无线电波传播和天馈线基础岗前指导培训

1、无线电波传播和天馈线基础无线电波传播和天馈线基础岗前指导培训岗前指导培训课程提纲课程提纲4天线选型及安装天线选型及安装53天线基本知识天线基本知识馈线基本知识馈线基本知识1无线电波传播理论无线电波传播理论2传播模型与覆盖预测传播模型与覆盖预测无线电波频谱无线电波频谱FrequencyClassificationDesignation330Hz30300HzExtremely Low FrequencyELF3003000HzUltra LOW FrequencyULF330KHzVery-low FrequencyVLF30300KHzLow FrequencyLF（长波）（长波）300300

2、0KHzMedium FrequencyMF（中波）（中波）330MHzHigh FrequencyHF（短波）（短波）30300MHzVery High FrequencyVHF3003000MHzUltra High FrequencyUHF330GHzSuper High FrequencySHF30300GHzExtremely High FrequencyEHF3003000GHz在不同的频段内的电磁波具有不同的传播特性。对于移动通信来讲在不同的频段内的电磁波具有不同的传播特性。对于移动通信来讲，我们重点关注，我们重点关注UHFUHF频段。频段。无线电波分布在无线电波分布在3Hz3H

3、z到到3000GHz3000GHz之间，在这个频谱内划分为之间，在这个频谱内划分为1212个频带，如个频带，如下表。下表。移动通信系统工作频段移动通信系统工作频段什么叫无线电波什么叫无线电波什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向 无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称

4、为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波。，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波。湖南省邮电规划设计院湖南省邮电规划设计院3G3G培训培训6电波主要传播方式电波主要传播方式n直射波传播直射波传播n地波传播地波传播n天波传播天波传播n散射传播散射传播n绕射传播绕射传播建筑物反射波建筑物反射波绕射波绕射波直达波直达波地面反射波地面反射波直射波、反射波、地波直射波、反射波、地波直射波及地面反射波（最一般的传播

5、形式）直射波及地面反射波（最一般的传播形式）n 直射波也称视距传播或视线传播，从发射天线直接射到接收天线。这也是发射机同接收机间最简单的电波传播方式，接近于自由空间传播。自由空间指该区域是各向同性（沿各个轴特性一样）且同类（均匀结构）。n 另一种方式是地面反射波。直射波和反射波叠加的结果可能使信号加强，也可能使信号减弱，即所谓的多径效应。n地波传播的衰减随着频率增高而地波传播的衰减随着频率增高而增大，在移动通信中为非主导传增大，在移动通信中为非主导传播方式播方式对流层散射波对流层散射波对流层散射波对流层散射波（传播具有很大的随机性）（传播具有很大的随机性）这种传播主要是由于电磁波投射这种传播主

6、要是由于电磁波投射到大气层到大气层( (主要为大气中的对流层主要为大气中的对流层) )中的不均匀气团时产生散射，其中中的不均匀气团时产生散射，其中一部分电磁波到达接收地点。一部分电磁波到达接收地点。对流层是异类介质，由于天气情对流层是异类介质，由于天气情况而随时间变化。它的反射系数随况而随时间变化。它的反射系数随高度增加而减少。这种缓慢变化的高度增加而减少。这种缓慢变化的反射系数使电波弯曲。对流层方式反射系数使电波弯曲。对流层方式应用于波长小于应用于波长小于1010米（即频率大于米（即频率大于30MHz30MHz）的无线通信中。）的无线通信中。电离层反射波电离层反射波（超视距通讯途径）（超视距

7、通讯途径）对于短波以上频段，电离层是对于短波以上频段，电离层是反射体。从电离层反射的电波反射体。从电离层反射的电波可能有一个或多个跳跃，因此可能有一个或多个跳跃，因此这种传播用于长距离通信。同这种传播用于长距离通信。同对流层一样，电离层也具有连对流层一样，电离层也具有连续波动的特性。续波动的特性。电磁波的绕射（阴影效应）电磁波的绕射（阴影效应）山体绕射波（阴影区域信号来源）山体绕射波（阴影区域信号来源）绕射：电磁波在传播过程中有一定绕过障碍物的能力，这种现象绕射：电磁波在传播过程中有一定绕过障碍物的能力，这种现象称为绕射。称为绕射。由于电磁波具有一定绕射能力，所以能够绕过高低不平的地面或由于电

8、磁波具有一定绕射能力，所以能够绕过高低不平的地面或有一定高度的障碍物，然后到达接收点。这也就是在障碍物后面有有一定高度的障碍物，然后到达接收点。这也就是在障碍物后面有时仍能收到无线电信号的原因。时仍能收到无线电信号的原因。电磁波的绕射能力与电波波长有关，波长越长绕射能力越强，反之电磁波的绕射能力与电波波长有关，波长越长绕射能力越强，反之则弱。绕射能力还和则弱。绕射能力还和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度有关。接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度有关。频率越高，建筑物越高、越近，绕射损耗越大。相反，频率越低，频率越高，建筑物越高、越近，绕射损耗越大。相反，频率越低，建筑物越矮、越远，绕射损耗

9、越小。建筑物越矮、越远，绕射损耗越小。电磁波的干涉（多径效应）电磁波的干涉（多径效应）由同一波源所产生的电磁波经过不同路径到达某接收由同一波源所产生的电磁波经过不同路径到达某接收点，则该接收点的场强由不同路径来的电磁波合成。这点，则该接收点的场强由不同路径来的电磁波合成。这种现象称为波的干涉，也称作多径效应。种现象称为波的干涉，也称作多径效应。合成电场强度与各射线电场的相位有密切关系，当它合成电场强度与各射线电场的相位有密切关系，当它们同相位时，合成场强最大，反相时，合成场强最小。们同相位时，合成场强最大，反相时，合成场强最小。所以当接收点不同时，合成场强也是随之变化的。所以当接收点不同时，合

