工程配件-天线(已更新)

工程配件-天线雄脉科技2023/2/40介绍内容一、无线电波的基础知识

二、天线的基础知识三、直放站工程常用天线及注意事项

四、天馈线安装规范五、工程常见问题分析2023/2/41一、无线电波的基础知识1、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。

传播方向电场磁场2023/2/42

2、无线电波的速度

无线电波和光波一样真空中:C＝3×108m/s

媒质中:Ｖ＝Ｃ/√ε

ε为传播媒质的相对介电常数2023/2/433、无线电波的波长、频率和传播速度的关系λ＝Ｖ/ｆ

Ｖ:为速度，单位为米/秒；ｆ:为频率，单位为赫兹；λ:为波长，单位为米。

工程中使用的绝缘同轴射频电缆其相对介电常数ε约为2.1

Ｖε≈Ｃ/1.44，λε≈λ/1.44

2023/2/444、无线电波的极化

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为电波的极化方向电场方向垂直于地面----垂直极化波电场方向平行与地面----水平极化波2023/2/455、无线电波的多径传播

无线电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射.因此，到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种现象就叫多径传输.工程上采用空间分集或极化分集的措施加以对应

2023/2/466、电波的绕射传播电波在传播途径上遇到障碍物时,总是力图绕过障碍物,再向前传播,这种现象叫做电波的绕射。高频信号的绕射能力较弱，在高大建筑物后面会形成“阴影区”.接受信号的质量强度和建筑物高度,距建筑物距离,信号频率有关.

频率越高,建筑物越高,越近,影响越大。频率越低,建筑物越矮,越远,影响越小。2023/2/477、超短波和微波超短波和微波的频率很高,传播主要倚靠空间波,空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见的地方。在直视距离内超短波的传播区域习惯上称为“照明区”。在直视距离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。

接收天线高HRBARTRRO'发射天线高HTAB＝3.57(√HT+√HR)(公里)

2023/2/48

L(dB)=32.45+20lgf(MHz)+20lgd(km)

或L(dB)=92.45+20lgf(GHz)+20lgd(km)

工作频率或传输距离提高一倍,自由空间的路径损耗就增加6dB。典型值(900)：1米-----31.5(dB)10米----51.5(dB)20米----57(dB)30米----61(dB)1Km----91.5(dB)2Km----97.5(dB)8、无线电波自由空间传播的损耗公式：2023/2/49介绍内容一、无线电波的基础知识二、天线的基础知识三、直放站工程常用天线及注意事项

四、天馈线安装规范五、工程常见问题分析2023/2/410

1、天线定义把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间收集无线电波并产生电信号

2023/2/411

2、天线辐射电磁波的基本原理

导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关.

如由于两导线的距离很近，且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将两导线张开，这时由于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，因而辐射较强.2023/2/412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。通常称能产生显著辐射的直导线为振子。

当导线的长度远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱.对称振子:1/4波长振子1/4波长1/2波长两臂长度相等的振子

2023/2/4133、天线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

垂直极化水平极化+45度倾斜的极化-45度倾斜的极化2023/2/414双极化天线V/H(垂直/水平)倾斜

(+/-45°)两个天线为一个整体两个独立的波2023/2/415圆极化波

如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的，就叫做椭圆极化波。旋转过程中，如果电场的幅度，即大小保持不变，我们就叫它为圆极化波。向传播方向看去顺时针方向旋转的叫右旋圆极化波，反时针方向旋转的叫做左旋圆极化波。2023/2/416极化损失当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程中通常都要产生极化损失

例1：当用圆极化天线接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，都要产生３分贝的极化损失.

例2：当用水平极化的天线接收垂直极化波时,接收天线就完全接收不到来波的能量，这时称来波与接收天线极化是隔离的。2023/2/417极化隔离

馈送到一种极化的信号在另一种极化中出现的比例1000mW(即1W)

1mW隔离为:10log(1000mW/1mW)=30dB2023/2/4184、天线的输入阻抗

天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值.输入阻抗有电阻分量和电抗分量

天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗.一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω.

