电磁环境测试培训

1、2018年电磁环境测试培训目录Contents01电磁波02电磁环境测试01电磁波Electromagnetic wave2无线电波3微波1电磁波电磁波是由同向且互相垂直的电场和磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波。电磁波的传播电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场电磁波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场是相互垂直的，同时两者又垂直于传播方向，其传播速度等于光速。电磁波波长、频率和传播速度的关系 可用式可用式 / / 表示。式中，为速度，单位为米表示。式中，为速度，单位为米/ /秒；秒； 为频率，为频率，单位为赫芝；单位为赫芝；为波长，单位为米。为波长，单位为米。 由上述关系式不难看出，同

2、一频率的电磁波在不同的媒质中传播时，由上述关系式不难看出，同一频率的电磁波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。速度是不同的，因此波长也不一样。 波长电磁波的能量电磁波是由光子组成的，宇宙深处的星体发射的电磁波含有大量光子，光子在传递过程中由于分散，距离星体越远，单位时间内单位面积上获得的光子数越少，表现为电磁波的能量的衰减。而电磁波频率的改变量很小。自然界中各类辐射源的电磁波谱是相当丰富、相当宽阔的，与光电子成像技术直接有关的是其中的X线，紫外线，可见光线，红外线和微波等电磁波谱，它们的特征参量是波长、频率v和光子能量E。三者的关系是v=c/，E=hv=hc/和E=1.24/

3、，式中，E和的单位分别是eV(电子伏)和m，h为普朗克常数(6.6260755X10(-34)JS);c为光速，其真空中的近似值等于3X10 m/s，在工程实践中，根据不同的需要和习惯，采用不同的频谱参量计量单位。对x线，紫外线，可见光和红外线，常用m、nm表示波长;对无线电频谱，用Hz或m来分别表示其频率和波长;对高能粒子辐射，常用eV表示能量。由物理学可知，辐射的本质是原子中电子的能级跃迁并交换能量的结果，低能级电子受到某种外界能量激发，可跃迁至高能级，当这些处于不稳定状态的受激电子落入较低能级时，就会以辐射的形式，向外传播能量。上述E=1.24/，正好将辐射的波长与其能量E联系起来。例如

4、，E高-E低=1.24eV时，辐射的波长=1m。电磁波的划分可见光 这是人们所能感光的极狭窄的一个波段。可见光的波长范围很窄，大约在7600 4000埃（在光谱学中常采用埃作长度单位来表示波长，1埃=0.1纳米=10-10米）。 从可见光向两边扩展，波长比它长的称为红外线，波长大约从7600直到十分之几毫米。光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波。由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一部分，波长从（7.83.8）10-7米。紫外线与红外线 波长比可见光短的称为紫外线，它的波长从(38010)10-9米，它有显著的化学效应和荧光效应。这种波产生的原因和光波类似，常常在放电时

5、发出。由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当，因此紫外光的化学效应最强； 红外线和紫外线都是人类看不见的，只能利用特殊的仪器来探测。无论是可见光、红外线或紫外线，它们都是由原子或分子等微观客体激发的。一方面由于超短波无线电技术的发展，无线电波的范围不断朝波长更短的方向发展；另一方面由于红外技术的发展，红外线的范围不断朝长波长的方向扩展。日前超短波和红外线的分界已不存在，其范围有一定的重叠；X射线和射线射线X射线（伦琴射线）这部分电磁波谱，波长从（100.01）10-9米。伦琴射线（X射线）是电原子的内层电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的；X射线，它是由原子

6、中的内层电子发射的。随着X射线技术的发展，它的波长范围也不断朝着两个方向扩展。在长波段已与紫外线有所重叠，短波段已进入射线领域。放射性辐射射线的波长是认1左右直到无穷短的波长；射线（伽马射线）是波长从10-1010-14米的电磁波。这种不可见的电磁波是从原子核内发出来的，放射性物质或原子核反应中常有这种辐射伴随着发出。射线的穿透力很强，对生物的破坏力很大。高频区（高能辐射区）：其中包括x射线，射线和宇宙射线。他们是利用带电粒子轰击某些物质而产生的。这些辐射的特点是他们的量子能量高，当他们与物质相互作用时，波动性弱而粒子性强。长波区（低能辐射区）：其中包括长波、无线电波和微波等最低频率的辐射。它

7、们由电子束管 配合电容、电感的共振结构来产生和接收的，也就是能量在电容和电感之间振荡而形成。它们与物质间的相互作用更多地表现为波动性。中间区（中能辐射区）：其中包括红外辐射、可见光和紫外辐射。这部分辐射产生于原子和分子的运动，在红外区辐射主要产生于分子的转动和振动；而在可见与紫外区辐射主要产生于电子在原子场中的跃迁。这部分辐射统称为光辐射，这些辐射在与物质的相互作用中 ，显示出波动和粒子双重性。电磁波谱中上述各波段主要是按照得到和探测它们的方式不同来划分的。随着科学技术的发展，各波段都已冲破界限与其他相邻波段重叠起来。在电磁波谱中除了波长极短（10-4埃10-5埃以下）的一端外，不再留有任何未

