天线技术培训资料

1、四川移动天线原理及产品介绍四川移动天线原理及产品介绍天馈事业部天馈事业部2009年年10月月目录目录一、天线原理一、天线原理二、二、2G2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍三、智能天线原理及产品系列三、智能天线原理及产品系列四、隐蔽天线产品系列四、隐蔽天线产品系列目录目录一、天线原理一、天线原理二、二、2G2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍三、智能天线原理及产品系列三、智能天线原理及产品系列四、隐蔽天线产品系列四、隐蔽天线产品系列)(0),()(),(),()(),(),(),()(),(),(dtrBctrtrDbtrDttrJtrHatrBttrE 电磁辐射的机理

2、源自麦克斯韦方程 电荷能产生电场，电流能产生磁场，而且变化的电场能够产生变化的磁场，变化的磁场也能够产生变化的电场，预言了电磁波的存在。麦克斯韦方程麦克斯韦方程天线原理天线原理天线基本概念天线基本概念 传输线传输线终端张角传输线终端张角传输线对称振子对称振子天线的定义天线的定义 能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。 能量转换导行波和自由空间波的转换； 定向辐射（接收）具有一定的方向性。天线的辐射原理：天线原理天线原理天线基本概念天线基本概念根据根据C（光速）（光速）=f（频率）（频率）（波长）（波长） 得出波长与频率成反比得出波长与频率成反比频率

3、越低，波长越长，天线越大半波振子半波振子1/4 1/4 波长波长1/4 1/4 波长波长1/2 1/2 波长波长半波振子半波振子波长波长1/2 1/2 波长波长半波振子是天线的基本辐射单元天线原理天线原理天线基本概念天线基本概念 水平面波束宽度 = 360 垂直面波束宽度= 78 水平面水平面H H面面垂直面垂直面E E面面立体图立体图方向图象一个“汽车轮胎”天线原理天线原理天线基本概念天线基本概念半波振子半波振子将“轮胎”压扁，信号就越集中，增益就越高，天线尺寸就越大。 增益、方向图和天线尺寸之关系增益、方向图和天线尺寸之关系天线原理天线原理天线基本概念天线基本概念天线增益的几个要点天线是无

4、源器件，不能产生能量。天线增益只是将能量有效集中向某特定方向辐射或接受电磁波的能力。天线的增益由振子叠加而产生。增益越高，天线长度越长。天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。增益、方向图和天线尺寸之关系增益、方向图和天线尺寸之关系天线原理天线原理天线基本概念天线基本概念天线辐射参数天线辐射参数辐射参数:主瓣；副瓣；半功率波束宽度；前后比；交叉极化鉴别率；增益；上旁瓣抑制；下零点填充；波束下倾角；天线原理天线原理天线辐射参数天线辐射参数垂直方式垂直方式水平方式水平方式+ 45+ 45斜角斜角- 45- 45斜角斜角无线电波振动的平面称为它的极化面天线辐射参数天线辐射参数极化极化天线原理

5、天线原理天线辐射参数天线辐射参数即一个单元中有两个天线两个天线中的波是相互独立的V/H (V/H (垂直垂直/ /水平水平) )斜角斜角 (+/- 45 (+/- 45) )天线辐射参数天线辐射参数极化极化天线原理天线原理天线辐射参数天线辐射参数前后比是指扇形天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比后向功率后向功率前向功前向功率率前后比前后比( (dB) = 10 log dB) = 10 log ，典型值约为典型值约为25dB25dB目的是尽可能减少后向辐射功率目的是尽可能减少后向辐射功率前向功率前向功率后向功率后向功率天线辐射参数前后比天线辐射参数前后比天线原理天线原理天线辐射参数天线辐射参数

6、上旁瓣上旁瓣 (dB) (dB)下旁瓣下旁瓣 ( (dB)dB)天线辐射参数天线辐射参数旁瓣抑制、零点填充、波束下倾旁瓣抑制、零点填充、波束下倾角角天线原理天线原理天线辐射参数天线辐射参数电路参数： 驻波比，隔离度，无源交调 驻波比 为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。当天线端口没有反射 时，就是理想匹配，驻波比为1；当天线端口全反射时，驻波比为 无穷大。 天线原理天线原理天线电路参数天线电路参数隔离度是某一极化接收到的另一极化信号的比例10001000mW (mW (即即 1 1W)W)1 1mWmW该例子中，隔离度为：该例子中，隔离度为：10log(1000mW/1mW) = 30dB