＊当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波，没有反射波.＊当天线和馈线不匹配时,负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收,一部分能量就会反射回来形成反射波.

2023/2/419朝前:10W返回:0.5W50ohms80ohms9.5W反射损耗为

10log(10/0.5)=13dB

2023/2/420电压驻波比

馈线天线在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系数.

反射波幅度反射系数Γ＝───────入射波幅度波腹电压幅度最大值Ｖmax（1+Γ）驻波系数Ｓ＝────────────＝────波节电压辐度最小值Ｖmin（1-Γ）波腹电压波节电压2023/2/4216、天线的方向性

天线的方向性是指天线向一定方向辐射(或接收)电磁波的能力。天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示.

天线方向图2023/2/4227、天线的工作频率范围(带宽)

有几种不同的定义：一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，就是当天线的输入驻波比≤1.5时，天线的工作带宽。天线工作在中心频率时天线所能输送的功率最大.

2023/2/4238、天线的增益

★一个单一的对称振子具有“面包圈”形的方向图顶视侧视★对称振子组阵能够控制辐射能构成“扁平的面包圈”

一个对称振子假设在接收机中有1mW功率

有4个对称振子

在接收机中就有4mW功率增益=10log(4mW/1mW)=6dBd

2023/2/424

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场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。

“全向阵”

例如在接收机中为4mW功率

“扇形覆盖天线”

将在接收机中有8mW功率

利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向增益=10log(8mW/1mW)=9dBd

2023/2/425dBd

和dBi的区别

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“dBi”表示

例如:3dBd=5.17dBi一个单一对称振子具有面包圈形的方向图辐射

一个各向同性的辐射器在所有方向具有相同的辐射2.17dB对称振子的增益为2.17dB

2023/2/4269、天线的前后比

前后瓣最大电平之比称为前后比

后向功率前向功率以dB表示的前后比=10log典型值为

25dB左右(前向功率)(反向功率)2023/2/42710、波束宽度

120°峰值

-10dB点

-10dB点10dB波束宽度60°峰值

-3dB点

-3dB点3dB波束宽度2023/2/428在我们的实际工程中经常会碰到一些名词：dB，dBm，dBi，dBuv。下面分别做个简介。

dB：仅仅是个相对值，dB＝10log（P1/P2），比如A基站的发射功率是600mw，B基站是300mw，那么A基站比B基站发射功率高10lg（600/300）＝3dB，从公式中可以看出dB是表征两个功率的相对值，是没有单位的。dB是一个无单位的量纲。

dBm：是一个考证功率绝对值的值，公式为dBm=10lg(功率/1mW)，如我们常用的基站是500mw，换算成dBm就是10lg(500mW/1mW)＝27dBm（意思是27dB毫瓦）。还有一个单位dBW是将公式中的1mW改成1W，其他都一样。1W=30dbm;1mw=0dbm，1W＝0dbW

dBi：前面已解释过，表征相对值，dBi是天线增益的概念，不是具体单位，i是isotropic（各向同性）简写。实际上就是dB。

dBuv：和dBm相同的概念。我们在场强仪和手机测试模式上看到的基站场强单位都是它，和dBm的关系是：

dBm：10lg(功率/1mW)；dBuv:20lg(电压/1uv)，功率＝电压的平方/50欧姆（如果端口阻抗是50欧姆，一般系统都是）所以：dBuv=dBm+113dB11、名词解释