10、成场强也是随之变化的。移动通信中电波传播的衰落移动通信中电波传播的衰落距离距离(m)接收功率接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落慢衰落快衰落快衰落移动通信中电波传播的衰落移动通信中电波传播的衰落快衰落快衰落多径信号的矢量合成形多径信号的矢量合成形成随机驻波场，移动台通成随机驻波场，移动台通过该驻波场引起场强起伏，过该驻波场引起场强起伏，称快衰落称快衰落慢衰落慢衰落由障碍物阻挡造成阴影由障碍物阻挡造成阴影效应，接收信号强度下降，效应，接收信号强度下降，但该场强中值随地理改变但该场强中值随地理改变变化缓慢，故称慢衰落变化缓慢，故称慢衰落1快衰落快衰落n快衰落：合成波的振幅和相位随

11、移动台的运动起伏变快衰落：合成波的振幅和相位随移动台的运动起伏变化很大化很大 ，称为快衰落。，称为快衰落。n快衰落原因：快衰落原因：由于移动台常工作在城市建筑群和其它地形地物复杂的环境中，基站和移由于移动台常工作在城市建筑群和其它地形地物复杂的环境中，基站和移动台之间的电波传播不再是单纯的直射波形式，而出现多个路径的反射，动台之间的电波传播不再是单纯的直射波形式，而出现多个路径的反射，以致到达接收天线的信号时来自不同传播路径的各个分量的合成波。由于以致到达接收天线的信号时来自不同传播路径的各个分量的合成波。由于各分量的相互干涉而产生深度的快衰落，即多径衰落。各分量的相互干涉而产生深度的快衰落，

12、即多径衰落。快衰落特性快衰落特性场强服从瑞利分布场强服从瑞利分布 瑞利衰落瑞利衰落振幅、相位、角度随机振幅、相位、角度随机慢衰落慢衰落n慢衰落：移动台场强随着所处位置改变而呈现较慢衰落：移动台场强随着所处位置改变而呈现较慢变动，称为慢衰落。慢变动，称为慢衰落。n慢衰落原因：慢衰落原因：障碍物阻挡产生的阴影效应，因此也称为阴影衰落；障碍物阻挡产生的阴影效应，因此也称为阴影衰落；气象条件的变化使电波折射系数随时间变化，多径传播气象条件的变化使电波折射系数随时间变化，多径传播到达接收点的信号时延也随之变化。到达接收点的信号时延也随之变化。n慢衰落特点：慢衰落特点：近似服从对数正态分布，即场强的分贝数

13、接近正态分布近似服从对数正态分布，即场强的分贝数接近正态分布。标准偏差。标准偏差约约5 57dB7dB变化的大小取决于障碍物的状况及工作频率；变化的大小取决于障碍物的状况及工作频率；变化的速率取决于障碍物状况和移动台移动速度。变化的速率取决于障碍物状况和移动台移动速度。抗快衰落措施抗快衰落措施抗快衰落措施分集技术抗快衰落措施分集技术显分集显分集空间分集空间分集极化分集极化分集频率分集：频率分集：GSM-GSM-跳频，跳频，WCDMA-WCDMA-扩频技术扩频技术其它：方向性分集、场分集、发射分集其它：方向性分集、场分集、发射分集隐分集隐分集隐分集即是利用信号处理技术将分集作用隐含在被传输信号隐

14、分集即是利用信号处理技术将分集作用隐含在被传输信号之中，如之中，如RAKERAKE接收技术、信道交织、纠错编码等接收技术、信道交织、纠错编码等 可看作时间分集可看作时间分集损耗损耗绕射损耗绕射损耗穿透损耗穿透损耗TRTR反射损耗反射损耗传播损耗传播损耗绕射损耗绕射损耗电磁波在绕射点四处扩散电磁波在绕射点四处扩散绕射波函盖除障碍物外的所有方向绕射波函盖除障碍物外的所有方向扩散损耗最为严重扩散损耗最为严重计算公式复杂，随不同绕射常数变化计算公式复杂，随不同绕射常数变化传播损耗传播损耗穿透损耗穿透损耗 室内信号取决于建筑物的穿透损耗室内信号取决于建筑物的穿透损耗 室内窗口处与室内中部信号差别较大室内

15、窗口处与室内中部信号差别较大 建筑物材质对穿透损耗影响较大建筑物材质对穿透损耗影响较大 电磁波的入射角对穿透损耗影响较大电磁波的入射角对穿透损耗影响较大频率越大，穿透能力越强频率越大，穿透能力越强XdBmWdBm穿透损耗穿透损耗=X-W=BdB 0 0 0 0dDw 1w 2E1E2电磁波穿透墙体的反射和折射传播损耗传播损耗穿透损耗穿透损耗 物体阻挡物体阻挡/ /穿透损耗为：穿透损耗为： 隔墙阻挡：隔墙阻挡：5 520dB20dB 楼层阻挡：楼层阻挡：20dB20dB， 室内损耗值是楼层高度的函数，室内损耗值是楼层高度的函数，-1.9dB/-1.9dB/层层 家具和其它障碍物的阻挡：家具和其它

16、障碍物的阻挡： 2 215dB15dB 厚玻璃：厚玻璃： 6 610dB10dB 火车车厢的穿透损耗为：火车车厢的穿透损耗为：151530dB 30dB 电梯的穿透损耗：电梯的穿透损耗： 30dB30dB左右左右 茂密树叶损耗：茂密树叶损耗：10dB10dB传播损耗传播损耗反射损耗反射损耗141420206 610102 24 40 01 1反射损耗（反射损耗（dBdB）0.10.10.20.20.30.30.50.50.60.60.80.80.90.91 1等效地面反射系数等效地面反射系数城市、山地城市、山地、森林、森林田野田野稻田稻田水面水面地面性质地面性质传播损耗传播损耗 从发射点到接收

