WCDMA无线网络规划与优化

1、书名书名：WCDMAWCDMA无线网络规划与优化无线网络规划与优化ISBNISBN： 978-7-111-47028-1978-7-111-47028-1作者作者：徐彤徐彤 孙秀英孙秀英出版社：机械工业出版社出版社：机械工业出版社本书配有电子课件本书配有电子课件第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习目标学习目标】【学习内容学习内容】【本章总结本章总结】【思考与复习题思考与复习题】第第2章章 天线基础知识天线基础知识第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习目标学习目标】知识知识重重点点1.天线的基本工作原理；天线的基本工作原理；2.基站天线的结构；基站天线的结构；3.基站天线的种类；基站天

2、线的种类；4.基站天线的电气参数；基站天线的电气参数；5.基站天线的选择。基站天线的选择。 难难点点1.天线的基本工作原理；天线的基本工作原理；2.基站天线的电气参数。基站天线的电气参数。建议学时建议学时6 6课时课时第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.1 天线的基本工作原理天线的基本工作原理2.2 基站天线的结构基站天线的结构2.3 基站天线的种类基站天线的种类2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数2.5 基站天线的选择基站天线的选择n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

3、物力。 简介简介第第2章章 天线基础知识天线基础知识基站天馈结构基站天馈结构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/CDMA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第第2章章 天线基础知识天线基础知识RF电缆（电缆（ 1/2）50欧姆皱纹铜管同轴电缆欧姆皱纹铜管同轴电缆天馈系统及基站天线组成天馈系统及基站天线组成第第2章章 天线基础知识天线基础知识第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.1 天线的基本工作原理天线的基本工作原理 当导线上有交变电

4、流流动时，就可以发生当导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。如图状有关。如图2-1a、b所示，若两导线的距离所示，若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱；将两导线张开，电场就散播在周围空间微弱；将两导线张开，电场就散播在周围空间，如图，如图2-1c所示，这时两导线的电流方向相同所示，这时两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因而电磁波辐射能力较强。而电磁波辐射能力较强。第第2章章 天线基础知识

5、天线基础知识【学习内容学习内容】2.1 天线的基本工作原理天线的基本工作原理a)两导线平行两导线平行 b)两导线平行呈现一定夹角两导线平行呈现一定夹角 c)两导线平行呈现两导线平行呈现180图图2-1 电磁波的辐射能力与导线的形状电磁波的辐射能力与导线的形状第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.1 天线的基本工作原理天线的基本工作原理 当导线的长度远小于波长时，导线的电流当导线的长度远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱；当导线的长度增大到可与很小，辐射很微弱；当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形

6、成较强的辐射。通常将上述能产生显而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。两臂长度相等的振著辐射的直导线称为振子。两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长的子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长的对称振子称为半波振子；两臂总长与波长相等对称振子称为半波振子；两臂总长与波长相等的振子，称为全波对称振子。将振子折合起来的振子，称为全波对称振子。将振子折合起来的，称为折合振子。半波振子如图的，称为折合振子。半波振子如图2-2所示。所示。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.1 天线的基本工作原理天线的基本工作原理图图2-2 半波振子半波振子第

7、第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.2 基站天线的种类基站天线的种类l基站天线按照水平方向图的特性可分为全向基站天线按照水平方向图的特性可分为全向天线与定向天线两种天线与定向天线两种 ；按照极化特性可分为单极化天线与双极化天线按照极化特性可分为单极化天线与双极化天线两种两种 第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.3 基站天线的结构基站天线的结构在移动通信系统中使用的基站天线由多个基本在移动通信系统中使用的基站天线由多个基本单元振子、馈电网络、天线接头和天线罩组成单元振子、馈电网络、天线接头和天线罩组成，如图，如图2-4所示。所示。第第2章章 天线基础

8、知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.3 基站天线的结构基站天线的结构图图2-4 基站定向天线和全向天线结构图基站定向天线和全向天线结构图基站天线的组成基站天线的组成-天线内部结构天线内部结构辐射单元（振子）辐射单元（振子）馈电网络（功率分配网络）馈电网络（功率分配网络）反射板（槽板）反射板（槽板）基站天线的组成基站天线的组成下端盖下端盖外罩外罩上端盖上端盖夹具（上夹具）夹具（上夹具）安装夹具（下夹具）安装夹具（下夹具）射频电缆接头射频电缆接头接头座型式接头座型式n7/16”DINnN型型nSMADINDIN接头优点接头优点: :改善互调产物改善互调产物, ,可比可比N N型插头多承受型插头

