TO_NP09_C1_1移动天线原理及选型 70.ppt

1、TO_NP09_C1_1 移动天线原理及选型,中兴通讯学院 TD1mw=0dbm，1W0dbW 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。,在我们的实际工程中经常会碰到一些名词：dB，dBm，dBi，下面分别做个简介。,天线参数解析,天线增益,天线增益一般常用dBd和dBi两种单位。dBi用于表示天线在最大辐射方向场强相对于全向辐射器的参考值；而相对于半波振子的天线增益用dBd表示： 0dBd=2.15 dBi,天线参数解析,dBd和dBi的区别,一个单一对称振子dipole具有面包圈形的方向图辐射,一个各向

2、同性isotropic的辐射器在所有方向具有相同的辐射,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 = 5.15dBi,2.15dB,对称振子的增益为2.15dB,天线参数解析,GAIN= 10log(4mW/1mW) = 6dBd,天线增益,板状天线的高增益是通过多个基本振子排列成天线阵而合成。,天线参数解析,天线增益,利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向 反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线,在我们的“扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益 这里, “扇形覆盖天线” 与单个对称振子相比的增益

3、为10log(8mW/1mW) = 9dBd,天线参数解析,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。,天线参数解析,天线方向图,天线参数解析,天线波束宽度,天线参数解析,全向与定向天线之全向天线,所谓的全向天线是指一种在水平方向图上表现为360都均匀辐射，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束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区

4、制的站型或者小功率应用的小灵通天线领域，覆盖范围涵盖周围不同距离的360 范围。,全向天线典型方向图,水平面方向图,垂直面方向图,天线参数解析,全向与定向天线之定向天线,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，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，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小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高 。,定向天线典型方向图,水平面方向图,垂直面方向图,天线参数解析,全向天线与定向天线的选择原理,根据组网的要求建立不同类型的基站，而不同类型的基站可根据需要选择不同类型的天线。选择的依据

5、就是上述技术参数。比如全向站就是采用了各个水平方向增益基本相同的全向型天线，而定向站就是采用了水平方向增益有明显变化的定向型天线。一般在市区选择水平波束宽度为65的天线，在郊区可选择,水平波束宽度为65、90或120的天线（按照站型配置和当地地理环境而定），而在乡村选择能够实现大范围覆盖的全向天线则是最为经济的。,天线参数解析,课程内容,什么是天线 天线参数解析 天线覆盖的计算 天线发展趋势 天线选型,天线方向图覆盖范围的估算,任何传播模型的估计都是默认工作在天线方向图覆盖范围内的，而方向图的覆盖范围在天线无下倾角是无限的,实际覆盖范围完全取决于传播模型估计，在有下倾角时如上图,是有范围的,可

6、以得出天线高度、下倾角和覆盖距离三者之间的关系为：,arctan(H/S)+/2 下倾角 垂直波束宽度 H 天线高度 S 方向图覆盖范围,天线覆盖的计算,改变天线倾角，合理进行容量控制,对高话务量区也可通过调整基站天线的俯仰角改善照射区的范围，使基站的业务接入能力加大； 而对低话务量区也可通过调整基站天线的俯仰角加大照射区范围，吸入更多的话务量，这样可以使整个网络的容量扩大，通话质量提高。,天线覆盖的计算,GSM 系统密集城区天线下倾角参考值,天线覆盖的计算,课程内容,什么是天线 天线参数解析 天线覆盖的计算 天线发展趋势 天线选型,常规天线与隐形天线及美化天线,行业习惯，大家出门会自主不自主

7、的去注意安装在室内、室外、楼顶及铁塔上的各种类型的天线（常规天线），过多的天线已经严重影响了环境的美化，同时会让住户产生很强烈的不安全感，虽然天线的辐射对人体几乎没有什么影响； 于是出于美化环境及消除群众恐慌两个目的，应运而生了隐形天线和美化天线（这两个概念没有很严格的区分，一般而言隐形天线指的是能将几个扇区天线合并在一个天线外罩里，而美化天线指的是将天线隐藏在一个经过美化的外罩里，比如路灯等）,美化天线,三扇区隐形天线,墙面伪装天线,路灯隐藏装饰天线,隐形天线,该隐形天线将三个扇区的三面双极化天线集成在一个天线罩内，在保证性能的情况下，大大减少了安装的复杂度，节省了空间。,天线发展趋势,美化