17、点信从发射点到接收点信号经过各种增益和衰减，接收号经过各种增益和衰减，接收信号电平应使用同样的公式算信号电平应使用同样的公式算。同频、邻频干扰的信号电平。同频、邻频干扰的信号电平也类似也类似. . PMR=PASET-LC-LBF+GB-LP+GM-LMFPMR=PASET-LC-LBF+GB-LP+GM-LMF PMP PMP 移动台接收信号电平移动台接收信号电平PASET-PASET-基站发射功率基站发射功率 LC-LC-基站天线共用器损耗基站天线共用器损耗LBF-LBF-基站馈线损耗基站馈线损耗 GB-GB-基站发射天线增益基站发射天线增益LP-LP-传播损耗传播损耗 GM-GM-移动台

18、接收天线增益移动台接收天线增益LMF-LMF-移动台馈线损耗移动台馈线损耗从公式中可看到从公式中可看到: :除除LP LP 外外, ,其余值都是比较确其余值都是比较确定的。信号电平的不确定性在于定的。信号电平的不确定性在于LP LP 值的不确值的不确定。定。LP LP 的大小与很多因素有关的大小与很多因素有关: : 与距发射点与距发射点的距离、收发信天线的高度、地形地物、植被的距离、收发信天线的高度、地形地物、植被水域有关。可以说任何一个地方的信号传播都水域有关。可以说任何一个地方的信号传播都是不一样的是不一样的, , 我们所说的传播模型就是预测我们所说的传播模型就是预测LP LP 值的，往往

19、是在一定条件下统计平均得到的大值的，往往是在一定条件下统计平均得到的大致规律，例如奥村模式。较准的模式是在基本致规律，例如奥村模式。较准的模式是在基本模式的基础是经过多次校正。为什么要进行测模式的基础是经过多次校正。为什么要进行测试试? ? 就是为了校正预测。因为传播的复杂性每就是为了校正预测。因为传播的复杂性每次测试也不完全一样，因而必须预测和实测相次测试也不完全一样，因而必须预测和实测相结合结合. . 传播损耗传播损耗n由于移动信道是一个变参信道，要对信号场强进行由于移动信道是一个变参信道，要对信号场强进行准确计算很困难。工程上常采用理论分析结合典型准确计算很困难。工程上常采用理论分析结合

20、典型实测数据，找出各种地形地物下的传播损耗（或接实测数据，找出各种地形地物下的传播损耗（或接收场强）和距离、工作频率及天线高度等之间的关收场强）和距离、工作频率及天线高度等之间的关系。系。n为此常将地形地物分为几种不同类型，分别求出它为此常将地形地物分为几种不同类型，分别求出它们的传播损耗（或接收场强）中值，然后找出中值们的传播损耗（或接收场强）中值，然后找出中值变动和瞬时值变动的数值，从而得出传播衰耗估算变动和瞬时值变动的数值，从而得出传播衰耗估算值，以保证通信的可靠性。值，以保证通信的可靠性。无线传播环境无线传播环境电波传播受地形结构和人为环境的影响，无线电波传播受地形结构和人为环境的影响

21、，无线传播环境直接决定传播模型的选取。影响传播传播环境直接决定传播模型的选取。影响传播环境的主要因素：环境的主要因素： 地貌：高山、丘陵、平原、水域、植被地貌：高山、丘陵、平原、水域、植被 地物：建筑物、道路、桥梁地物：建筑物、道路、桥梁 噪声：自然噪声、人为噪声噪声：自然噪声、人为噪声 气候：雨、雪、冰（对气候：雨、雪、冰（对UHFUHF频段影响微小）频段影响微小）无线传播环境无线传播环境传播环境分类传播环境分类参照参照ITU-R P.1411-1ITU-R P.1411-1，结合中国国情，分类如下，结合中国国情，分类如下传播环境传播环境描述描述密集城区高楼林立，信号几乎不可能从建筑物屋顶绕

22、射传播普通城区街道较宽，建筑物较低，信号可以从屋顶绕射郊区建筑物较低矮，且较稀疏乡村建筑物低矮，稀疏，植被较多山区公路室内传播损耗传播损耗传播损耗的定义传播损耗的定义对于某一无线电链路，从发射天线输出端的信号经过一定的传播路径，到对于某一无线电链路，从发射天线输出端的信号经过一定的传播路径，到达接收天线的输入端时，功率电平的损耗（或衰减）值，一般用达接收天线的输入端时，功率电平的损耗（或衰减）值，一般用dB表示表示。1、自由空间的传播损耗：、自由空间的传播损耗：2、绕射损耗：、绕射损耗：4、建筑物穿透损耗、建筑物穿透损耗传播损耗的常见类型传播损耗的常见类型kmMHzbfdfLlog20log2

23、044.323、反射损耗：、反射损耗：传播损耗传播损耗自由空间传播损耗自由空间传播损耗Ploss=32.44+20lgf+20lgd设设f=900MHz，该传播损耗可描述为：，该传播损耗可描述为：Ploss=91.52+20lgd=L0+10lgdL0=91.52=4路径损耗斜率路径损耗斜率在实际通信环境中，在实际通信环境中，一般在一般在3至至5之间之间周围环境周围环境路径损耗指路径损耗指数数自由空间自由空间2市区蜂窝市区蜂窝2.6-3.5市区蜂窝阴影市区蜂窝阴影3-5建筑物内视距传播建筑物内视距传播1.6-1.8被建筑物阻挡被建筑物阻挡4-6被工厂阻挡被工厂阻挡2-3传播损耗传播损耗平坦地形