9、多承受4 4倍倍的功率的功率, ,一致且最优的电压驻波比性能。一致且最优的电压驻波比性能。第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍-概述概述n为了提供更高质量的网络服务，运营商提出了全覆盖、无缝覆盖的概念，不断加大网络建设的投入。但无线基站、天线增多的同时也带来了一些负面问题。 城市环境景观要求高 市区建筑物顶部天线林立 影响“生态城市”建设人们环保意识加强 天线裸露 易产生抵触情绪 加大网络建设难度天线长时间裸露 气候变化直接作用于天线体 影响天线寿限 长时间使用影响通信质量第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍概述概述眼不见为净u所谓“美化天线”，

10、也可称作“伪装天线”、“隐形天线”、“特型天线”等，即在不增大传播损耗的情况下，通过各种手段对天线的外表进行伪装、修饰来达到美化的目的，既美化了城市的视觉环境，也减少了居民对无线电磁环境的恐惧和抵触，同时也可以延长天线的使用寿限，保证通信的质量。第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍美化类型美化类型美化方式多种多样美化方式多种多样总体分为加罩型总体分为加罩型和直接美化型和直接美化型应根据实际环境应根据实际环境灵活选择灵活选择第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍美化类型美化类型紧固件紧固件天线外罩天线主体外罩底板变色龙型结构示意图美化天线介绍美化天线

11、介绍美化类型美化类型紧固件避雷针天线抱杆天线外罩接避雷系统天线主体方柱型结构示意图美化天线介绍美化天线介绍美化类型美化类型紧固件避雷针天线抱杆天线外罩接避雷系统天线主体外罩预埋件水塔支架水塔型结构示意图第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍美化类美化类型型天线抱杆天线外罩天线主体外罩底板和安装架紧固件空调型结构示意图第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍美化类型美化类型仿生树型结构示意图紧固件避雷针接避雷系统天线外罩天线主体树杆梯子树叶紧固件第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍美化类型美化类型路灯型结构示意图避雷针天线外罩天线

12、主体灯杆灯头支架天线抱杆第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍美化类型美化类型集束型结构示意图圆形集束方形集束第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍美化类型美化类型标牌型标牌型蘑菇型蘑菇型灯箱型灯箱型标牌型标牌型室外美化天线室外美化天线第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍美化类型美化类型射灯型射灯型草坪灯型草坪灯型射灯型射灯型第第2章章 天线基础知识天线基础知识美化天线介绍美化天线介绍美化类型美化类型室内定向板状美化天线室内定向板状美化天线室内定向板状美化天线室内定向板状美化天线室内全向吸顶美化天线室内全向吸顶美化天线角反射美

13、化天线角反射美化天线 室内美化天线室内美化天线第第2章章 天线基础知识天线基础知识第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数基站天线的参数包含电气参数和机械参数。基站天线的参数包含电气参数和机械参数。2.4.1 电气参数电气参数影响天线性能的电气参数有很多，如工作频率影响天线性能的电气参数有很多，如工作频率、极化、方向图、半功率角、阻抗、增益、驻、极化、方向图、半功率角、阻抗、增益、驻波比等。波比等。 第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数1.工作频段工作频段每种型号的天线都

14、有其适用的频段，移动通信每种型号的天线都有其适用的频段，移动通信常用频段见表常用频段见表2-2。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数系统名称系统名称上行频段上行频段/MHz/MHz下行频段下行频段/MHz/MHzWCDMAWCDMA19201920198019802110211021702170GSM900GSM900890890915915935935960960GSM900(E-GSM)GSM900(E-GSM)880880890890925925935935DCS1800DCS180017101710178517851805

15、180518801880CDMA(BAND CLASS 0)CDMA(BAND CLASS 0)824.04824.04848.97848.97869.04869.04893.97893.97CDMA(BAND CLASS 1)CDMA(BAND CLASS 1)185018501909.951909.95193019301989.951989.95CDMA(BAND CLASS 5,CDMA(BAND CLASS 5,该频段不连续，大致可该频段不连续，大致可认为如右边给出的连续分布值认为如右边给出的连续分布值) )410410485485420420495495TD-SCDMATD-SCDM

