存在相互干扰，并采取措施防止相互干扰。,- 避免在高山上设站。高山站干扰范围大，影响频率复用。在农村高山设站往往对处于小盆地的乡镇覆盖不好。 - 避免在树林中设站。如要设站，应保持天线高于树顶。 - 市区基站中，对于蜂窝区(R=13km)基站宜选高于建筑物平均高度但低于最高建筑物的楼房作为站址，对于微蜂窝区基站则选低于建筑物平均高度的楼房设站且四周建筑物屏蔽较好。 - 市区基站应避免天线前方近处有高大楼房而造成障碍或反射后干扰其后方的同频基站。 - 避免选择今后可能有新建筑物影响覆盖区或同频干扰的站址。 - 市区两个网络系统的基站尽量共址或靠近选址。 - 选择机房改造费低、租金少的楼房作为站址。如有可能应选择本部门的局、站机房、办公楼作为站址。,NOKIA手机工程模式使用简介,如何启动和关闭Net monitor Net monitor是在功能表的最后一项，启动（或关闭）的步骤如下 1.在主页面下按Menu键进入功能表。 2.按上下键选到Net monitor选项。 3.选择”进入”。 4. 在空格处键入欲进入的页面数值,如0101就鍵入0101选择后“确认”。 5使用上下键寻找欲进入的页面，如要退出工程模式，重新进入Net monitor，在空格处键入“0000”后，选择“确认”即可。,网络测试功能的各页面的信息 页面0101:当前服务小区信息 + +abbb ccc ddd+ + e ff g mmmm+ + nnn ppp+ + oooo + + 帮助页面 # #CH RxL TxPwr# #TS TA RQ RLT# # C1 C2 # # CHT # #,a H, 如果载频跳频功能打开该处显示“H”，否则显示空格。 bbb 当手机在通话过程中，该位置显示TCH 信道号（十进制），在打开跳频功能时TCH信道号不断变化。当手机不在通话时，显示 BCCH信道号。 ccc 接收信号电平，单位：dBm 当强度小于-100dBm时，负号不显示。 ddd 通话过程中手机的发射功率电平（1-19）。 e 通话过程中所占用时隙（0-7）。 ff TA值（Time Advance），时间前置量。可用来计算手机和基站之间的距离，该数值乘以500可换算成米单位。不过因电磁波的反射、折射、吸收等的影响，该值仅供参考，范围0-63。 g 接收（下行）信号质量级别（0 7）。0级最好。 Mmmm 无线链路超时门限，为移动台因SACCH信道解码失败而断开呼叫的持续时间。其参数值表示SACCH周期（480MS）的数量。取值范围为4-64。手机不在通话状态时显示XX。 nnn 路径衰耗参数值C1，供手机进行小区选择的参数。 ppp 小区重选参数值C2。,页面 0102: 服务小区的其它信息,+ + aa b c Bdd + + ee f + + ggg hh iii + + H=j mm nn + + 帮助页面： # #PM RAR Ro BC# #RelR QLF # #CRO TO PenT # #H MAIO HSN # #,aa 寻呼类型 b 手机接入时的最大重发次数 c 漫游标志，R为漫游。 Bdd 字母B和BSIC码值。范围0-63。 ee 因信息中断和释放结束导致的上次通话释放的原因。 f 接收信号质量 0 7 ggg 小区重选偏移量，范围0 - 126 dB。0 - 63 * 2 dB. 通话状态下显示xxx。 hh 临时偏移量, 范围 0 - 60 dB。0 - 7 * 10 dB。70 dB 指临时偏移时间无限长。通话状态下显示xxx。 iii 惩罚时间，范围 0 - 620 s。0 - 31 * 20 s。通话状态下显示xxx。 j 跳频信道指示 0 单 RF 信道 1 RF 跳频信道 mm 移动配置指数偏移量,范围: 00 to 63 ，当 H=0显示xx nn 跳频序列号 HSN，0为循环跳频。范围: 00 to 63 ，当 H=0显示xx,页面 0103: 服务小区及第一、第二临近小区信息 + +aaabbbcccddd+ +aaabbbcccddd+ +aaabbbcccddd+ + ef gh + + 帮助页面: # #SCH C1 rx C2# #1CH C1 rx C2# #2CH C1 rx C2# # 1N 2N # #,aaa 频点号（十进制） bbb 手机空闲模式显示C1值.通话状态显示字母“B” 和BSIC码。 ccc 接收信号强度电平，单位dBm, 小于-100时负号不显示。 ddd C2值。 e,g 如果小区在禁止LA内，显示F，否则显示空格。 f,h 小区被禁止接入显示B，正常优先级小区显示N，低优先级小区显示L，否则显示空格。,页面0104: 第三、第四、第五相邻小区信息 页面0105: 第六、七、八相邻小区信息 页面0106: 待选网络显示 + +aaabb aaabb+ +aaabb aaabb+ +aaabb aaabb+ +aaabb aaabb+ + 帮助页面: # #LReg 1_For# #1_Pre 2_For# #2_Pre 3_For# #3_Pre 4_For# #,第一行：最后登记的网络-第一个被禁止的网络。 