7、10log(1000mW/1mW) = 30dB天线原理天线原理天线电路参数天线电路参数无源交调（PIM）：当两个频率f1和f2输入到天线，由于非线性效应，天线辐射的信号除频率 f1 和 f2 外，还包括有其他频率，如 2f1-f2 和 2f2-f1 (3阶) 等。 天线交调是指当两个或多个发射频率信号经过天线时，由于天线的非线性而引起的与原信号频率及倍频有和差关系、并落在接收频带内的射频信号。这些信号电平足够大时，就会造成系统性能下降。天线原理天线原理天线电路参数天线电路参数目录目录一、天线原理一、天线原理二、二、2G2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍三、智能天线原理及产品系列

8、三、智能天线原理及产品系列四、隐蔽天线系列四、隐蔽天线系列全向天线全向天线全向天线全向天线，指天线的辐射在水平面上360均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直面上表现为有一定宽度的波束。（如下图） 水平面水平面 垂直面垂直面2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍全向天线全向天线在农村或郊野的某些场合，由于话务量极低，同时又需要作移动通信覆盖，为了降低覆盖成本，推荐采用全向11dBi天线。使用环境使用环境天线描述天线描述下倾角下倾角型号型号一般情况全向11dBi预置3的天线3OOA-360V11DG(03)架设高度过高，比如山顶、高塔等个别场合全向11dBi预置5的天线5OOA-3

9、60V11DG(05)对于架设高度很矮，比如农村的房顶等个别场合无波束下倾的全向11dBi天线0OOA-360V11DG2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍定向单极化天线定向单极化天线单极化天线单极化天线有一个射频端口（如左图） ，实际使用时采用空间分集进行信号的收发即每个扇区布置2个单极化天线，其中一个用于接收和发送，另一个仅接收。2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍定向单极化天线定向单极化天线使用环境使用环境天线描述天线描述下倾角下倾角型号型号农村或城镇的一般场合单极化65度18dBi天线或单极化90度17dBi天线内置固定电下倾角3度或6度，在需要更大的下倾角度时

10、，可采用内置倾角加机械倾角的方式ODP-065V18DB/ODP-090V17DB在农村或城镇的某些场合，话务量较低，同时并不需要对水平面360度进行全方位覆盖，只建设1到2个扇区单极化105度15.5dBi天线或单极化120度14.5dBi天线ODP-105V16DB/ODP-120V15DB选址困难的场合双极化65度18dBi天线/双极化90度17dBi天线ODP-065R18DB/ODP-090R17DB2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍定向双极化天线定向双极化天线双极化天线双极化天线（如左图）内部采用45度极化，有两个射频端口，实际使用时一端口用于接收和发送，另一个端口仅

11、接收，利用极化分集的原理，每个扇区只需布置一副双极化天线即可。具体实现方案如下图：+45 -45极化分集方案2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍定向双极化天线定向双极化天线 定向双极化基站天线优先推荐在多径反射复杂的场景下使用，主要是含有较多或较复杂的建筑物的环境，如城镇、市区；发达的村镇、工业区等。在这些场景下，复杂的多径反射使电磁波的极化发生了不可预测的变化，采用45的极化分集天线可获得很好的分集增益。同时，极化分集天线具有更高的性价比，且选址和安装较空间分集天线更为简单。详细选用情况见下表：使用环境使用环境天线描述天线描述下倾角下倾角型号型号话务量较大的市区、城镇双极化65度

12、15dBi天线内置固定电下倾角3度或6度，在需要更大的下倾角度时，可采用内置倾角加机械倾角的方式ODP-065R15DB话务量中等的市区双极化65度17dBi天线ODP-065R17DB话务量较低的市郊双极化65度18dBi天线/双极化90度17dBi天线ODP-065R18DB/ODP-090R17DB2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍电调天线电调天线2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍无下倾角无下倾角电调下倾角电调下倾角机械下倾角机械下倾角电调天线电调天线2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍18dBi18dBi增益的电调天线和机械调天增益的电调天线和机