16、A188018801920192020102010202520252300230024002400188018801920192020102010202520252300230024002400PHS(PHS(在国内在国内) )19001900191519151900190019151915表表2-2 移动通信频段分配表移动通信频段分配表第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数2.极化方向极化方向 天线的极化方向指天线在最大辐射方向上天线的极化方向指天线在最大辐射方向上辐射出的电场矢量的方向。天线辐射出的无线辐射出的电场矢量的方向。天

17、线辐射出的无线电波由电场与磁场矢量构成，而电磁场矢量的电波由电场与磁场矢量构成，而电磁场矢量的方向在不同的空间方向上是不同的，在最大辐方向在不同的空间方向上是不同的，在最大辐射方向的电场矢量方向定义为天线的极化方向射方向的电场矢量方向定义为天线的极化方向。当没有特别说明时，通常以电场矢量的空间。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化方向，而且是指在该天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说的。线的最大辐射方向上的电场矢量来说的。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数3.方向图方向

18、图在三维空间内，天线的远区辐射电场的幅度是在三维空间内，天线的远区辐射电场的幅度是随角度变化的函数，在球坐标系可表示成一个随角度变化的函数，在球坐标系可表示成一个封闭的曲面。方向图可用来描述天线在三维空封闭的曲面。方向图可用来描述天线在三维空间里辐射的方向特性，一个典型的三维方向图间里辐射的方向特性，一个典型的三维方向图如图如图2-5所示。所示。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数图图2-5 三维方向图三维方向图第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数4.水平面方向图水平

19、面方向图 指天线的远区辐射电场的幅度在水平面内随指天线的远区辐射电场的幅度在水平面内随角度变化函数的曲线，水平方向图反映了天线角度变化函数的曲线，水平方向图反映了天线在水平面上的辐射特性，如理想全向天线的水在水平面上的辐射特性，如理想全向天线的水平方向图是一个圆。一般水平方向图是按最大平方向图是一个圆。一般水平方向图是按最大辐射方向的电场幅度值进行归一的。图辐射方向的电场幅度值进行归一的。图2-6所示所示为为65天线的水平方向图。天线的水平方向图。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数图图2-6 水平面方向图水平面方向图第第2章章

20、天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数5.水平面波瓣宽度水平面波瓣宽度 在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其辐射信号的能力最强中最大的瓣称为主瓣，其辐射信号的能力最强，其余的瓣称为副瓣或称为旁瓣。主瓣两半功，其余的瓣称为副瓣或称为旁瓣。主瓣两半功率点间与发射中心点之间的夹角定义为天线方率点间与发射中心点之间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度，也称为半功率角或称为半功向图的波瓣宽度，也称为半功率角或称为半功率瓣宽。率瓣宽。 第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站

21、天线的技术参数基站天线的技术参数图图2-7 水平波瓣宽度示意图水平波瓣宽度示意图第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数6.垂直面方向图垂直面方向图 指天线的远区辐射电场的幅度在垂直面内随指天线的远区辐射电场的幅度在垂直面内随角度变化函数的曲线，垂直方向图反映了天线角度变化函数的曲线，垂直方向图反映了天线在垂直面上的辐射特性。在垂直面上的辐射特性。 第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数图图2-8 垂直面方向图垂直面方向图第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内

22、容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数7.垂直面波瓣宽度垂直面波瓣宽度 在垂直面方向图上，在最大辐射方向的两侧在垂直面方向图上，在最大辐射方向的两侧辐射功率下降辐射功率下降3dB的两个方向之间的夹角为垂的两个方向之间的夹角为垂直面波瓣宽度。直面波瓣宽度。 第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数15 Peak峰值峰值15 峰值峰值3dB3dB-峰值峰值3dB3dB-图图2-9 垂直面波瓣宽度示意图垂直面波瓣宽度示意图第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数8.零点填

23、充零点填充(Null Fill) 基站天线建在高塔上，经常会出现基站天线建在高塔上，经常会出现“塔下黑塔下黑”的情况，也就是说塔下近处的无线信号远不的情况，也就是说塔下近处的无线信号远不如远处的无线信号好，满足不了通信需求，这如远处的无线信号好，满足不了通信需求，这通常和天线的垂直面特性有关，要求天线有良通常和天线的垂直面特性有关，要求天线有良好零点填充特性。好零点填充特性。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数9.上副瓣抑制上副瓣抑制 对于小区制蜂窝系统，为了提高频率复用能对于小区制蜂窝系统，为了提高频率复用能力，减少对邻区的同频