24、传播损耗平坦地形传播损耗Ploss=10lgd-20lghb-20lghm=4路径损耗斜率路径损耗斜率hb：基站天线高度：基站天线高度hm：移动台高度：移动台高度传播损耗传播损耗准平滑地形及不规则地形传播损耗准平滑地形及不规则地形传播损耗RTTR准平滑地形准平滑地形表面起伏平缓，起伏高度小于表面起伏平缓，起伏高度小于等于等于2020米的地形米的地形不规则地形不规则地形除了准平滑地形之外的其余地形，除了准平滑地形之外的其余地形，可按状态分为：丘陵地形、孤立山可按状态分为：丘陵地形、孤立山岳、倾斜地形、水陆混合地形等岳、倾斜地形、水陆混合地形等课程提纲课程提纲4天线选型及安装天线选型及安装53天线

25、基本知识天线基本知识馈线基本知识馈线基本知识1无线电波传播理论无线电波传播理论2传播模型与覆盖预测传播模型与覆盖预测传播模型传播模型r 传播模型用于预期地形和人为环境对无线电波传播中传播模型用于预期地形和人为环境对无线电波传播中 路径损耗的影响路径损耗的影响r 传播模型是覆盖规划的基础，好的模型可以保证规划传播模型是覆盖规划的基础，好的模型可以保证规划 的精确度的精确度r 无线传播模型受系统工作频率的影响，不同的传播模无线传播模型受系统工作频率的影响，不同的传播模 型有不同的工作频率范围；而且有室内传播模型和型有不同的工作频率范围；而且有室内传播模型和 室外传播模型之分室外传播模型之分r 运用

26、传播模型时，要注意各项参数的单位取值。运用传播模型时，要注意各项参数的单位取值。1、传播模型的概念、传播模型的概念传播损耗的计算公式称为传播模型传播损耗的计算公式称为传播模型。几种常见的传播模型几种常见的传播模型模型模型适用范围适用范围Okumura-Hata适用于适用于150-1500 MHz 宏蜂窝预测宏蜂窝预测Cost231-Hata适用于适用于1500-2000 MHz 宏蜂窝预测宏蜂窝预测Walfish-Ikegami适用于适用于800-2000MHz 城区、密集市区环境预测城区、密集市区环境预测Keenan-Motley适用于适用于800-2000MHz 室内环境预测室内环境预测规

27、划软件中使用规划软件中使用适用于适用于800-2000MHz 宏蜂窝预测宏蜂窝预测Okumura-HataOkumura-Hata模型模型LpfbhmhdmhA路径损耗路径损耗（dB）基站天线高度（基站天线高度（m）移动台天线高度（移动台天线高度（m）载波频率（载波频率（MHz）基站与移动台间距离（基站与移动台间距离（Km）移动台天线修正因子（移动台天线修正因子（dB）97. 4)75.11(log2 . 32mhhAm中小城市：中小城市：大城市：大城市：频率范围为频率范围为150MHZ150MHZ到到1500MHZ1500MHZOkumura-HataOkumura-Hata模型模型在郊区，

28、标准模型可以修正为：在郊区，标准模型可以修正为：在农村（开阔地），模型可以修正为：在农村（开阔地），模型可以修正为：在农村（准开阔地），模型可以修正为在农村（准开阔地），模型可以修正为：4 . 5)28/log(2)(2fLLpps市区94.40log33.18)(log78. 4)(2ffLLppo市区94.35log33.18)(log78. 4)(2ffLLppo市区Cost231-HataCost231-Hata模型模型mhbbpCAdhhfLmlog)log55. 69 .44(log82.13log9 .333 .46mCmC0dB中等城市和郊区中心区中等城市和郊区中心区3dB大城

29、市大城市频率范围为频率范围为1500MHZ1500MHZ到到2000MHZ2000MHZWalfisch-lkegamiWalfisch-lkegami模型模型r 标准标准 W-I W-I 模型：模型： L Lo o自由空间损耗自由空间损耗 L Lrtsrts建筑、街道等绕射、散射损耗建筑、街道等绕射、散射损耗 L Lmsdmsd多层屏蔽绕射损耗多层屏蔽绕射损耗r 对于直线街道对于直线街道(d20m)(d20m)： L L传播损耗（传播损耗（dBdB） d d传播距离（传播距离（kmkm） f f频率（频率（MHzMHz）频率范围为频率范围为800MHZ-2000MHz 800MHZ-2000

30、MHz 移动台天线高度：移动台天线高度：1-3 m1-3 m基站天线高度：基站天线高度：4-50 m 4-50 m 小区半径：小区半径：0.02-5 km0.02-5 km一般规划软件模型表示式一般规划软件模型表示式Lp=Lp=K1+K2lgd+K3(hm)+K4lg(hm)+K5lg(Heff)+K6lg(Heff)lgdK1+K2lgd+K3(hm)+K4lg(hm)+K5lg(Heff)+K6lg(Heff)lgdK7diffn+KclutterK7diffn+KclutterK1K1与频率与频率(MHz)(MHz)有关的常数有关的常数 K2K2 与距离与距离(km)(km)有关的常数有