第二行：第一个首选网络-第二个被禁止的网络 第三行：第二个首选网络-第三个被禁止的网络 第四行：第三个首选网络-第四个被禁止的网络 aaa 国家代码 bbb 网络代码,页面0107: 服务小区的系统信息标志位 + +E A H C I BR+ +a b c d e fg+ +ECSC 2Ter MB+ + h i j+ + 帮助页面: # #Serving Cell# #System Info # #Bits # # # #,a 是否支持紧急呼叫 b 是否支持attach-detach过程 c 是否支持半速率信道 d 是否广播C2值 e 系统信息7、8是否广播。系统信息7、8包括一些小区重选的参数。 f 小区广播是否支持 g 是否支持呼叫重建 以下几条仅在双频网使用： h 是否支持Early Classmark (ECSC) sending，通话模式下显示“X” i 是否支持2-Ter messages，通话模式下显示“X”。 j 显示多波段报告十进制值(0,1,2,3),页面0108: 寻呼重复周期值、TMSI、周期性位置登记定时器、 + +TMSIaaaaaaaa+ +T321:bbb/ccc+ +PRP:d ee ff+ + ggggg hhh + + 帮助页面: # #TMSI(hex) # #T3212ctr/tim# #PaRP DSF AGC# # AFC Ch # #,aaaaaaaa 十六进制格式的TMSI值 bbb T3212 计数器的当前值 (范围000 - ccc，1个单位为6分钟。所以当该值比“ccc”小2时下一次周期性位置登记将会发生在2 * 6 = 12分钟之后。 ccc T3212定时器的超时值 (范围000 240，1个单位为6分钟。比如取值5则两次周期性位置登记间隔30分钟。取值0则表示不进行周期性位置登记)该值从网络获取。 d 寻呼重复周期值。（范围2-9） ee 下行信号传输失败值如果该值为负则显示0，最大值为45。 通话状态下显示”XX”。 ff TCH/SDCCH的增益值, 范围0-93 ggggg 压控震荡器自动频率控制， 范围 -1024 1023 hhh 服务小区信道号,页面0109 : 网络参数 + +CC:aaa NCbbb+ + LAC:ccccc + + CH : dddd + + CID:eeeee + + 帮助页面: # # MCC MNC # #LocAreaCode # #ServChannel # # CellId # #,aaa 十进制MCC值(MCC=移动国家代码) bbb 十进制MNC值(MNC=移动网络代码)，只有在 DCS1900系统中显示3位，其他系统中均显示两位数。 ccccc 十进制LAC值(LAC=位置区代码) dddd 服务小区信道号 eeeee 十进制格式小区识别码,页面0110: 交织、跳频、DTX状态以及IMSI + +CIPHER :aaa + +HOPPING:bbb + +DTX :ccc + +IMSI :ddd + + 帮助页面: # #CipherValue # #HoppingValue# #DTXValue # #IMSIAttach # #,aaa 交织值 OFF/A51/A52 bbb 跳频值 ON/OFF ccc DTX 值 ON/OFF ddd IMSI 附着情况 ON : IMSI 附着功能打开 OFF : IMSI 附着功能关闭 这些值只在手机处于通话状态时才更新。,页面 0112: 切换BTS_TEST状态 * * * * * * * BTS TEST * * BTS TEST * ON * * OFF * * * * * * * 手机仅搜索唯一频率 手机正常工作，邻近 相邻小区频点不再测量 小区频点正常测量。,依照下面的步骤激活BTS_TEST： - 将想要测量的信道频点号存储于SIM卡33号存储单元。 - 采用执行模式选择页面01-12 - 关掉手机，再重新打开。 如果成功激活，页面显示“BTS TEST ON” 如果要关闭BTS_TEST再次采用执行模式选种页面01-12，或者在SIM卡33号存储单元存储0，然后开关机。 注意：页面显示内容有时不能真实的反映BTS_TEST的真实测量信道。从页面3、4、5可以看出BTS_TEST是否开启成功，如果成功则页面3只有服务小区频点，所有邻近小区频点都被忽略。,SITE MASTER,11预调 1.1.1频率范围 - 按ON按钮打开 SiteMaster。 - 按 FREQ 软键。 - 然后按 F1 软键。 - 输入天线系统的下限（“Lower”）频率MHz值，按ENTER键。 - 再按F2 软键。 -输入天线系统的上限（“Higher”）频率MHz值，按ENTER键。 -在显示区域显示新的开始与结束值的地方检查频率 数值范围FREQ scale。 按 MAIN 软键进入主菜单。,112测试仪表较准 将测试口扩充电缆（ the test port extension cable）连到测试端口。 按 START CAL 键。 连接标记为“OPEN”端 的Open/Short器到测试扩充电缆的末端，然后按 ENTER。 Result: 在测试处理过程中“ Measuring OPEN”（测试开路）的信息将显示在屏幕上。 连接标记为“SHORT”端 的Open/Short器到测试扩充电缆的末端，然后按 ENTER。 Result: 在测试处理过程中“ Measuring OPEN”（测试开路）的信息将显示在屏幕上。 连接 “PRECISION LOAD ”（负载器）到测试扩充电缆的末端，然后按 ENTER。 Result: 测量后，