24、干扰，基站天线波束赋力，减少对邻区的同频干扰，基站天线波束赋形时应尽可能降低那些瞄准干扰区的副瓣，上形时应尽可能降低那些瞄准干扰区的副瓣，上第一副瓣电平应小于第一副瓣电平应小于-18dB，对于大区制基站天，对于大区制基站天线无这一要求。线无这一要求。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数10.波束下倾波束下倾 由于覆盖或网络优化的需要，基站天线的由于覆盖或网络优化的需要，基站天线的俯仰面波瓣指向需要调整，如果完全依赖机械俯仰面波瓣指向需要调整，如果完全依赖机械调节，当机械调节角度超过垂直面波瓣宽度时调节，当机械调节角度超过垂直面波瓣

25、宽度时，基站天线的水平面波瓣覆盖将变形，基站天线的水平面波瓣覆盖将变形(要求机要求机械下倾角不要超过天线垂直面的波瓣宽度械下倾角不要超过天线垂直面的波瓣宽度)，影响扇区的覆盖控制，目前波束下倾主要有以影响扇区的覆盖控制，目前波束下倾主要有以下几种：下几种：(1)固定波束电下倾固定波束电下倾(2)手动连续可调波束电下倾手动连续可调波束电下倾 (3)可远端控制的波束电下倾可远端控制的波束电下倾第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数11.增益增益 天线的增益是指在相同输入功率条件下，天线的增益是指在相同输入功率条件下，天线在最大辐射方向上

26、某一点所产生的功率密天线在最大辐射方向上某一点所产生的功率密度与理想点源天线在同一点所产生的功率密度度与理想点源天线在同一点所产生的功率密度的比值。增益反映了天线将无线电波集中发射的比值。增益反映了天线将无线电波集中发射到某一方向上的能力，一般来讲天线的增益越到某一方向上的能力，一般来讲天线的增益越高，波瓣宽度越窄，天线发射出的能量也越集高，波瓣宽度越窄，天线发射出的能量也越集中。天线增益的单位一般有两种：中。天线增益的单位一般有两种：dBi与与dBd，其中，其中dBi是以理想点源天线增益为参考的基是以理想点源天线增益为参考的基准，而准，而dBd是以半波振子天线增益为参考基准是以半波振子天线增

27、益为参考基准。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数11.增益增益02.15dBddBi dBi定义为实际的方向性天线定义为实际的方向性天线(包括全向天包括全向天线线)相对于各向同性天线的能量集中能力，相对于各向同性天线的能量集中能力，“i”(Isotropic)表示各向同性。表示各向同性。 dBd定义为实际的方向性天线定义为实际的方向性天线(包括全向天包括全向天线线)相对于半波振子天线的能量集中能力，相对于半波振子天线的能量集中能力，“d”(Dipole)表示偶极子。表示偶极子。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内

28、容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数11.增益增益 天线是一种能量集中的装置，在某个方向天线是一种能量集中的装置，在某个方向辐射的增强意味着其他方向辐射的减弱。通常辐射的增强意味着其他方向辐射的减弱。通常可以通过水平面波瓣宽度的缩减来增强某个方可以通过水平面波瓣宽度的缩减来增强某个方向的辐射强度以提高天线增益。在天线增益一向的辐射强度以提高天线增益。在天线增益一定的情况下，天线的水平面波瓣宽度与垂直面定的情况下，天线的水平面波瓣宽度与垂直面波瓣宽度成反比，其关系可以表示为波瓣宽度成反比，其关系可以表示为第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参

29、数基站天线的技术参数11.增益增益式中，式中， 为天线增益为天线增益(dBi)；为垂直面波瓣宽度；为垂直面波瓣宽度()； 为水平面波瓣宽度为水平面波瓣宽度()；)/(32400lg10aGaG第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数11.增益增益 如图如图2-10所示，该图分别给出了垂直面波瓣宽度为所示，该图分别给出了垂直面波瓣宽度为6.5、13、25和和78四种类型四种类型的振子天线，其天线增益、垂直面波瓣宽度和水平面波瓣宽度三者的关系。的振子天线，其天线增益、垂直面波瓣宽度和水平面波瓣宽度三者的关系。图图2-7 水平波瓣宽度示意图