2023/2/429天线的技术指标：增益电压驻波比前后比输入阻抗极化2023/2/430介绍内容一、无线电波的基础知识二、天线的基础知识

三、直放站工程常用天线及注意事项

四、天馈线安装规范五、工程常见问题分析2023/2/4311、直放站工程常用天线类型施主天线八木天线短背射天线抛物面天线其他类型定向天线重发天线全向天线角反射天线全向(定向)吸顶天线平板天线其他类型天线直放站2023/2/4322、八木天线八木天线是一种典型的定向天线，其最突出的特点是：结构简单、体积小、轻便、易安装、成本低廉等特点。2023/2/433有源振子：是八木天线的激励源，其结构形式主要有对称振子和折合振子及两者的变形结构。反射器振子：是一个无源振子，当振子长度、间距满足反射器条件时，它的作用是使辐射能量朝向引向器一端引向器振子：是多个无源振子，当振子长度、间距满足引向器条件时，它的作用是使辐射能量在沿引向器轴线方向得到加强，形成端射波束。2023/2/434八木天线的增益取决于有效轴向长度（并非振子数），即：G(dBi)=10+10Log(L/)式中：L——有效轴向长度——工作波长2023/2/435工程主要事项:1、注意通信方向，要指向施主基站或覆盖区域.2、振子要垂直地面安装.3、必须保证天线在主瓣辐射面方向上，前方范围

10M距离内无任何金属障碍物。

2023/2/4363、短背射天线2023/2/4372023/2/4382023/2/439工程主要事项:1、天线参数的选择.2、天线主反射的栅格要垂直于地面.3、馈源振子要平行于栅格且于地面垂直.2023/2/4404、抛物面天线栅格直径=20mm；栅格间距=50mm；在0-3GHz范围良好地替代实体反射面2023/2/4411、抛物面天线的增益主要取决于抛物面的口面积以及馈源照射效率(根据不同工程应用环境选择天线大小)2、天线主反射的栅格要垂直于地面.3、馈源振子要平行于栅格且于地面垂直.工程主要事项:2023/2/4425、全向天线注意事项:一定要把天线安装在抱杆的最顶端.2023/2/4436、角反射天线注意事项:角度可调60°90°120°根据覆盖区域调整天线角度.馈源后面的反射面一定要安装.2023/2/4447、室内全向(定向)吸顶天线1、单元全向天线：由一个辐射单元构成的全向天线,增益通常为2～3dBi，可实现宽频带。例如：吸顶天线等。2、高增益全向天线：由两个以上（含两个）辐射单元沿垂直方向组阵构成的全向天线，增益≥3dBi。2023/2/4457、定向平板天线2023/2/4468、美化天线2023/2/4472023/2/4482023/2/4492023/2/450介绍内容一、无线电波的基础知识二、天线的基础知识三、直放站工程常用天线及注意事项

四、天馈线安装规范五、工程常见问题分析2023/2/451①天线安装完成后，必须保证天线在主瓣辐射面方向上，前方范围10M距离内无任何金属障碍物。②天线安装在楼顶围墙上时，天线底部必须高出围墙顶部最高部分，应大于50cm③方位角、俯仰角的调整必须和设计要求相符合.④保证天线在避雷针保护区域内，避雷针保护区域为避雷针顶点下倾45度角范围内。⑤

全向天线安装在抱杆上时，应注意：严禁金属管与全向天线的有效辐射体重叠安装.⑥天馈线驻波比应小于1.5.1、天线安装2023/2/4522、馈线安装①馈线的量裁布放，按照节约的原则，先量后裁。馈线的允许余量为3％.②制作馈线接头时，馈线的内芯不得留有任何遗留物。接头必须紧固无松动、无划伤、无露铜、无变型③布放馈线时，应横平竖直，严禁相互交叉，必须做到顺序一致两端表识明确，并两端对应。表识应粘贴与两端接头向内约20CM处。④馈线必须用馈线卡子固定，垂直方向馈线卡子间距≤1.5m，水平方向馈线卡子间距≤1m。如无法用馈线卡子固定时，用扎带将馈线之间相互绑扎⑤馈线在布放、拐弯时，弯曲度应圆滑、无硬弯。并避免接触到尖锐物体，防止划伤进水，造成故障。2023/2/453⑥馈线进线窗外必须有防水弯，防止雨水沿馈线进入机房。防水弯的切角应大于等于600。⑦馈线、信号线必须与（220V以上）的电源线有20cm以上的间距⑧天线、馈线等器件、线缆必须标识明确，一一对应.⑨室外必须用黑扎带，室内必须用白扎带，绑扎时应整齐美观、工艺良好。⑩馈线的单次弯曲