31、关的常数K3,K4K3,K4移动台天线高度移动台天线高度(m)(m)修正系数修正系数 K5,K6K5,K6基站天线高度基站天线高度(m)(m)修正系数修正系数K7K7绕射修正系数绕射修正系数 KclutterKclutter地物衰减修正系数地物衰减修正系数d d基站和移动台之间的距离基站和移动台之间的距离(km)(km) hm,Heffhm,Heff移动台天线和基站天线有效高度移动台天线和基站天线有效高度(m)(m)模型校正模型校正CWCW测试测试选择站点，建立模拟基站；选择站点，建立模拟基站；选择路线，路测采集数据；选择路线，路测采集数据；利用模型校正工具软件进行校正，利用模型校正工具软件进

32、行校正，获得获得K1、K2，.，KCLUTER。模型校正模型校正选择具有代表性的传播环境，如密集城区、一般城区、郊区等分别选取测试点，且要选择具有代表性的传播环境，如密集城区、一般城区、郊区等分别选取测试点，且要 覆盖尽量多的地物类型覆盖尽量多的地物类型 每一种人为环境，最好有三个或三个以上测试站点，以尽可能消除位置因素影响每一种人为环境，最好有三个或三个以上测试站点，以尽可能消除位置因素影响获取不同方向，不同距离的测试数据；同获取不同方向，不同距离的测试数据；同一距离多个测试数据一距离多个测试数据采样符合李氏定律：采样符合李氏定律：4040波长，采样波长，采样5050个样点个样点车速上限：车

33、速上限：V Vmaxmax=0.8/T=0.8/Tsamplesample数字地图数字地图进行模型校正就必须具有数字地图。移动通信所用的数字地图包括地形高度，进行模型校正就必须具有数字地图。移动通信所用的数字地图包括地形高度，地貌类型等对移动通信电波传播有影响的地理信息，是规划软件进行模型校正、覆地貌类型等对移动通信电波传播有影响的地理信息，是规划软件进行模型校正、覆盖预测、干扰分析、频率规划的重要基础数据。进行模型校正时盖预测、干扰分析、频率规划的重要基础数据。进行模型校正时,对模型校正的正对模型校正的正确性起着十分重要的作用。地图的数据要尽可能的新，要反映最近土地的使用情况确性起着十分重要

34、的作用。地图的数据要尽可能的新，要反映最近土地的使用情况。最坏不能超过两年。对于市区地图时间要求可能还要短一些，这样数字地图才能。最坏不能超过两年。对于市区地图时间要求可能还要短一些，这样数字地图才能够反映实际的地貌信息。够反映实际的地貌信息。数字地图是由反映地形高度的数字高程模型数字地图是由反映地形高度的数字高程模型DEM数据、反映地面覆盖种类数据、反映地面覆盖种类的地面覆盖模型的地面覆盖模型DOM数据、反应地面线状的线状地物模型数据、反应地面线状的线状地物模型LDM数据及反应建筑数据及反应建筑群高度的建筑物分布模型群高度的建筑物分布模型BDM数据等构成，数据等构成，DOM的种类一般根据地物

35、对无线的种类一般根据地物对无线电波的传播路径及损耗分为十几种类型。数字地图的精度越高其种类越多，其电波的传播路径及损耗分为十几种类型。数字地图的精度越高其种类越多，其分类标准能够较为真实反映该城市或地区的地物分布情况，同样分类标准能够较为真实反映该城市或地区的地物分布情况，同样LDM数据虽然数据虽然不参与运算，但作为一种位置参考其作用也是不可估量的，它主要表现该地区不参与运算，但作为一种位置参考其作用也是不可估量的，它主要表现该地区的路网情况。在数字地图的四层数据中，的路网情况。在数字地图的四层数据中，DEM、DOM和和LDM层的数据是必须层的数据是必须要的数据，要的数据，BDM层数据一般只用

36、于微蜂窝。三维数字地图根据移动网络规划或层数据一般只用于微蜂窝。三维数字地图根据移动网络规划或优化的需要，又分为优化的需要，又分为100米精度、米精度、50米精度、米精度、20米精度和米精度和5米精度四种不同的精米精度四种不同的精度。度。5m精度的数字地图用于微蜂窝，精度的数字地图用于微蜂窝，20m的用于城市，的用于城市，50m和和100m的用于农村的用于农村。如果用来校模型的数字地图太旧，又没有新的数字地图可用时，应该注意站如果用来校模型的数字地图太旧，又没有新的数字地图可用时，应该注意站点的选择。尽量选取实际地貌类型和数字地图相匹配的站点，这样才能保证校点的选择。尽量选取实际地貌类型和数字

37、地图相匹配的站点，这样才能保证校正的模型是有效的。正的模型是有效的。数字地图数字地图数字高程模型数字高程模型DEM地物覆盖模型地物覆盖模型DOM线状地物模型线状地物模型LDM建筑物矢量模型建筑物矢量模型BDM数字化地图的数据数字化地图的数据数字化地图的精度数字化地图的精度城区宏蜂窝城区宏蜂窝20M精度精度微蜂窝预测选微蜂窝预测选5M精度精度郊区农村郊区农村50M/100M精度精度课程提纲课程提纲4天线选型及安装天线选型及安装3天线基本知识天线基本知识5馈线基本知识馈线基本知识1无线电波传播理论无线电波传播理论2传播模型与覆盖预测传播模型与覆盖预测基站天馈系统认识基站天馈系统认识（1 1）天线调

38、节支架）天线调节支架用于调整天线的俯仰角度，范围为：用于调整天线的俯仰角度，范围为：0 015 15 ；（2 2）室外跳线）室外跳线用于天线与用于天线与7/87/8主馈线之间的连接。常主馈线之间的连接。常用的跳线采用用的跳线采用1/21/2馈线，长度一般为馈线，长度一般为3 3米。米。（3 3）接头密封件）接头密封件用于室外跳线两端接头（与天线和主馈用于室外跳线两端接头（与天线和主馈线相接）的密封。常用的材料有绝缘防线相接）的密封。常用的材料有绝缘防水胶带（水胶带（3M22283M2228）和）和PVCPVC绝缘胶带绝缘胶带3M33+3M33+）。）。（4 4）接地装置（）接地装置（7/87/