30、水平波瓣宽度示意图第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数12.特性阻抗特性阻抗 无限长传输线上各处的电压与电流的比值无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗。同轴电缆的特性阻定义为传输线的特性阻抗。同轴电缆的特性阻抗的计算公式为抗的计算公式为or138DZ =lgd 式中，式中，0为特性阻抗；为特性阻抗；D为同轴电缆外导体铜网为同轴电缆外导体铜网内径内径(m)；d为同轴电缆芯线外径为同轴电缆芯线外径(m)；r为导体间为导体间绝缘介质的相对介电常数。绝缘介质的相对介电常数。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内

31、容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数13.反射损耗与电压驻波比反射损耗与电压驻波比 一般来讲，发射机通过天线发射电磁波，一般来讲，发射机通过天线发射电磁波，都不会都不会100发送出去，总会因为天线阻抗不发送出去，总会因为天线阻抗不匹配而在天线接头处反射回部分功率，这种被匹配而在天线接头处反射回部分功率，这种被反射的波与入射波叠加的后形成的波称为驻波反射的波与入射波叠加的后形成的波称为驻波。反射损耗指在天线的接头处的反射功率与入。反射损耗指在天线的接头处的反射功率与入射功率的比值，反射损耗反映了天线的匹配特射功率的比值，反射损耗反映了天线的匹配特性。性。第第2章章 天线基础知

32、识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数式中，式中，R.L.为反射损耗为反射损耗,单位为单位为dB；Pr为反射功率，单位为为反射功率，单位为W；Pin为输入功率为输入功率,单位为单位为W；为反射系数；为反射系数；VSWR为电压驻波比。为电压驻波比。inrR.L.=1(dBg P)0l/PR.L.(dB)=20lgVSWR=(1) )/ (1第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数14.前后比前后比 前后比指天线前向最大辐射方向的功率密度前后比指天线前向最大辐射方向的功率密度与后向与后向30范围内的

33、最大辐射方向的功率密范围内的最大辐射方向的功率密度的比值。前后比反映天线对后向干扰的抑制度的比值。前后比反映天线对后向干扰的抑制能力，该参数只对定向天线有意义。一般的基能力，该参数只对定向天线有意义。一般的基站天线该指标要求达到站天线该指标要求达到25dB，如图，如图2-11所示。所示。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数图图2-11 前后比物理意义图示前后比物理意义图示第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数15.天线隔离度天线隔离度 隔离度为发射天线输入功率与接收天线

34、的隔离度为发射天线输入功率与接收天线的输出功率的比值，单位为输出功率的比值，单位为dB。天线隔离度是天。天线隔离度是天线之间相互作用程度的重要参数。天线间隔离线之间相互作用程度的重要参数。天线间隔离度越大，天线相互作用越小，系统间干扰越小度越大，天线相互作用越小，系统间干扰越小。一般来讲，隔离度越大越好。一般来讲，隔离度越大越好。 对于多端口天线，如双极化天线、双频段对于多端口天线，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双极化天线，收发共用时端口之间的隔离度应大于大于30dB。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术

35、参数16.功率容量功率容量功率容量是指天线所能承受的平均功率的容量功率容量是指天线所能承受的平均功率的容量，天线及其连接装置所承受的功率是有限的，天线及其连接装置所承受的功率是有限的，考虑到基站天线的实际最大输入功率考虑到基站天线的实际最大输入功率(单载波功单载波功率为率为20W)，若天线的一个端口最多输入，若天线的一个端口最多输入4个载个载波，则天线的最大输入功率为波，则天线的最大输入功率为80W，因此，天，因此，天线的单端口功率容量应大于线的单端口功率容量应大于80W(环境温度为环境温度为65时时)。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线

36、的技术参数17.无源互调无源互调所谓无源互调特性是指接头、馈线、天线、滤所谓无源互调特性是指接头、馈线、天线、滤波器等无源部件工作在多个载频的大功率信号波器等无源部件工作在多个载频的大功率信号条件下由于部件本身存在非线性而引起的互调条件下由于部件本身存在非线性而引起的互调效应。通常都认为无源部件是线性的，但是在效应。通常都认为无源部件是线性的，但是在大功率条件下无源部件都不同程度地存在一定大功率条件下无源部件都不同程度地存在一定的非线性。的非线性。 第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数2.4.2 机械参数机械参数 天线的机械参数主