13、械调天线仿真图对比线仿真图对比电调天线电调天线即天线下倾角可以电子调节。电调天线是利用安装于天线内部的移相器改变馈电网络从而实现下倾角的调节，天线本体在调节过程中并不发生任何位置上的变化，并且可实现塔下调节下倾角。常规天线常规天线电调天线电调天线电调天线控制口，接控制器电调天线电调天线电调程电调程控控轻松便轻松便捷捷人工上塔人工上塔费时费力费时费力2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍电调天线电调天线在城镇繁华区域，不但多径反射复杂，而且频率复用规划的站址相互制约、相互干扰严重。还有，某些场景的话务量变化复杂，比如一天中白天和夜晚的话务量来自不同的局部区域，或者平时和节假日的话务量来

14、自不同的局部区域等等。要平衡和解决这些矛盾的较好办法是采用连续电调基站天线。使用环境使用环境天线描述天线描述下倾角下倾角型号型号话务量较大的市区双极化连续电调65度15dBi天线0-14连续可调ODP-065R15DB(V)话务量中等的市区双极化连续电调65度17dBi天线0-10连续可调ODP-065R17DB(V)2G天线产品及应用场景天线产品及应用场景双频共用天线双频共用天线主要用于多系统共站且选址困难的区域，通常用于话务量较大的城市繁华地段。由于双频双极化在二个波段上的空间衰减不同，同时为抗干扰等需要，彼此所覆盖的区域也有可能不完全重叠，因此，双频双极化天线在两个波段上需要不同的下倾角

15、。鉴于此种情况，宜选用连续电调的天线。详细选用情况见下表：使用环境使用环境天线描述天线描述下倾角下倾角型号型号多系统共站且选址困难的区域GSM900&GSM180065&65 14dBi&17dBi双频双极化连续电调天线GSM900：0-14度可调；GSM1800：0-7度可调。ODV-065R14B17C多系统共站且选址困难的区域GSM900&GSM180065&65 15dBi&18dBi双频双极化连续电调天线GSM900：0-14度可调；GSM1800：0-7度可调。ODV-065R15B18C2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍窄波束高增益天线窄波束高增益天线 铁路、国道、

16、高速公路等道路地区，如果覆盖目标仅为高速公路或铁路等交通干线 ，可以选择一些波瓣宽度为30度左右的高增益天线。由于主瓣宽度较小，增益通常都在18dBi以上。2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍目录目录一、天线原理一、天线原理二、二、2G2G天线产品及应用场景介绍天线产品及应用场景介绍三、智能天线原理及产品系列三、智能天线原理及产品系列四、隐蔽天线系列四、隐蔽天线系列智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列智能天线是由多列取向相同、同极化、中等增益的天线按照一定的方式排智能天线是由多列取向相同、同极化、中等增益的天线按照一定的方式排列组

17、成，通过数字信号处理及自适应算法调节各列信号的加权幅相，利用列组成，通过数字信号处理及自适应算法调节各列信号的加权幅相，利用波的干涉原理产生随用户移动而移动的强方向性方向图，从而抑制干扰，波的干涉原理产生随用户移动而移动的强方向性方向图，从而抑制干扰，提高信干比。提高信干比。 能实现天线和传播环境、用户和基站之间的最佳匹配。能实现天线和传播环境、用户和基站之间的最佳匹配。智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列GDwPTSUpPTSBCHTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6GDwPTSUpPTSBCHTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6两种赋形波束得到小区覆盖的广播波束针对用户

18、终端的赋形（业务）波束BCH/DwPTS必须使用广播波束，覆盖整个小区，在帧结构中使用专门时隙业务码道通常使用赋形波束，只覆盖个别用户广播波束广播波束是在广播时隙形成，是在广播时隙形成，要实现对整个小区的广播，所以要实现对整个小区的广播，所以要求波束宽度很宽，尽量做到小要求波束宽度很宽，尽量做到小区无缝隙覆盖。区无缝隙覆盖。 发射信号是在整个小区覆盖范围内分布广播波束广播波束业务波束业务波束是在建立具体的通话链路后形成，也就是形成跟踪波束，此时是在建立具体的通话链路后形成，也就是形成跟踪波束，此时它会针对每一个用户形成一个很窄的波束，而且这些波束会紧紧地跟踪它会针对每一个用户形成一个很窄的波束

19、，而且这些波束会紧紧地跟踪用户。由于波束很窄，能量比较集中，在相同的功率的情况下，智能天用户。由于波束很窄，能量比较集中，在相同的功率的情况下，智能天线能将有用信号强度增加，同时减小对其它方向用户的干扰，由于智能线能将有用信号强度增加，同时减小对其它方向用户的干扰，由于智能天线能很好地集中信号，所以发射机可以适当地减小发射功率。天线能很好地集中信号，所以发射机可以适当地减小发射功率。基站在小区范围内跟踪移动台，可提高移动台端信扰比，得到更高的频基站在小区范围内跟踪移动台，可提高移动台端信扰比，得到更高的频谱利用率。这样可以减少小区间谱利用率。这样可以减少小区间和小区内干扰。和小区内干扰。 在有

