北京日讯天线知识

1、1天馈线知识介绍天馈线知识介绍日讯科技2课程内容第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识第二章第二章 天线辐射电磁波的基本原理天线辐射电磁波的基本原理第三章第三章 基站天馈系统基站天馈系统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无线电波的基本知识1、1 无线电波的概念无线电波的概念:无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，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。直于传播方向。4第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和光波一样，它的传播速度

2、和传无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无线电波在真空中的传播速度等播媒质有关。无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用公里秒表于光速。我们用公里秒表示。在媒质中的传播速度为：示。在媒质中的传播速度为：/ /（）1/21/2，式中式中为传播媒质的相对介电常数。为传播媒质的相对介电常数。无线电波无线电波类似一个类似一个池塘上的波纹，在传池塘上的波纹，在传播时波会减弱播时波会减弱。5第一章 无线电波和超短波的基本知识电磁波电磁波的传播的传播电场电场电场电场电场电场振子振子电波传输方向电波传输方向磁场磁场磁场磁场6第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波的波长、频率和传播速度的关系：

3、无线电波的波长、频率和传播速度的关系：可用式可用式 / / 表示。在公式中，为速度，表示。在公式中，为速度，单位为米单位为米/ /秒；秒； 为频率，单位为赫芝；为频率，单位为赫芝；为波长，单为波长，单位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。一样。波长波长7第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而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。变化的，这种现象称为

4、无线电波的极化。8第一章 无线电波和超短波的基本知识什么是天线？什么是天线？把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间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收集无线电波并产生电信号B B l la ah h b la hbl ahblah9第一章 无线电波和超短波的基本知识1.3 天线的极化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垂直极化水平极化水平极化+ 45度倾斜的极化度倾斜的极化- 45度倾斜的度倾斜的极化极化10第一章 无线电波和超短波的基本知识双极化天线双极化天线两个天线为一个整体

5、，传输两个独立的波。两个天线为一个整体，传输两个独立的波。V/H (垂直垂直/水平水平)倾斜倾斜 (+/- 45)11第一章 无线电波和超短波的基本知识1.4 圆极化波圆极化波如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的，就叫作如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的，就叫作椭圆极化波。旋转过程中，如果电场的幅度，即大小保持不椭圆极化波。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。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。 垂直极化波要用

6、具有垂直极化特性的天线来接收，水平垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收，水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。 右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收；右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收；而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。当而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。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。程中通常都要产生极化损失。12第一章 无线电波和超短波的基本知识1.5 极化损失极化损失当来波的极化方向与

7、接收天线的极化方向不一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：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，都要产生分贝的极化损线接收任一圆极化波时，都要产生分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量；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）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

8、来波的能完全正交时，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。量，这时称来波与接收天线极化是隔离的。13第一章 无线电波和超短波的基本知识1.6 (极化极化)隔离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 (即即1W)1mW在这种情况下的隔离为在这种情况下的隔离为10log(1000mW/1mW) = 30dB14第一章 无线电波和超短波的基本知识2 2 超短波的传播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。无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同。目前目前GSMGSM和

9、和CDMACDMA移动通信使用的频段都属于移动通信使用的频段都属于UHFUHF（特高频）特高频）超短波段，其高端属于微波。超短波段，其高端属于微波。 2.1 2.1 超短波和微波的视距传播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，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。它主要是由空间波来传播的。15第一章 无线电波和超短波的基本知识直视距离和发射天线以及接收天线的直视距离和发射天线以及接收天线的高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。高度有关系，

10、并受到地球曲率半径的影响。由简单的几何关系式可知由简单的几何关系式可知 AB3.57( HT 1/21/2 +HR 1/2 1/2 )(公里公里) BARTRRO接收天线高HR发射天线高HT16第一章 无线电波和超短波的基本知识2.2 2.2 电波的多径传播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、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，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。现象就叫多径传输。 由