37、要包含风载荷、工作温天线的机械参数主要包含风载荷、工作温度和湿度雷电防护以及防潮、防盐雾、防霉菌度和湿度雷电防护以及防潮、防盐雾、防霉菌三防能力。三防能力。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数1.风载荷风载荷 基站天线通常安装在高楼及铁塔上，尤其在基站天线通常安装在高楼及铁塔上，尤其在沿海地区，常年风速较大，要求天线在风速沿海地区，常年风速较大，要求天线在风速36m/s时正常工作，在时正常工作，在55m/s时不被破坏。时不被破坏。 天线本身通常能够承受强风，在风力较强的天线本身通常能够承受强风，在风力较强的地区，天线通常是由于铁塔

38、、抱杆等被破坏而地区，天线通常是由于铁塔、抱杆等被破坏而遭到损坏。因此在这些地区，应选择表面积小遭到损坏。因此在这些地区，应选择表面积小的天线。的天线。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数2.工作温度和湿度工作温度和湿度 基站天线应在环境温度基站天线应在环境温度-4065和相对湿和相对湿度度0100%范围内正常工作。范围内正常工作。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数3.雷电防护和三防能力雷电防护和三防能力 基站天线所有射频输入端口均要求直流直基站天线所有射频输入端口

39、均要求直流直接接地。接接地。 基站天线必须具备三防能力，即防潮、防基站天线必须具备三防能力，即防潮、防盐雾、防霉菌。对于基站全向天线必须允许天盐雾、防霉菌。对于基站全向天线必须允许天线倒置安装，同时满足三防要求。线倒置安装，同时满足三防要求。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.4 基站天线的技术参数基站天线的技术参数2.4.3 天线特性对系统性能的影响天线特性对系统性能的影响 天线的方向图与天线的下倾角直接决定了系统天线的方向图与天线的下倾角直接决定了系统的覆盖区域的形状，而天线的安装高度和天线的增的覆盖区域的形状，而天线的安装高度和天线的增益对系统的覆盖范围有直接的影

40、响，在一定范围内益对系统的覆盖范围有直接的影响，在一定范围内，天线安装高度越高，天线的增益越高，系统所覆，天线安装高度越高，天线的增益越高，系统所覆盖的范围也越大。盖的范围也越大。 当天线由于设计缺陷或天线罩品质不良而发生当天线由于设计缺陷或天线罩品质不良而发生进水问题时，由于水的导电性能比较好，会将天线进水问题时，由于水的导电性能比较好，会将天线接头的内外导体短路，导致通信信号发生强烈反射接头的内外导体短路，导致通信信号发生强烈反射，使发射信号不能有效地发射出去，接收信号也无，使发射信号不能有效地发射出去，接收信号也无法有效接收下来。法有效接收下来。 第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学

41、习内容学习内容】2.5 基站天线的选择基站天线的选择2.5.1 辐射方向辐射方向1.全向天线全向天线 全向天线，在水平方向图上表现为全向天线，在水平方向图上表现为360都都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波瓣，一般情况下方向图上表现为有一定宽度的波瓣，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。波瓣宽度越小，增益越大。 适用场景：全向天线在移动通信系统中一般适用场景：全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型，覆盖范围大。目前工应用与郊县大区制的站型，覆盖范围大。目前工程中应用较少。程中应用较少。第第2章章 天线基础知

42、识天线基础知识【学习内容学习内容】2.5 基站天线的选择基站天线的选择2.5.1 辐射方向辐射方向2.定向天线定向天线 定向天线，在在水平方向图上表现为一定角定向天线，在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波瓣，同全向天直方向图上表现为有一定宽度的波瓣，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。线一样，波瓣宽度越小，增益越大。 定向天线在移动通信系统中一般应用于城区定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高。

43、利用率高。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.5 基站天线的选择基站天线的选择2.5.2 极化方向极化方向1.单极化天线单极化天线 单极化天线在移动通信基站中通常指单一垂单极化天线在移动通信基站中通常指单一垂直线极化天线，实验证明，在开阔地区的山区或直线极化天线，实验证明，在开阔地区的山区或平原农村，这种天线的覆盖效果比双极化平原农村，这种天线的覆盖效果比双极化(45)天线更好，平均电平高出天线更好，平均电平高出310dB。 适用场景：在开阔地区的山区或平原农村，适用场景：在开阔地区的山区或平原农村，建议并推荐使用单极化天线。由于单极化天线需建议并推荐使用单极化天线。由