20、移动用户活动的窄带区域发送信号或者接收信号 业务波束业务波束智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列 智能天线要对移动用户进行精确地定位和波束赋形，就需要接收到各智能天线要对移动用户进行精确地定位和波束赋形，就需要接收到各列阵精确的幅度和相位，列阵精确的幅度和相位，但由于基站和天线之间需要用电缆、塔放等连但由于基站和天线之间需要用电缆、塔放等连接接，这些连接环节的差损和长度很难保证完全一致，这些误差将会影响，这些连接环节的差损和长度很难保证完全一致，这些误差将会影响整个系统的正常工作，所以必须消除这些误差。整个系统的正常工作，所以必须消除这些误差。智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系

21、列l提高城市观瞻性l解决物业协调困难 问题智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列低风阻智能天线低风阻智能天线风风风风常规智能天常规智能天线线镂空型智镂空型智能天线能天线风风阻阻降降低低l 京信采用专利技术，推出的低风阻智能天线，经过中移动组织京信采用专利技术，推出的低风阻智能天线，经过中移动组织的实验室严格测试和网上应用表明：的实验室严格测试和网上应用表明： 风阻降低风阻降低3535以上，提高了基站安全等级；以上，提高了基站安全等级； 在在1010级以下风暴，无凤鸣产生；级以下风暴，无凤鸣产生； 电气性能指标不低于常规板状天线。电气性能指标不低于常规板状天线。l TD-SCDMATD-S

22、CDMA智能天线使智能天线使用多个子阵列组成天线阵，用多个子阵列组成天线阵，以充分发挥系统制式的卓越以充分发挥系统制式的卓越性能，但天线风阻面积比性能，但天线风阻面积比2G2G系统天线大，需要加粗系统天线大，需要加粗安装抱杆直径。安装抱杆直径。智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列镂空型智能天线在各地镂空型智能天线在各地试验网上的使用试验网上的使用智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列双极化智能天线双极化智能天线双极化双极化小型化小型化技术途径：通过分集增益弥补增益缺口技术途径：通过分集增益弥补增益缺口双极化天线能提供双极化天线能提供3 35dB5dB的分集的分集增益，增益， 其整

23、体性能不低于常规其整体性能不低于常规8 8列智能天线，相应的天线宽度减列智能天线，相应的天线宽度减少至少至5050。 窄带双极化：窄带双极化：188018801920/20101920/201020252025宽带双极化：宽带双极化：201020102025/230024002025/23002400本次集采型号，发展趋势本次集采型号，发展趋势常规常规8 8列列 双极化双极化4 4列列644mm 310mm644mm 310mm智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列双极化智能天线双极化智能天线在系统性能优于常规在系统性能优于常规6 6列天列天线的前提下，使天线宽度比线的前提下，使天线宽度

24、比常规常规8 8列减少列减少4040，比常规，比常规6 6列减少列减少2020。过往产品，已经淘汰。过往产品，已经淘汰。单极化小型化技术途径单极化小型化技术途径 ：减小列间距：减小列间距常规常规8 8列列 小型化小型化8 8列列644mm 398mm644mm 398mm智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列双极化智能天线双极化智能天线工程应用中的对比工程应用中的对比小型化天线在外网对比测试小型化天线在外网对比测试智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列一体化智能天线一体化智能天线一体化天线与一体化天线与RRURRU连接图连接图常规板状天线工程站点常规板状天线工程站点RRURRU智能天线原理及产品系列智能天线原理及产品系列目前，京信的一体化天线已经完成了和目前，京信的一体化天线已经完成了和RRURRU的联试及可靠性试验，的联试及可靠性试验，具备了在网试用的条件。具备了在网试用的条件。为客户创造的价值为客户创造的价值l减少系统电缆连接减少系统电缆连接提高系统可靠性提高系统可靠性l采用光纤拉远采用光纤拉远减小射频损耗减小射频损耗提高系统性能提高系统性能l方便安装、拆装方便安装、拆装与与RRURRU快速分离快速分离便于施工与维护便于施工与维护安装时间降低安装时间降低7070