8、知的空白了。电磁波谱的划分无线电波 无线电是指在所有自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波，频带:3KHz-300GHz. 无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。无线电波频段的划分三大运营商频段划分运营商上行频率（MHz）下行频率（MHz）频宽（MHz）合计频宽（MHz）制式中国移动890-909935-95419248GSM9002G1710-17251805-182015DCS18002G

9、2010-20252010-202515TD-SCDMA3G1880-18902320-23702575-26351880-18902320-23702575-2635130TD-LTE4G1880-19151880-191535中国联通909-915954-9606187GSM9002G910.2-913.8955.2-958.83.6U900(WCDMA900)3G1735-17451830-184010FDD-LTE4G1940-19552130-214515WCDMA3G1955-19802145-217025FDD-LTE4G2300-23202555-25752300-232025

10、55-257540TD-LTE4G1755-17651850-186010FDD-LTE4G1745-17651840-186020FDD-LTE4G中国电信825-840870-88515140CDMA2G825-835870-88010FDD-LTE4G1920-19352110-212515CDMA20003G1920-19402110-213020FDD-LTE4G2370-23902635-26552370-23902635-265540TD-LTE4G1765-17801860-187515FDD-LTE4G通信发展（1G-5G）2G 第二代手机通信技术规格，以数字语音传输技术为核

11、心。一般定义为无法直接传送如电子邮件、软件等信息;只具有通话和一些如时间日期等传送的手机通信技术规格。不过手机短信在它的某些规格中能够被执行。它在美国通常称为个人通讯服务(外语缩写:PCS)，模拟调制进入数字调制。数据传输速度为每秒9.614.4Kbit，GSM（全球移动通信系统）、TDMA（时分多址）、CDMA（码分多址）。3G“ 第三代移动通信技术 ”（英语：3rd-Generation）的缩写，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音（通话）及信息（电子邮件、实时通信等）。3G的代表特征是提供高速数据业务，速率一般在几百kbps以上。中国移动的TD-SCDMA，中

12、国联通的WCDMA和中国电信的WCDMA2000。4G 第四代通讯技术的简称，G是generation（一代）的简称。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比目前的拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括TDD（时分双工）和FDD（频分双工）两种模式，二者相似度达90%，差异较小。5G 第五代移动电话行动通信标准,终端基站化，5G呈现出低时延、高可靠、低功耗的特点，已经不再是一个单

13、一的无线接入技术，而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术（4G后向演进技术）集成后的解决方案总称。1G 1986年，第一套移动通讯系统在美国芝加哥诞生，采用模拟讯号传输，模拟式为代表在无线传输采用模拟式的FM调制，将介于300Hz到3400Hz的语音转换到高频的载波频率MHz上。此外，1G只能应用在一般语音传输上，且语音品质低、讯号不稳定、涵盖范围也不够全面。1G主要系统为AMPS，另外还有NMT及TACS，该制式在加拿大、南美、澳洲以及亚太地区广泛采用，而国内在80年代初期移动通信产业还属于一片空白，摩托罗拉8000X大哥大。A网和B网，模拟时代的摩托罗拉和爱立信。电磁环境测试Elect

14、romagnetic environment test02电磁环境测试的重要性1.电磁环境测试是电磁频谱管理的一项基础性工作，它广泛应用于电台站选址、频率指配、无线电管制和电磁环境评估等电磁频谱管理的各个环节，合理有效的电磁环境测试可以保证各种无线业务正常有序的进行和发展。2.通过电磁环境测试未设台单位提供真实可靠的信道占用度、频段利用率及各频段各业务段背景状况等具有结论性的报告。3.通过电磁环境测试为无线电管理部门指配频率、规划频率、频率协调等业务提供技术支持。电磁环境测试选点1.一定要考虑测试点的地形、地貌、周围建筑物和传播介质（周围传播介质不一样的地区会产生折射）等综合因素，短波电磁环境

15、测试还要考虑地质构造情况（如有无铜矿、铁矿等金属矿），尽量选取位置高、地貌平坦、无高大建筑物、远离大面积水面或者林带的位置。2.应尽量避开附近有大功率发射（广播、雷达）、电气化铁路、繁华公路（汽车火花及车体反射）、工业辐射、变电站及高压输电线路、大面积金属网等直接影响测试效果的区域。物体物体衰减衰减雨水3-5dB自然植被、树叶3-20dB透明玻璃窗、胶合板4-6dB实木5-12dB灰浆8-16dB砖8-28dB混凝土和水泥（15cm厚）10-20dB有色玻璃/低辐射玻璃24-40dB金属32-50dB雨水对于超短波和微波都有吸收作用，手机和WiFi用的是特高频无线电，直线传输，下雨时空气湿度大