11、于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动很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。弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。17第一章 无线电波和超短波的基本知识 多径传播与反射多径传播与反射18第一章 无线电波和超短波的基本知识用分集接收改善信号电平用分集接收改善信号电平19第一章 无线电波和超短波的基本知识2.2. 电波的绕射传播电波的

12、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，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弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区阴影区”。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。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。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

13、越小。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。对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。20问题 无线电波的概念是什么？无线电波的概念是什么？ 无线电波的波长、频率和传播速度的关系？无线电波的波长、频率和传播速度的关系？ 解释无线电波的绕射现象？解释无线电波的绕射现象？ 水平极化波和垂直极化波的区别是什么？（请图水平极化波和垂直极化波的区别是什么？（请图示）示）21解答 无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在无线电波

14、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。空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。 可用式可用式 / / 表示。在公式中，为速度，单位为米表示。在公式中，为速度，单位为米/ /秒；秒； 为频率，单位为赫芝；为频率，单位为赫芝；为波长，单位为米。由上述关系式为波长，单位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。是不同的，因此波长也不一样。 电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，再向电波在传播途径上遇到障碍物时，总是

15、力图绕过障碍物，再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。前传播。这种现象叫做电波的绕射。22解答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，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。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波极化波。23小结 本章介绍了无线电波和超短波的基本知识，其中本章介

16、绍了无线电波和超短波的基本知识，其中主要包括的内容有：无线电波的概念、无线电波主要包括的内容有：无线电波的概念、无线电波的极化、天线的概念、天线的极化、圆极化波、的极化、天线的概念、天线的极化、圆极化波、极化损失、极化隔离、超短波和微波的视距传播、极化损失、极化隔离、超短波和微波的视距传播、电波的多径传播、电波的绕射传播等方面的内容。电波的多径传播、电波的绕射传播等方面的内容。 通过对本章的学习，应该对无线电波和超短波的通过对本章的学习，应该对无线电波和超短波的特性有一定的了解，掌握这部分和天线相关的知特性有一定的了解，掌握这部分和天线相关的知识。同时，通过课后习题的学习，可以对这部分识。同时

17、，通过课后习题的学习，可以对这部分的知识加以巩固。的知识加以巩固。24课程内容第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识第二章第二章 天线辐射电磁波的基本原理天线辐射电磁波的基本原理第三章第三章 基站天馈系统基站天馈系统25第二章 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，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辐射的能力与导线的长短和形状有关. 当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的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。通常将上电流就大大增加，因而就能形成

18、较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子述能产生显著辐射的直导线称为振子。 26第二章 天线辐射电磁波的基本原理天线可视为一个四端网络天线可视为一个四端网络27第二章 天线辐射电磁波的基本原理同轴线变化为天线同轴线变化为天线28第二章 天线辐射电磁波的基本原理2.1 对称振子（半波振子）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。两臂长度相等的振子叫做对称振子，也叫半波振子。振子振子1/2波长波长1/4波长波长1/4波长波长1/2波长波长波长波长一个一个1/2波长的对称振子波长的对称振子 在在800MHz 约约 200mm长长 400MHz 约约 400mm

19、长长29第二章 天线辐射电磁波的基本原理对称振子上的场分布对称振子上的场分布30第二章 天线辐射电磁波的基本原理2.2 2.2 天线的输入阻抗天线的输入阻抗天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线有效信号功率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。的输入阻抗为纯电

20、阻。 输入阻抗与天线的结构和工作波长有关，基本半波振子，输入阻抗与天线的结构和工作波长有关，基本半波振子，即由中间对称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（即由中间对称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（73.173.142.542.5）欧姆。）欧姆。31第二章 天线辐射电磁波的基本原理2.3 2.3 天线的方向性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

21、向图来表示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的发射或接收电磁波的能力。32第二章 天线辐射电磁波的基本原理天线方向图天线方向图33第二章 天线辐射电磁波的基本原理2.4 天线的工作频率范围天线的工作频率范围(带宽带宽)无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的