44、于单极化天线需要更多的安装空间，因此选择时需要考虑天线的要更多的安装空间，因此选择时需要考虑天线的隔离度。隔离度。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.5 基站天线的选择基站天线的选择2.5.2 极化方向极化方向2.双极化天线双极化天线双极化天线是一种新型天线技术，组合了双极化天线是一种新型天线技术，组合了45和和-45两副极化方向相互正交的天线并同时工作两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量；单个定向基站的天线数量； 第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习

45、内容】2.5 基站天线的选择基站天线的选择2.5.3 天线下倾角天线下倾角1.机械天线机械天线 所谓机械天线，即指使用机械方式调整下倾角的移动天所谓机械天线，即指使用机械方式调整下倾角的移动天线。线。 机械天线与地面垂直安装好以后，如果因网络优化的要机械天线与地面垂直安装好以后，如果因网络优化的要求，可以调整天线下倾角来实现。实践证明：机械天线的最求，可以调整天线下倾角来实现。实践证明：机械天线的最佳下倾角为佳下倾角为15；当下倾角在；当下倾角在510变化时，其天线方变化时，其天线方向图稍有变形但变化不大；当下倾角在向图稍有变形但变化不大；当下倾角在1015变化时，其变化时，其天线方向图变化较

46、大；当机械天线下倾天线方向图变化较大；当机械天线下倾15后，天线方向图后，天线方向图形状改变很大，从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤形。形状改变很大，从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤形。 第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.5 基站天线的选择基站天线的选择2.5.3 天线下倾角天线下倾角2.电调天线电调天线 所谓电调天线，是指使用电子控制方式调整下倾角的移所谓电调天线，是指使用电子控制方式调整下倾角的移动天线，即通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量动天线，即通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量电场强度强度，从而和水平分量的幅值大小，改

47、变合成分量电场强度强度，从而使天线的垂直方向图下倾。由于天线各方向的电场强度强度使天线的垂直方向图下倾。由于天线各方向的电场强度强度同时增大和减小，保证在改变下倾角后天线方向图变化不大同时增大和减小，保证在改变下倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向图在服务小，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.5 基站天线的选择基站天线的选择2.5.3 天线下倾角天线下倾角2.电调天线电调天线 所谓电调天线，是指使用电子控制方式调整下倾

48、角的移所谓电调天线，是指使用电子控制方式调整下倾角的移动天线，即通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量动天线，即通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量电场强度强度，从而和水平分量的幅值大小，改变合成分量电场强度强度，从而使天线的垂直方向图下倾。由于天线各方向的电场强度强度使天线的垂直方向图下倾。由于天线各方向的电场强度强度同时增大和减小，保证在改变下倾角后天线方向图变化不大同时增大和减小，保证在改变下倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向图在服务小，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不

49、产生干扰。区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。第第2章章 天线基础知识天线基础知识【学习内容学习内容】2.5 基站天线的选择基站天线的选择2.5.4 双频网络共用天线双频网络共用天线 双频网络共用天线是让不同的通信系统共用同双频网络共用天线是让不同的通信系统共用同一副发射天线，以便有效地节约安装空间。目前双一副发射天线，以便有效地节约安装空间。目前双频网络共用定向天线的结构和安装方法与现有的单频网络共用定向天线的结构和安装方法与现有的单频段天线相同，但重量有所增加。频段天线相同，但重量有所增加。双频网络共用天线用于城市或话务量特大的地方，双频网络共用天线用于城市或话务量特大的地方，因此水平面半

50、功率波瓣宽度因此水平面半功率波瓣宽度65天线为主选，同时天线为主选，同时要求天线有要求天线有6或或9的固定电下倾角或可调的固定电下倾角或可调(010)电下倾角，增益采用中等电下倾角，增益采用中等(1516dBi)。 第第2章章 天线基础知识天线基础知识【本章总结本章总结】1.知识体系知识体系第第2章章 天线基础知识天线基础知识【本章总结本章总结】2.知识要点知识要点1)当导线的长度远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微当导线的长度远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱；当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流弱；当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直