8、天线,根据不同情况下的要求，有多个分类： 路灯草坪灯天线 射灯天线 室内覆盖装饰天线 空调天线 变色龙天线 广告牌天线 隐藏天线 ,路灯天线,变色龙天线,广告牌天线,草坪灯天线,射灯天线,天线发展趋势,美化天线隐藏天线,所有以上定向美化天线都可以做成空调状天线 隐藏天线应用主要针对楼宇，其最终目标是在不影响天线辐射性能的基础上，达到天线隐藏的目的，这其中困难点在于针对不同楼宇实现适合其特征的美化及工程施工； 美化天线前景广阔，也是日益加强的环保观念所要求的。,天线发展趋势,室内分布系统天线吸顶天线,吸顶天线是一种全向天线，主要安装在房间、大厅、走廊等场所的天花板上，其增益一般都在25dBi之间

9、，水平波瓣宽度为360，垂直波瓣宽度65左右。 吸顶天线增益小，外形美观，安装在天花板上，室内场强分布比较均匀，在室内天线选择时应优先采用。吸顶天线应尽量安装在室内正中间的天花板上，避免安装在窗户、大门等信号比较容易泄漏到室外的开口旁边。,天线发展趋势,室内分布系统天线壁挂式天线,壁挂板状天线是一种定向天线，主要安装在房间、大厅、走廊等场所的墙壁上 壁挂天线的增益一般在610dBi之间，水平波瓣宽度有65、45等多种，垂直波瓣宽度在70左右。 多用在一些比较狭长的室内空间，天线安装时前方较近区域不能有物体遮挡，且不要正对窗户、大门等信号比较容易泄漏到室外的开口。,天线发展趋势,室内分布系统天线

10、八木天线,八木天线一种增益较高的定向天线，增益一般在914dBi之间。 主要用于解决电梯的覆盖。,天线发展趋势,美化天线室内装饰系列,天线发展趋势,智能天线,天线发展趋势,智能天线上行原理,以接收过程为例，每一个天线后接一个加权器（即乘以某一个系数，这个系数通常是复数，既调节幅度又调节相位）或者延时抽头加权网络（结构上与时域均衡器相同），最后用相加器进行合并，来完成空域滤波或者空域和时域的联合处理。通常，这些加权系数可以恰当改变、自适应调整。,天线发展趋势,智能天线下行原理,智能天线的加权示意图。该加权网络由N个天线单元组成，每个天线单元有M套加权器（对应M个用户），可以形成 M个不同方向的波

11、束。用户数M可以大于天线单元数N。,天线发展趋势,智能天线基本原理,固定多波束,自适应多波束,智能天线通过自适应算法控制加权，使它在干扰方向形成零陷，将干扰信号抵消，而在有用信号方向形成主波束，达到抑制干扰的目的。加权系数的自动调整就是波束的形成过程。,天线发展趋势,课程内容,什么是天线 天线参数解析 天线覆盖的计算 天线发展趋势 天线选型,水平和垂直波瓣宽度的选择建议1,城区 S111基站：一般选用水平波瓣宽度为65，垂直波瓣宽度为710的天线，天线增益在1518dBi之间 S110或定向单扇区基站：可以选用水平波瓣宽度为65、90甚至更宽的天线，根据覆盖需求选用；垂直波瓣及增益选择同S11

12、1站型 全向基站：选用增益较小、带电子下倾的天线,天线选型,水平和垂直波瓣宽度的选择建议2,郊区和农村 定向基站：选用水平波瓣宽度为90，垂直波瓣宽度为57的天线，天线的增益在1518dBi之间。 全向基站：选用垂直波瓣宽度为57，增益在912dBi之间的天线。,天线选型,水平和垂直波瓣宽度的选择建议3,水面（大的湖泊、海面等）、戈壁滩、沙漠 定向基站：如果要求覆盖的区域比较开阔，考虑选用水平波瓣宽度为90或105，垂直波瓣宽度为57的天线，天线增益在1418dBi之间；如果要求覆盖距离比较远但宽度不太大（如狭长湖面，地形影响等），可考虑采用65等窄波束天线。 全向基站：选用垂直波瓣宽度为57，增益在912dBi之间的天线。,天线选型,水平和垂直波瓣宽度的选择建议4,公路、铁路等狭长地带：取决于需覆盖区域的距离和形状 如果路线较直，可以选用水平波瓣宽度为20