22、功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。据此可定义天线的频率带宽。有几种不同的定义：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；一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度； 另一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。另一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。 34第二章 天线辐射电磁波的基本原理当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降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在天线工作频带内,天线性能下降不多天线性能下降不多,仍然是可以接受的仍然是可以接受的。在在 850MHz 1/2 波长振子最波长振子最佳佳在在 890MHz天线振子天线振子在在820MHz

23、在在 820 MHz 1/2 波长波长 为为 180mm, 在在890 MHz 为为 170mm 175mm对对 850MHz 将是最佳的将是最佳的该天线的频带宽度该天线的频带宽度 = 890 - 820 = 70MHz35第二章 天线辐射电磁波的基本原理2.5 天线的功能天线的功能: 控制辐射能量的去向控制辐射能量的去向 在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把“面包圈面包圈” 压成扁平的压成扁平的。36第二章 天线辐射电磁波的基本原理对对 称称 振振 子子 组组 阵阵 能能 够够 控控 制制 辐辐 射射 能能 构构 成成 “ 扁扁 平

24、平 的的 面面 包包 圈圈 ”在这儿增益在这儿增益= 10log(4mW/1mW) = 6dBd 更加集中的信号更加集中的信号在阵中有在阵中有4个对称振子个对称振子 在接收机中就在接收机中就有4 mW功率功率一个对称台振子一个对称台振子假设在接收机中假设在接收机中有1mW功率功率 37第二章 天线辐射电磁波的基本原理利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向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反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线在我们的在我们的“扇形覆盖天线扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增

25、益这里这里, “扇形覆盖天线扇形覆盖天线” 与单个对称振子相比的增益为与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/1mW) = 9dBd “全向阵全向阵” 例如在接收机中为例如在接收机中为4mW功率功率 “扇形覆盖天线扇形覆盖天线 ”将在接收机中有将在接收机中有8mW功率功率 (顶视)天线天线38第二章 天线辐射电磁波的基本原理2.6 dBd 和和 dBi的区别的区别一个单一对称振子一个单一对称振子dipole具具有面包圈形的方向图辐射有面包圈形的方向图辐射 一个各向同性一个各向同性isotropic的的辐射器在所有方向具有相辐射器在所有方向具有相同的辐射同的辐射一个天线与对称振子相比较的增

26、益一个天线与对称振子相比较的增益用用“dBd”表示表示一个天线与各向同性辐射器相比较的增一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用益用“dBi”表示表示例如例如: 3dBd = 5.17dBi2.17dB 对称振子的增益为对称振子的增益为2.17dB 39第二章 天线辐射电磁波的基本原理2.7 前后比：前后比：方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。前向功率前向功率后向功率后向功率以以dB表示的前后比表示的前后比 = 10 log 典型值为典型值为 25dB 左右左右目的是有一个尽可能小的反向功率目的是有一个尽可能小的反向功率(前向功率前向功率)(反向功率反

27、向功率)40第二章 天线辐射电磁波的基本原理2.8 波束宽度波束宽度120 (eg)峰值峰值 - 10dB点点 - 10dB点点60 (eg)峰值峰值 - 3dB点点 - 3dB点点15 (eg)PeakPeak - 3dBPeak - 3dB32 (eg)PeakPeak - 10dBPeak - 10dB俯仰面即垂直面方向图3dB 波束宽度波束宽度方位即水平面方向图10dB 波束宽度波束宽度41第二章 天线辐射电磁波的基本原理2.9 天线增益与方向图的关系天线增益与方向图的关系一般说来，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增益一般说来，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增益G越高。越高。当旁瓣电平及前后