16、，频率越大越容易被吸收，信号强度减弱。低辐射玻璃：玻璃表面上镀上含有一层或两层甚至多层膜系的金属薄膜或金属氧化物薄膜，来降低能量吸收或控制室内外能量交换，保障生活、工作的舒适性，并以此达到环保节能的目的。电磁环境测试基础知识电磁环境测试的要素：1.测试系统：测试系统：天线、馈线（电缆）、频谱分析仪（测试接收机）及低噪声放大器（视需要来加）2.参数设置参数设置:频率、扫描带宽和参考电平，衰减值及是否打开预放。RBW（分辨率带宽）、VBW（视频带宽）。扫描速度为自动，并打开栅格栏。N9340BN9344CFSH4OmniLOG_90200HyperLOG_7040不同RBW测试同一信号基站现场测试

17、1.经纬度海拔的测试 度换算成度分秒，例： 1度=60分 1分=60秒2.温湿度的测试 华氏度与摄氏度的换算，例：摄氏度=(华氏度-32)1.83.现场信息采集及记录 拍摄基站全景图，人员操作图，GPS导航仪与温湿度计照片。 记录日期天气，原始记录表记录温湿度计和GPS导航仪信息，基站名称地址，选取点进行电磁环境测试，并记录测试频谱图编号，基站与其他运营商共站信息。 移动基站天线架设类型（落地塔）落地单管塔落地三管塔落地景观塔落地角钢塔落地便携塔落地井架落地水塔落地路灯塔落地交管杆落地广告牌落地水泥杆移动基站天线架设类型（楼顶塔）楼顶拉线塔美化天线楼顶抱杆楼顶集束天线楼顶井架楼顶角钢塔楼顶小灵

18、通支架挂壁美化天线天线的极化方式水平极化水平极化- 45度倾斜的极化度倾斜的极化天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向+ 45度倾斜的极化度倾斜的极化V/H (垂直垂直/水平水平)倾斜倾斜 (+/- 45)两个天线为一个整体，传输两个独立的波。天线的输入阻抗 天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。输入阻抗的电抗分称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功

19、率。因此，必须使电抗分量尽可能为量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。零，使天线的输入阻抗为纯电阻。 输入阻抗与天线的结构和工作波长有关，基本半波振子，即由中间对输入阻抗与天线的结构和工作波长有关，基本半波振子，即由中间对称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（73.173.142.542.5）欧姆。当把振子长）欧姆。当把振子长度缩短时，就可以消除其中的电抗分量，使天线的输入阻抗为度缩短时，就可以消除其中的电抗分量，使天线的输入阻抗为纯电阻，即使半波振子的输入阻抗为纯电阻，即使半波振子的输入阻抗为73.173

20、.1欧（标称欧（标称7575欧）。欧）。天线的方向性 天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的电波天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示所具有的接收能力。天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示. . 方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。 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

21、能量朝所需的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辐射。垂直放置的半波对称振子具有平放的 “面包圈面包圈” 形的立体方向图（图形的立体方向图（图1.3.1 a）。）。 立体方向图虽然立体感强，立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，但绘制困难， 图图1.3.1 b 与图与图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 可可以看出，在振子的轴线方向上辐射为零，最大辐

22、射方向在水平面上；而从图以看出，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可以看出，在水平面上各个方向上的辐射一样大。辐射一样大。图图1.3.1 a 立体方向图立体方向图图图1.3.1 c 水平面方向图水平面方向图天线的增益 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功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中

23、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。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可以这样来理解增益的物理含义-为在一定的距离上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，而的输入功率，而用增益为用增益为 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，某天换言之，某天线的增益，就其最大辐射

24、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。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。 半波对称振子的增益为半波对称振子的增益为G = 2.15 dBi ; 4个半波对称振子个半波对称振子 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这个单位这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源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

25、子的增益为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（因为是自己跟自己比，比值为1，取对数得零值。），取对数得零值。） ； 垂直四垂直四元阵，其增益约为元阵，其增益约为G = 8.15 2.15 = 6 dBd . 一个天线与对称振子相比较的增益用一个天线与对称振子相比较的增益用“dBd”表示，一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用表示，一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用“dBi”表示表示 ，例如，例如: 3dBd = 5.17dBi基站天馈系统8防雷保护器主馈线（7/8“）5馈线卡6走线架4接地装置3接头密封件绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带1天线调节支架GSM/C

26、DMA板状天线抱杆（50114mm）2室外馈线9室内超柔馈线7馈线过线窗基站主设备基站天馈系统示意图天线抱杆方位角安装（6根天线）当基站的通信铁塔每个平台安装有6根天线抱杆时，要求如下：1、通常情况下，即每2根抱杆为一组形成一个扇区，共分三个扇区。同一扇区内2根抱杆的水平间距应4米， 该2根抱杆连线的水平垂直方向即为这个扇区的方位角。如设定正北方向为0度，三个扇区的方位角方向依次为：一扇区0度、二扇区120度、三扇区240度，扇区与扇区的水平夹角均为120度，俗称常规方位角。两个扇区相邻的2根抱杆的水平间距应1米。2、安装于铁塔正北方向的应该是间距为4米的2根抱杆，而不是间距为1米的2根抱杆。间距为1米的2根抱杆应该安装在铁塔的正南方向。3、每个平台安装6根天线抱杆，