天线知识介绍邮校0222课件

引入 移动通信是当今通信领域内最为活跃、发展最为迅速的领域之一，天线是用户终端与基站控制设备间通信的桥梁，广泛应用于移动通信和无线接入通信系统中,它的迅猛发展产生了巨大的推动力，推动了天线概念的变革和技术的创新。能否对移动通信中天线方面的知识有深入的了解、全面掌握天线相关的知识，无论是对产品的安装和维护、网络规划工作的顺利开展，都有着十分重要的意义。引入 移动通信是当今通信领域内最为活跃、发展最为迅速的领域之1课程内容

第一章无线电波和超短波的基本知识第二章BTS简单介绍第三章天线的介绍第四章基站天馈系统第五章基站天线的选型课程内容 第一章无线电波和超短波的基本知识2第一章无线电波和超短波的基本知识第一节无线电波的基本知识三节节内容

第二节超短波的基本知识第一章无线电波和超短波的基本知识第一节无线电波的基本3第一章无线电波和超短波的基本知识1、无线电波的基本知识1.1无线电波的概念: 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。第一章无线电波和超短波的基本知识1、无线电波的基本知识4第一章无线电波和超短波的基本知识电磁波的传播电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场第一章无线电波和超短波的基本知识电磁波的传播电场电场电场振5第一章无线电波和超短波的基本知识１.２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。第一章无线电波和超短波的基本知识１.２无线电波的极化6第一章无线电波和超短波的基本知识1.3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，例如：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，即只能接收到来波的一半能量；当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来波的极化方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接收天线也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。第一章无线电波和超短波的基本知识1.3极化损失7第一章无线电波和超短波的基本知识1.4(极化)隔离隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例

1000mW(即1W)1mW在这种情况下的隔离为10log(1000mW/1mW)=30dB第一章无线电波和超短波的基本知识1.4(极化)隔离108第一章无线电波和超短波的基本知识第一节无线电波的基本知识

第二节超短波的基本知识第一章无线电波和超短波的基本知识第一节无线电波的基本9第一章无线电波和超短波的基本知识2超短波的传播

无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同。目前GSM和CDMA移动通信使用的频段都属于UHF（特高频）超短波段，其高端属于微波。2.1超短波和微波的视距传播 超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面波衰减很快。因此也不能依靠地面波作较远距离的传播，它主要是由空间波来传播的。第一章无线电波和超短波的基本知识2超短波的传播10第一章无线电波和超短波的基本知识2.2电波的多径传播

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。由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动很大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。第一章无线电波和超短波的基本知识2.2电波的多径传播11第一章无线电波和超短波的基本知识2.３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。超短波的绕射能力较弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。 信号质量受到影响的程度不仅和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度有关，还和频率有关。 也就是说，频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。相反，频率越低，建筑物越矮、越远，影响越小。因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。第一章无线电波和超短波的基本知识2.３电波的绕射传播12课程内容

第一章无线电波和超短波的基本知识第二章BTS简单介绍第三章天线的介绍第四章基站天馈系统第五章基站天线的选型课程内容 第一章无线电波和超短波的基本知识13第二章BTS简单介绍通信系统主要由移动台、基站子系统和网络子系统组成。基站收发台（BTS）和基站控制器（BaseStationController）构成了基站子系统。一个完整的BTS包括无线发射/接收设备、天线和所有无线接口特有的信号处理部分。BTS可看作一个无线调制解调器，负责移动信号的接收和发送处理。一般情况下在某个区域内，多个子基站和收发台相互组成一个蜂窝状的网络，通过控制收发台与收发台之间的信号相互传送和接收，来达到移动通信信号的传送。BTS全名为：(BaseTransceiverStation)基站收发台。BTS主要分为基带单元、载频单元和控制单元三部分BTS受控于基站控制器，服务于某小区的无线收发信设备，实现BTS与移动台（MS）的空中接口功能。

第二章BTS简单介绍通信系统主要由移动台、基站子系统和网络14Page15BTS在通信系统中的位置BTS在通信系统中的位置第二章BTS简单介绍BTS的基本功能：第二章BTS简单介绍BTS的基本功能：16课程内容