28、比正常的情况下，可用下式近似表示当旁瓣电平及前后比正常的情况下，可用下式近似表示其中，其中，Ga为天线增益（为倍数，计算时要换算成为天线增益（为倍数，计算时要换算成dB值）值）23dB,E 与与 23dB,H 分别为天线在两个主平面上的波瓣宽分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度度 Ga = 10 Lg 32000 / （ 23dB,E 23dB,H ） 42第二章 天线辐射电磁波的基本原理天线增益与方向图半功率波瓣宽度关系曲线天线增益与方向图半功率波瓣宽度关系曲线43第二章 天线辐射电磁波的基本原理方向图旁瓣显示方向图旁瓣显示上旁瓣抑制上旁瓣抑制下旁瓣抑制下旁瓣抑制44第二章 天线辐射电磁波的基

29、本原理全向天线增益与垂直波瓣宽度全向天线增益与垂直波瓣宽度45第二章 天线辐射电磁波的基本原理9dBd全向天线全向天线46第二章 天线辐射电磁波的基本原理板状天线增益与水平波瓣宽度板状天线增益与水平波瓣宽度90 180 360 半功率波瓣宽度半功率波瓣宽度半波振子半波振子带反射板的半波振子带反射板的半波振子带反射板的两个半波振子带反射板的两个半波振子以半波振子以半波振子为参考的增益为参考的增益0dBd3dBd6dBd理论辐射图理论辐射图47第二章 天线辐射电磁波的基本原理2.10天线波束的下倾天线波束的下倾为使波束指向朝向地面为使波束指向朝向地面无下倾无下倾电下倾电下倾机械下倾机械下倾48第二

30、章 天线辐射电磁波的基本原理天线波束下倾的演示天线波束下倾的演示49第二章 天线辐射电磁波的基本原理波束下倾波束下倾用于用于 ：控制覆盖、减小交调控制覆盖、减小交调两种方法两种方法:机械下倾、电下倾机械下倾、电下倾50第二章 天线辐射电磁波的基本原理电下倾的产生电下倾的产生无下倾时无下倾时在馈电网络中在馈电网络中路径长度相等路径长度相等有下倾时有下倾时在馈电网络中在馈电网络中路径长度不相等路径长度不相等51第二章 天线辐射电磁波的基本原理电下倾情况下的波束覆盖电下倾情况下的波束覆盖无下倾无下倾电下倾电下倾52第二章 天线辐射电磁波的基本原理机械下倾情况下的波束覆盖机械下倾情况下的波束覆盖无下倾

31、无下倾机械下倾机械下倾53第二章 天线辐射电磁波的基本原理下倾方法的比较下倾方法的比较10电下倾电下倾10机械下倾机械下倾6 电下倾电下倾+ 4 机械下倾机械下倾54第二章 天线辐射电磁波的基本原理如何实现可变电下倾如何实现可变电下倾55问题输入阻抗的定义是什么？输入阻抗的定义是什么？波束下倾有哪两种方法？波束下倾有哪两种方法？增益的概念是什么？增益的概念是什么？dBd与与dBi的区别是什么？的区别是什么？56解答(天线和馈线的连接端，即馈电点两端天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。为天线的输入阻抗。(分为机械下倾和

32、电下倾两种情况分为机械下倾和电下倾两种情况(增益是指在输入功率相等的条件下，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，即一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。功率之比。(一个天线与对称振子相比较的增益、一个天线与对称振子相比较的增益、用用“dBd”表示。一个天线与各向同性表示。一个天线与各向同性辐射器相比较的增益、用辐射器相比较的增益、用“dBi”表示。表示。例如例如: 3dBd = 5.17dBi57小结 本章介绍了天线辐射电磁波方面的基本知识，其中本章介绍了天线辐射电磁波方面的基本知识，其中主要包括的内