39、8馈线接地件馈线接地件 ）主要是用来防雷和泄流，安装时与主馈主要是用来防雷和泄流，安装时与主馈线的外导体直接连接在一起。一般每根线的外导体直接连接在一起。一般每根馈线装三套，分别装在馈线的上、中、馈线装三套，分别装在馈线的上、中、下部位，接地点方向必须顺着电流方向下部位，接地点方向必须顺着电流方向。（5 5）7/87/8馈线卡子馈线卡子用于固定主馈线，在垂直方向，每间隔用于固定主馈线，在垂直方向，每间隔1.51.5米装米装一个，水平方向每间隔一个，水平方向每间隔1 1米安装一个（在室内的米安装一个（在室内的主馈线部分，不需要安装卡子，一般用尼龙白扎主馈线部分，不需要安装卡子，一般用尼龙白扎带捆

40、扎固定）。常用的带捆扎固定）。常用的7/87/8卡子有两种；双联卡子有两种；双联和三联。和三联。 7/8 7/8双联卡子可固定两根馈线；三联双联卡子可固定两根馈线；三联卡子可固定三根馈线。卡子可固定三根馈线。基站天馈系统认识基站天馈系统认识（6 6）走线架）走线架用于布放主馈线、传输线、电源线及安装用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。馈线卡子。（7 7）馈线过窗器）馈线过窗器主要用来穿过各类线缆，并可用来防止雨主要用来穿过各类线缆，并可用来防止雨水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。（8 8）防雷保护器（避雷器）防雷保护器（避雷器）主要用来防雷和泄流，装在主馈线与室

41、内主要用来防雷和泄流，装在主馈线与室内超柔跳线之间，其接地线穿过过线窗引出超柔跳线之间，其接地线穿过过线窗引出室外，与塔体相连或直接接入地网。室外，与塔体相连或直接接入地网。（9 9）室内超柔跳线）室内超柔跳线用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之间的连接，常用的跳线采用间的连接，常用的跳线采用1/21/2超柔馈超柔馈线，长度一般为线，长度一般为2323米。米。由于各公司基站主设备的接口及接口位置由于各公司基站主设备的接口及接口位置有所不同，因此室内超柔跳线与主设备连有所不同，因此室内超柔跳线与主设备连接的接头规格亦有所不同，常用的接头有接的接头规格亦有所不同

42、，常用的接头有7/16DIN7/16DIN型、有型、有N N型。有直头、亦有弯头。型。有直头、亦有弯头。（1010）尼龙黑扎带）尼龙黑扎带主要有两个作用：主要有两个作用：a.a.安装主馈线时，临时捆扎固定主馈线，待馈线卡子装安装主馈线时，临时捆扎固定主馈线，待馈线卡子装好后，再将尼龙扎带剪断去掉。好后，再将尼龙扎带剪断去掉。b.b.在主馈线的拐弯处，由于不便使用馈线卡子，故用尼在主馈线的拐弯处，由于不便使用馈线卡子，故用尼龙扎带固定。室外跳线亦用尼龙黑扎带捆扎固定。龙扎带固定。室外跳线亦用尼龙黑扎带捆扎固定。（1111）尼龙白扎带）尼龙白扎带用于捆扎固定室内部分的主馈线及室内超柔跳线。用于捆扎

43、固定室内部分的主馈线及室内超柔跳线。天线基本知识天线基本知识 什么是天线? 把从导线上传下来的电信号转换为无线电波发射到空间，并从空间收集无线电波并产生电信号的辐射体。 简单的说，用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。天线基本知识天线基本知识 无线网络规划优化中，天线的选择非常重要。合理的天线不仅可以提高网络的覆盖质量和容量，还可以大大缩短网络规划和优化的时间，节省人力物力。 本课程用于指导选用合适天线；也可用在网络优化阶段，作为优化的一种手段，判断是否需要更换天线天线基本知识天线基本知识天线增益天线增益v天线作为一种无源器件，其增益的概念与一般功率放大器增益的概念不天线作为一种无源器件，其增

44、益的概念与一般功率放大器增益的概念不同。功率放大器具有能量放大作用，但天线本身并没有增加所辐射信号同。功率放大器具有能量放大作用，但天线本身并没有增加所辐射信号的能量，它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某的能量，它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一方向。一方向。v增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现，以或接收电波大小的表现，以dBddBd、dBidBi表示，一般在表示，一般在131318dBi18dBi之间；之间；dBi=dBd+2.15dBi=dB

45、d+2.15理想孤立波源理论半波阵子定向天线dBddBi天线增益天线增益vdBidBi定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于各向定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于各向同性天线能量集中的相对能力，同性天线能量集中的相对能力，“i i”即表示各向同性即表示各向同性IsotropicIsotropic。vdBddBd定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于半波定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于半波振子天线能量集中的相对能力，振子天线能量集中的相对能力，“d d”即表示偶极子即表示偶极子DipoleDipole。我知道啦天线方向图天线方向图v天线辐射的电磁场在固定距离上随

46、角坐标分布的图形，称为方向图天线辐射的电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形，称为方向图。用辐射场强表示的称为场强方向图，用功率密度表示的称之功率。用辐射场强表示的称为场强方向图，用功率密度表示的称之功率方向图，用相位表示的称为相位方向图。方向图，用相位表示的称为相位方向图。v天线方向图是空间立体图形，但是通常用两个互相垂直的主平面內天线方向图是空间立体图形，但是通常用两个互相垂直的主平面內的方向图来表示，称为平面方向图。一般叫作垂直方向图和水平方的方向图来表示，称为平面方向图。一般叫作垂直方向图和水平方向图。就水平方向图而言，有全向天线与定向天线之分。而定向天向图。就水平方向图而言，有全向天线