第一章无线电波和超短波的基本知识第二章BTS简单介绍第三章

基站天馈系统第四章天线的介绍第五章基站天线的选型课程内容 第一章无线电波和超短波的基本知识17第三章基站天馈系统3.1基站天馈系统示意图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（

50~114mm）2室外馈线9室内超柔馈线7馈线过线窗基站主设备第三章基站天馈系统3.1基站天馈系统示意图8防雷保护器主馈18第三章基站天馈系统基站天馈系统1天线调节支架 用于调整天线的俯仰角度，一般调节范围为：0°~15°；2室外跳线 用于天线与7/8〞主馈线之间的连接。常用的跳线采用1/2〞

馈线，长度一般为3米。3接头密封件 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水胶带（3M2228）和PVC绝缘胶带3M33+）。4接地装置（7/8〞馈线接地件） 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。第三章基站天馈系统基站天馈系统19第三章基站天馈系统基站天馈系统57/8〞馈线卡子 用于固定主馈线，在垂直方向，每间隔1。5米装一个，水平方向每间隔1米安装一个（在室内的主馈线部分，不需要安装卡子，一般用尼龙白扎带捆扎固定）。 常用的7/8〞卡子有两种；双联和三联。 7/8〞双联卡子可固定两根馈线；三联卡子可固定三根馈线。6走线架 用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。7馈线过窗器 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。8防雷保护器（避雷器） 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室外，与塔体相连或直接接入地网。第三章基站天馈系统基站天馈系统20第三章基站天馈系统基站天馈系统9室内超柔跳线用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之间的连接，常用的跳线采用1/2〞超柔馈线，长度一般为2~3米。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接的接头规格亦有所不同，常用的接头有7/16DIN型、有N型。有直头、亦有弯头。10尼龙黑扎带，主要有两个作用：（1）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。（2）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。11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。第三章基站天馈系统基站天馈系统21课程内容

第一章无线电波和超短波的基本知识第二章BTS简单介绍第三章基站天馈系统第四章天线的介绍第五章基站天线的选型课程内容 第一章无线电波和超短波的基本知识22第四章天线的介绍1.1天线的概念1.2天线的作用1.3天线的电气和机械指标1.4天线的分类第四章天线的介绍1.1天线的概念23第四章天线的介绍1.1什么是天线？用金属导线、金属面或其他介质材料构成一定形状，架设在一定空间，将从发射机馈给的射频电能转换为向空间辐射的电磁波能，或者把空间传播的电磁波能转化为射频电能并输送到接收机的装置。第四章天线的介绍1.1什么是天线？24第四章天线的介绍1.2天线的作用：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第四章天线的介绍1.2天线的作用：25第四章天线的介绍1.3.1天线的主要电气指标：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、前后抑制比、幅瓣抑制比、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等.第四章天线的介绍1.3.1天线的主要电气指标：26第四章天线的介绍1.3.2天线的主要机械指标：天线输入接口、天线尺寸和重量、风负荷、工作温度和湿度、雷电防护、三防能力。

第四章天线的介绍1.3.2天线的主要机械指标：27第四章天线的介绍对称振子（半波振子）

两臂长度相等的振子叫做对称振子，也叫半波振子。振子1/2波长1/4波长1/4波长1/2波长波长一个1/2波长的对称振子

在

800MHz约200mm长

400MHz约400mm长第四章天线的介绍对称振子（半波振子）振子1/2波长1/4波28第四章天线的介绍当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降在天线工作频带内,天线性能下降不多,仍然是可以接受的。在850MHz1/2波长振子最佳在890MHz天线振子在820MHz在820MHz1/2波长为~180mm,在890MHz为~170mm175mm对~850MHz将是最佳的该天线的频带宽度=890-820=70MHz第四章天线的介绍当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降在29天线的增益：dBi与dBd2.15dB第四章天线的介绍天线的增益：dBi与dBd2.15dB第四章天线的介绍30第四章天线的介绍前后抑制比:

方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。前向功率后向功率以dB表示的前后比=10log

典型值为25dB左右目的是有一个尽可能小的反向功率(前向功率)(反向功率)第四章天线的介绍前后抑制比:前向功率后向功率以dB表示的前31第四章天线的介绍波束宽度:

120°(eg)峰值-10dB点-10dB点60°(eg)峰值-3dB点-3dB点15°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB32°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB俯仰面即垂直面方向图3dB波束宽度方位即水平面方向图10dB波束宽度第四章天线的介绍波束宽度:120°(eg)峰值-1032第四章天线的介绍天线波束的下倾：为使波束指向朝向地面无下倾电下倾机械下倾第四章天线的介绍天线波束的下倾：无下倾电下倾机械下倾33第四章天线的介绍波束下倾用于：控制覆盖、减小交调两种方法:机械下倾、电下倾第四章天线的介绍波束下倾34第四章天线的介绍电下倾的产生无下倾时在馈电网络中路径长度相等有下倾时在馈电网络中路径长度不相等第四章天线的介绍电下倾的产生无下倾时有下倾时35第四章天线的介绍电下倾情况下的波束覆盖无下倾电下倾第四章天线的介绍电下倾情况下的波束覆盖无下倾电下倾36第四章天线的介绍机械下倾情况下的波束覆盖无下倾机械下倾第四章天线的介绍机械下倾情况下的波束覆盖无下倾机械下倾37第四章天线的介绍下倾方法的比较10°电下倾10°机械下倾6°电下倾+4°机械下倾第四章天线的介绍下倾方法的比较10°电下倾10°机械下倾638第四章天线的介绍天线大致分为以下几类：定向和全向天线单极化和双极化天线美化天线宽频天线智能天线室分天线第四章天线的介绍天线大致分为以下几类：39按照辐射方向划分图：定向方向图：全向天线第四章天线的介绍按照辐射方向划分图：定向方向图：全向天线第四章天线的介绍40按照极化方式划分第四章天线的介绍按照极化方式划分第四章天线的介绍41第一章无线电波和超短波的基本知识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度倾斜的极化第一章无线电波和超短波的基本知识天线辐射的电磁场的电场方向42第一章无线电波和超短波的基本知识双极化天线两个天线为一个整体，传输两个独立的波。V/H(垂直/水平)倾斜(+/-45°)第一章无线电波和超短波的基本知识双极化天线V/H(垂直/43按照外型划分板状天线帽形天线鞭状天线抛物面天线第四章天线的介绍按照外型划分板状天线帽形天线鞭状天线抛物面天线第四章天线的44第四章天线的介绍宽频带天线：方向性、阻抗和极化特性在一个很宽的波段内几乎保持不变的天线，称为宽频带天线。早期的宽频带天线有菱形天线、V形天线、倍波天线、盘锥形天线等，新的宽频带天线有对数周期天线等。第四章天线的介绍宽频带天线：45第四章天线的介绍智能天线：第四章天线的介绍智能天线：46第四章天线的介绍美化天线：第四章天线的介绍美化天线：47课程内容

第一章无线电波和超短波的基本知识第二章BTS简单介绍第三章天线的介绍第四章基站天馈系统第五章基站天线的选型课程内容 第一章无线电波和超短波的基本知识48第五章基站天线的选型原则根据基站覆盖类型大致分为： （一）

话务量高密集市区 （二）

县城及城镇地区 （三）

乡镇地区 （四）

在铁路或公路沿线及乡镇第五章基站天线的选型原则根据基站覆盖类型大致分为：49第五章基站天线的选型（一）

话务量高密集市区根据天线高度、基站距离，可由下式计算出天线倾角公式：

＝arcｔｇ（h/r）＋ß/2（式中

为波束倾角，ｈ为天线高度，ｒ为覆盖距离，ß为垂直半功率角）（1） 对话务量高密集区，基站间距离300-500米，计算得出

大约在10°～ 19°之间。采用内置电下倾9°的+45°双极化水平半功率瓣宽65°定向天线。再加上机械可变15°的倾角，可以保证方向图水平半功率宽度在主瓣下倾10°～19°内无变化。经使用证明完全可满足对高密集市区覆盖且不干扰的要求。第五章基站天线的选型（一）

话务量高密集市区50第五章基站天线的选型（2）对话务量中密集区，基站间距离大于500米，

大约在6°～16°之间可选择+45°双极化，内置电下倾6°的水平半功率瓣宽65°定向天线，可以保证主瓣在下倾的6°～16°内水平半功率宽度无变化。可满足对中密话区覆盖且不干扰的要求。（3）对话务量低密集区，基站间距离可能更大一