33、容有：对称振子、天线的输入阻抗、主要包括的内容有：对称振子、天线的输入阻抗、天线的方向性、天线的工作频率范围、天线的功能、天线的方向性、天线的工作频率范围、天线的功能、前后比、波瓣宽度、天线增益与方向图的关系、波前后比、波瓣宽度、天线增益与方向图的关系、波束下倾和束下倾和dbd与与dbi的区别等方面的内容。的区别等方面的内容。 通过对本章的学习，应该对天线辐射电磁波方面的通过对本章的学习，应该对天线辐射电磁波方面的知识有一定的了解，掌握这部分和天线相关的知识。知识有一定的了解，掌握这部分和天线相关的知识。同时，通过课后习题的学习，可以对这部分的知识同时，通过课后习题的学习，可以对这部分的知识加

34、以巩固。加以巩固。58课程内容第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识第二章第二章 天线辐射电磁波的基本原理天线辐射电磁波的基本原理第三章第三章 基站天馈系统59第三章 3.1基站天馈系统基站天馈系统示意图基站天馈系统示意图8防雷保护器防雷保护器主馈线（主馈线（7/8“）5馈线卡馈线卡6走线架走线架4接地装置接地装置3接头密封件接头密封件绝缘密封胶带，绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带绝缘胶带1天线调节支架天线调节支架GSM/CDMA板状天线板状天线抱杆（抱杆（ 50114mm）2室外馈线室外馈线9室内超柔馈线室内超柔馈线7馈线过线窗馈线过线窗基站主设备基站主设备60第三章

35、第三章 3.1基站天馈系统基站天馈系统基站天馈系统基站天馈系统1天线调节支架天线调节支架用于调整天线的俯仰角度，一般调节范围为：用于调整天线的俯仰角度，一般调节范围为：015 ；2 室外跳线室外跳线用于天线与用于天线与7/8主馈线之间的连接。常用的跳线采用主馈线之间的连接。常用的跳线采用1/2 馈线，长度馈线，长度一般为一般为3米。米。3 接头密封件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（材料有绝缘防水胶带（3M2228）和）和PVC绝缘胶带绝缘胶带3M33+）。）。4 接地装置（接地装置（7

36、/8馈线接地件馈线接地件 ）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。方向必须顺着电流方向。61第三章第三章 3.1基站天馈系统基站天馈系统5 7/8馈线卡子馈线卡子用于固定主馈线，在垂直方向，每间隔用于固定主馈线，在垂直方向，每间隔1。5米装一个，水平方米装一个，水平方向每间隔向每间隔1米安装一个（在室内的主馈线部分，不需要安装卡子，一般米安装一个（在室内的主馈线部分，不需要安装卡子

37、，一般用尼龙白扎带捆扎固定）。用尼龙白扎带捆扎固定）。常用的常用的7/8卡子有两种；双联和三联。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。双联卡子可固定两根馈线；三联卡子可固定三根馈线。6 走线架走线架用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。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。尘的进入。8 防雷保护器（避雷器）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，其接主要用来防雷和泄流，

38、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。地线穿过过线窗引出室外，与塔体相连或直接接入地网。62第三章第三章 3.1基站天馈系统基站天馈系统9 室内超柔跳线室内超柔跳线 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，常用的跳线采用采用1/2超柔馈线，长度一般为超柔馈线，长度一般为23米。由于各公司基站主设备的接口及米。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，常用的接头有不同，常用的

39、接头有7/16DIN型、有型、有N型。有直头、亦有弯头。型。有直头、亦有弯头。10 尼龙黑扎带，主要有两个作用：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，）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。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）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。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。尼龙白扎带：用于捆扎固定室内部分的主馈线及室内超柔

40、跳线。63第三章第三章 3.2 基站天线的选型基站天线的选型1、 生产厂家的选择生产厂家的选择2 、机械下倾与电下倾的效果比、机械下倾与电下倾的效果比较较3 、全向天线的选型、全向天线的选型4、基站天线的选型原则、基站天线的选型原则 64 3.2基站天线的选型基站天线的选型1、 生产厂家的选择生产厂家的选择首先要考察厂家的生产能力、研发队伍、仪器设备、检测手段、首先要考察厂家的生产能力、研发队伍、仪器设备、检测手段、售后服务、质量保证体系。对具体的基站天线产品还应考察下列各项：售后服务、质量保证体系。对具体的基站天线产品还应考察下列各项：1、为提高网络性能和降低成本，在城区使用的基站天线应具、