47、与定向天线之分。而定向天线的水平方向图的形状也有很多种，如心型、线的水平方向图的形状也有很多种，如心型、8 8字形等。字形等。v天线具有方向性本质上是通过振子的排列以及各振子馈电相位的变天线具有方向性本质上是通过振子的排列以及各振子馈电相位的变化来获得的，在原理上与光的干涉效应十分相似。因此会在某些方化来获得的，在原理上与光的干涉效应十分相似。因此会在某些方向上能量得到增强，而某些方向上能量被减弱，即形成一个个波瓣向上能量得到增强，而某些方向上能量被减弱，即形成一个个波瓣（或波束）和零点。能量最强的波瓣叫主瓣，上下次强的波瓣叫第（或波束）和零点。能量最强的波瓣叫主瓣，上下次强的波瓣叫第一旁瓣，

48、依次类推。对于定向天线，还存在后瓣。下面是一定向天一旁瓣，依次类推。对于定向天线，还存在后瓣。下面是一定向天线的水平及垂直方向图。线的水平及垂直方向图。天线方向图天线方向图定向天线方向图定向天线方向图天线方向图天线方向图全向天线方向图全向天线方向图天线方向图的相关概念天线方向图的相关概念v波束宽度波束宽度v天线的重要指标之一，它包括水平半功率角与垂直半天线的重要指标之一，它包括水平半功率角与垂直半功率角。分别定义为在水平方向或垂直方向相对于最大功率角。分别定义为在水平方向或垂直方向相对于最大辐射方向功率下降一半（辐射方向功率下降一半（3dB3dB）的两点之间的波束宽度）的两点之间的波束宽度。常

49、用的基站天线水平半功率角有。常用的基站天线水平半功率角有360360、210210、120120、9090、6565、6060、4545、 3333等，垂直半功等，垂直半功率角有率角有6.56.5、1313、2525、7878等。等。v前后抑制比前后抑制比v指天线在主瓣方向与后瓣方向信号辐射强度之比，天指天线在主瓣方向与后瓣方向信号辐射强度之比，天线的后向线的后向1801803030以内的副瓣电平与最大波束之差以内的副瓣电平与最大波束之差，用正值表示。一般天线的前后比在，用正值表示。一般天线的前后比在181845dB45dB之间。对之间。对于密集市区要积极采用前后比抑制大的天线。于密集市区要积

50、极采用前后比抑制大的天线。天线方向图的相关概念天线方向图的相关概念v零点填充零点填充v基站天线垂直面内采用赋形波束设计时，为了使业务基站天线垂直面内采用赋形波束设计时，为了使业务区内的辐射电平更均匀，下副瓣第一零点需要填充，区内的辐射电平更均匀，下副瓣第一零点需要填充，不能有明显的零深。高增益天线由于其垂直半功率角不能有明显的零深。高增益天线由于其垂直半功率角较窄，尤其需要采用零点填充技术来有效改善近处覆较窄，尤其需要采用零点填充技术来有效改善近处覆盖。通常零深相对于主波束大于盖。通常零深相对于主波束大于-26dB-26dB即表示天线有零即表示天线有零点填充，有的供应商采用百分比来表示，如某天

51、线零点填充，有的供应商采用百分比来表示，如某天线零点填充为点填充为10%10%，这两种表示方法的关系为：，这两种表示方法的关系为：Y dBY dB20log(X%/100%) 20log(X%/100%) 如：零点填充如：零点填充10%10%，即，即X=10X=10； 用用dBdB表示：表示：Y=20log(10%/100%)Y=20log(10%/100%)20dB20dBv上副瓣抑制上副瓣抑制v对于小区制蜂窝系统，为了提高频率复用效率，减少对于小区制蜂窝系统，为了提高频率复用效率，减少对邻区的同频干扰，基站天线波束赋形时应尽可能降对邻区的同频干扰，基站天线波束赋形时应尽可能降低那些瞄准干扰

52、区的副瓣，第一副瓣电平应小于低那些瞄准干扰区的副瓣，第一副瓣电平应小于-18dB-18dB，对于大区制基站天线无这一要求。，对于大区制基站天线无这一要求。天线极化方式天线极化方式v极化是描述电磁波场强矢量空间指向的一个辐射特性，当没极化是描述电磁波场强矢量空间指向的一个辐射特性，当没有特别说明时，通常以电场矢量的空间指向作为电磁波的极有特别说明时，通常以电场矢量的空间指向作为电磁波的极化方向，而且是指在该天线的最大辐射方向上的电场矢量来化方向，而且是指在该天线的最大辐射方向上的电场矢量来说的。说的。v电场矢量在空间的取向在任何时间都保持不变的电磁波叫直电场矢量在空间的取向在任何时间都保持不变的

53、电磁波叫直线极化波，有时以地面作参考，将电场矢量方向与地面平行线极化波，有时以地面作参考，将电场矢量方向与地面平行的波叫水平极化波，与地面垂直的波叫垂直极化波。电场矢的波叫水平极化波，与地面垂直的波叫垂直极化波。电场矢量在空间的取向有的时候并不固定，电场矢量端点描绘的轨量在空间的取向有的时候并不固定，电场矢量端点描绘的轨迹是圆，称圆极化波；若轨迹是椭圆，称之为椭圆极化波，迹是圆，称圆极化波；若轨迹是椭圆，称之为椭圆极化波，椭圆极化波和圆极化波都有旋相性。椭圆极化波和圆极化波都有旋相性。天线极化方式天线极化方式v不同频段的电磁波适合采用不同的极化方式进行传播，移不同频段的电磁波适合采用不同的极化

