天馈线系统教程.ppt

1 内容介绍 天线基础知识天线性能指标馈线安装规范 2 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室外跳线 9室内超柔馈线 7馈线过线窗 基站主设备 三 天馈线系统组成 3 什么是天线 在移动通信系统中 空间无线信号的发射和接受都是依靠移动天线来实现的 因此 天线对于移动通信网络来说 在干扰 覆盖率接通率及全网服务质量都有很大影响 具有举足轻重的作用 什么是天线 天线是一种转换装置 将电信号作为天线电波发射到空间 收集无线电波产生电信号的装置 4 一 天线的基础知识 一说到天线 我们对几个概念就必须了解 例举如下 输入阻抗 驻波比 回波损耗 极化方式 增益 水平平面的半功率角 工作频率带宽 1 1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 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50 天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量 使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗 匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数 行波系数 驻波比和回波损耗 四个参数之间有固定的数值关系 在我们日常维护中 用的较多的是驻波比和回波损耗 5 1 1输入阻抗 续1 驻波比VSWR VoltageStandingWaveRatio 它是行波系数的倒数 其值在1到无穷大之间 驻波比为1 表示完全匹配 驻波比为无穷大表示全反射 完全失配 在移动通信系统中 一般要求驻波比小于1 5 驻波比可以表示为 VSWR Po Pr Po Pr 注 Po 进入天线系统的功率Pr 从天线系统反射回来的功率 回波损耗RL ReturnLoss 它是反射系数绝对值的倒数 以分贝值表示 回波损耗的值在0dB的到无穷大之间 回波损耗越大表示匹配越差 回波损耗越小表示匹配越好 0表示全反射 无穷大表示完全匹配 在移动通信系统中 一般要求回波损耗大于14dB 回波损耗为 10log 反射功率 入射功率 例如 如果注入1mW 0dBm 功率给放大器其中10 被反射回来 回波损耗就是10dB 6 1 1输入阻抗 续2 驻波比与回波损耗对照表 7 1 2天线的极化方式 所谓天线的极化 就是指天线辐射时形成的电场强度方向 当电场强度方向垂直于地面时 此电波就称为垂直极化波 当电场强度方向平行于地面时 此电波就称为水平极化波 由于电波的特性 决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流 极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减 因此 在移动通信系统中 一般均采用垂直极化的传播方式 垂直极化 水平极化 8 1 2天线的极化方式续 1 双极化天线组合了 45 和 45 两副极化方向相互正交的天线 大大节省了每个小区的天线数量 同时由于 45 为正交极化 有效保证了分集接收的良好效果 其极化分集增益约为5dB 比单极化天线提高约2dB 45度倾斜的极化 45度倾斜的极化 倾斜 45 9 1 3天线的增益 天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力 它是选择基站天线最重要的参数之一 增益 决定了蜂窝边缘的信号电平 增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围 表征天线增益的参数有dBd和dBi 常见GSM定向基站的天线增益为18dBi 全向的为11dBi 10 概念辨析 dBm dBi dBd dB dBc 1 dBi和dBd dBi和dBd是表征增益的值 功率增益 两者都是一个相对值 但参考基准不一样 一般认为 表示同一个增益 用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2 15 例1 对于一面增益为16dBd的天线 其增益折算成单位为dBi时 则为18 15dBi 一般忽略小数位 为18dBi 例2 0dBd 2 15dBi 2 dBm 是一个表征功率绝对值的值 计算公式为 10lgP 功率值 1mw 例3 如果发射功率P为1mw 折算为dBm后为0dBm 例4 对于40W的功率 按dBm单位进行折算后的值应为 10lg 40W 1mw 10lg 40000 10lg4 10lg10 10lg1000 46dBm 3 dB 是一个表征相对值的值 甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时用 例5 甲功率比乙功率大一倍 那么10lg 甲功率 乙功率 10lg2 3dB 也就是说 甲的功率比乙的功率大3dB 例6 7 8英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3 9dB 例7 如果甲的功率为46dBm 乙的功率为40dBm 则可以说 甲比乙大6dB 4 dBc 它也是一个表示功率相对值的单位 与dB的计算方法完全一样 在采用dBc的地方 原则上也可以使用dB替代 11 1 4天线的波瓣宽度 60 3dB点 3dB点 峰值 波瓣宽度是定向天线常用的一个很重要的参数 它是指天线的辐射图中低于峰值3dB处所成夹角的宽度 在天线覆盖的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 其余的瓣称为副瓣 主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度 又为半功率 角 瓣宽 主瓣瓣宽越窄 则方向性越好 抗干扰能力越强 一般郊区使用半功率角大 市中心使用半功率角小的天线 如20 30度增益较高 用于狭长高速公路 65度用于密集市区 90度用于城郊 120度用于乡村 3dB波束宽度 12 1 5天线参数 1 51天线的电气参数增益波束宽度前后抑制比零点填充上副瓣抑制下倾驻波比 13 1 5天线参数 1 5 2天线的机械参数天线输入接口天线尺寸天线重量风载荷工作温度 湿度雷电防护三防能力 14 案例 天线参数表 例一 7217 04天线参数 15 可编辑 16 二 天线分类与选择 2 1天线的分类辐射方向分定向天线 全向天线按极话方式分单极化天线 双极化天线按外型板状天线 帽状天线 鞭状天线 面状天线 17 二 天线分类与选择 全向天线 定向天线 帽状天线 板状天线 鞭状天线 面状天线 18 2 2天线下倾 实践证明 机械天线的最佳下倾角度为1 5 当下倾角度在5 10 变化时 其天线方向图稍有变形但变化不大 当下倾角度在10 15 变化时 其天线方向图变化较大 当机械天线下倾15 后 天线方向图形状改变很大 这时虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短 但是整个天线方向图不是都在本基站扇区内 在相邻基站扇区内也会收到该基站的信号 从而造成严重的系统内干扰 另外 对于电调天线 实践证明 电调天线下倾角度在1 5 变化时 其天线方向图与机械天线的大致相同 当下倾角度在5 10 变化时 其天线方向图较机械天线的稍有改善 当下倾角度在10 15 变化时 其天线方向图较机械天线的变化较大 因此采用电调天线能够降低呼损 减小干扰 19 2 2天线下倾 电调天线的优点 覆盖区波束畸变小允许网络配合移动信号场强测试进行调整增加网络调整的灵活性 调整出最佳小区尺寸减少上旁瓣和后瓣向无关区域的辐射 20 2 3双极化天线 双极化天线 单极化天线 21 2 4天线的选择 天线选择天线的选择是决定网络质量的一个很重要部分 应根据基站服务区内的覆盖 服务质量要求 话务分布 地形地貌等条件 并综合考虑整网的覆盖 干扰情况来选择天线 根据地形或话务分布情况可以把天线使用的环境分为以下几种类型 市区 郊区 农村 公路 山区 近海 隧道 室内等 22 2 4天线的选择 市区基站天线选择a 通常选用水平半功率角60 65 的定向天线 b 一般选择15dBi左右的中等增益天线 c 最好选择带有一定电下倾角 3 6 的天线 d 建议选择双极化天线 郊区基站天线选择a 根据实际情况选择水平半功率角65 或90 的定向天线 b 一般选择15 18dBi的中 高增益天线 c 根据具体情况决定是否采用预置下倾角 d 双极化和垂直极化天线均可选用 23 2 4天线的选择 农村基站天线选择a 根据具体情况和要求选择90 120 定向天线或全向天线 b 所选的定向天线增益一般比较高 16 18dBi c 一般不选预置下倾天线 高站可优先选择零点填充天线 d 建议选择垂直极化天线 公路基站天线选择a 一般选择窄波束 高增益的定向天线 也可以根据实际情况选择8字型天线 全向或变形全向天线 b 公路基站对覆盖距离要求高 因此一般不选预置下倾角天线c 建议选择垂直极化天线 d 所选定向天线的前后比不宜太高 24 2 4天线的选择 隧道内的天线选型小于两公里的隧道建议选择10 12dB的八木 对数周期 平板天线安装在隧道口内侧对2km以下的公路隧道进行覆盖 大于两公里的隧道建议采用泄漏电缆 同轴电缆 光纤分布式系统等解决 25 四 馈线 馈线是同轴电缆 即在一根导线的外层覆盖一层一定厚度的物理发泡塑料 称为中间绝缘层 再外层是一层金属屏蔽网兼做外导体 常见的馈线类型1 2 7 8 5 4 常用的馈线型号 厂家及损耗馈线型号生产厂家损耗 100米 SYFY 50 22 7 8 天津609厂6 46dBLDF5 50A 7 8 ANDREW6 46dBLDF6 50 5 4 ANDREW4 77dBFSJ4 50B 1 2 17 7dB 26 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室外跳线 9室内超柔馈线 7馈线过线窗 基站主设备 三 天馈线系统组成 27 1天线调节支架 用于调整天线的俯仰角度 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和绝缘胶带 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 接地点方向必须顺着电流方向 7 8 馈线卡子 用于固定主馈线 走线架 用于布放主馈线 传输线 电源线及安装馈线卡子