54、方式进行传播，移动通信系统通常采用垂直极化，而广播系统通常采用水平极动通信系统通常采用垂直极化，而广播系统通常采用水平极化，椭圆极化通常用于卫星通信。化，椭圆极化通常用于卫星通信。vGSMGSM天线的极化方式有单极化天线、双极化天线两种，其本天线的极化方式有单极化天线、双极化天线两种，其本质都是线极化方式。双极化天线利用极化分集来减少移动通质都是线极化方式。双极化天线利用极化分集来减少移动通信系统中多径衰落的影响，提高基站接收信号质量的，通常信系统中多径衰落的影响，提高基站接收信号质量的，通常有有0 0/90/90、4545/-45/-45两种。对于两种。对于GSMGSM频段，水平极化波频段，

55、水平极化波的传播效果不如垂直极化，因此目前很少采用的传播效果不如垂直极化，因此目前很少采用0 0/90/90的交的交叉极化天线。叉极化天线。天线下倾（天线下倾（DowntiltDowntilt）v天线下倾是常用的一种增强主服务区信号电平，减小对其他天线下倾是常用的一种增强主服务区信号电平，减小对其他小区干扰的一种重要手段。小区干扰的一种重要手段。v通常天线的下倾方式有机械下倾、电子下倾两种方式。通常天线的下倾方式有机械下倾、电子下倾两种方式。v机械下倾是通过调节天线支架将天线压低到相应位置来设机械下倾是通过调节天线支架将天线压低到相应位置来设置下倾角；置下倾角；v电子下倾是通过改变天线振子的相

56、位来控制下倾角。当然电子下倾是通过改变天线振子的相位来控制下倾角。当然在采用电子下倾角的同时可以结合机械下倾一起进行。在采用电子下倾角的同时可以结合机械下倾一起进行。v电子下倾天线一般倾角固定，即我们通常所说的预置下倾电子下倾天线一般倾角固定，即我们通常所说的预置下倾。最新的技术是倾角可调的电子下倾天线，为区分前面的电。最新的技术是倾角可调的电子下倾天线，为区分前面的电子下倾天线，这种天线我们通常称作电调天线。子下倾天线，这种天线我们通常称作电调天线。反射系数反射系数v反射系数反射系数v若若Z ZI I表示天线的输入阻抗表示天线的输入阻抗,Z,Zo o表示天线的标称特性阻抗，则表示天线的标称特

57、性阻抗，则反射系数反射系数( (此处指电压反射系数此处指电压反射系数) )可以由下式计算得出：可以由下式计算得出：v射频部件连接时，一定要考虑匹配问题，考虑信号线的特征射频部件连接时，一定要考虑匹配问题，考虑信号线的特征阻抗是否等于所连接前后级部件的阻抗。当不相等时则会产阻抗是否等于所连接前后级部件的阻抗。当不相等时则会产生反射，造成失真和功率损失。生反射，造成失真和功率损失。ZlZoZlZoZlZO电压驻波比（电压驻波比（VSWRVSWR）vVSWRVSWR定义：电压驻波比是衡量负载匹配程度的一个指标，它定义：电压驻波比是衡量负载匹配程度的一个指标，它在数值上等于：在数值上等于：v也可以用回

58、波损耗表示端口的匹配特性，也可以用回波损耗表示端口的匹配特性，vVSWR=1.5VSWR=1.5时，时，R.L.= 13.98dBR.L.= 13.98dB。v由反射系数和电压驻波比的定义可知，反射系数的取值范围由反射系数和电压驻波比的定义可知，反射系数的取值范围是是0 01 1，而驻波系数的取值范围是，而驻波系数的取值范围是1 1正无穷大；驻波比越正无穷大；驻波比越大意味着信号反射越厉害，会使信号传输效果变差，将缩短大意味着信号反射越厉害，会使信号传输效果变差，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放管，影响通信系统正

59、常工作。功放管，影响通信系统正常工作。v移动通信中规定电压驻波比移动通信中规定电压驻波比1.51.5。R.L.dB 20 logloglogVSWR11天线其它技术指标天线其它技术指标v端口隔离度：多端口天线，如双极化天线、双频段双极化天端口隔离度：多端口天线，如双极化天线、双频段双极化天线，收发共用时端口之间的隔离度应大于线，收发共用时端口之间的隔离度应大于30dB 30dB v天线尺寸和重量：满足电气指标情况下，尺寸尽可能小，重天线尺寸和重量：满足电气指标情况下，尺寸尽可能小，重量尽可能轻量尽可能轻v风载荷：天线在风载荷：天线在36m/s36m/s时正常工作，在时正常工作，在55m/s55

60、m/s时不被破坏时不被破坏v工作温度：工作温度：-40-40+65+65v湿度要求：要求在环境相对湿度湿度要求：要求在环境相对湿度0 0100%100%范围内正常工作范围内正常工作v三防能力：防潮、防盐雾、防霉菌三防能力：防潮、防盐雾、防霉菌课程提纲课程提纲4天线选型及安装天线选型及安装3天线基本知识天线基本知识5馈线基本知识馈线基本知识1无线电波传播理论无线电波传播理论2传播模型与覆盖预测传播模型与覆盖预测天线选型天线选型n天线波束宽度与增益之间的关系天线波束宽度与增益之间的关系n极化方式的对比极化方式的对比n天线增益的选天线增益的选择择n下倾方式的选择下倾方式的选择n波束宽窄的选波束宽窄的