41、为提高网络性能和降低成本，在城区使用的基站天线应具有极化分集代替空间分集的能力。有极化分集代替空间分集的能力。2、对天线罩因雨雪、裹冰造成的表面分布电容影响，应有一、对天线罩因雨雪、裹冰造成的表面分布电容影响，应有一定的防范能力。定的防范能力。3、为保证天线的最大增益，应当采用低耗馈电网络技术。、为保证天线的最大增益，应当采用低耗馈电网络技术。4、全向天线高增益天线在确保电性能前提下，天线尺寸应尽、全向天线高增益天线在确保电性能前提下，天线尺寸应尽量短。为确保产品的一致性及坚固性。生产厂家应有模具量短。为确保产品的一致性及坚固性。生产厂家应有模具化生产化生产能力。能力。653.2 基站天线的选

42、型基站天线的选型 1、 生产厂家的选择（续）生产厂家的选择（续）6、生产厂家应对天线的驻波比及三阶互调指标、生产厂家应对天线的驻波比及三阶互调指标100%检测，检测，对抽检（例对抽检（例10%）产品应进行包括增益和方向图在内的全指）产品应进行包括增益和方向图在内的全指标测试。标测试。7、要有完善的密封工艺并采用优质密封胶，确保天线的防水、要有完善的密封工艺并采用优质密封胶，确保天线的防水性和寿命。性和寿命。8、定型产品要按信息产业部的标准进行环境试验：高温、定型产品要按信息产业部的标准进行环境试验：高温、低温、振动、冲击、运输。低温、振动、冲击、运输。9、具有采用机械下倾、电下倾、电调下倾三种

43、调整方式相结、具有采用机械下倾、电下倾、电调下倾三种调整方式相结合，解决大机械倾角下波形畸变的能力。合，解决大机械倾角下波形畸变的能力。10、在考虑产品的适用性后，还要考察所需基站天线的性能、在考虑产品的适用性后，还要考察所需基站天线的性能价格比和价格比和 厂家的供货期。厂家的供货期。663.2 基站天线的选型基站天线的选型-9.694-40.5817.6152o16o16o0o10-9.528-40.41417.8149.6o15o15o0o9-9.262-40.14818.0133.3o14o14o0o8-8.141-39.07219.5121.4o12o12o0o7-6.073-36.9

44、5919.8103.7o10o10o0o6-4.10-34.98624.085.3o8o8o0o5-2.576-33.46226.378.8o6o6o0o4-1.316-31.20224.371.8o4o4o0o3-0.685-31.57127.568.1o2o2o0o20-30.8863464.8o0o0o0o1相对值(dB)最大值(dB)前后比(dB)水平面波束宽度总倾角机械倾角电下倾角序号2 、机械下倾与电下倾的效果比较、机械下倾与电下倾的效果比较HTDBS096515在不同机械下倾角时的水平面波束宽度及前后比实测数据在不同机械下倾角时的水平面波束宽度及前后比实测数据673.2 基站天线

45、的选型基站天线的选型在不同机械下倾角时的水平面波束宽度及前后比实测数据在不同机械下倾角时的水平面波束宽度及前后比实测数据-1.09-31.88733.261.64o-2o6o9-0.174-30.97129.864.22o-4o6o80-30.79729.665.60o-6o6o7-2.438-33.23537.264.96o0o6o6-4.085-34.88230.666.78o2o6o5-5.882-36.67933.569.410o4o6o4-7.754-38.55131.369.012o6o6o3-8.529-39.32626.768.014o8o6o2-9.359-40.156236

46、4.216o10o6o1相对值(dB）最大值(dB）前后比（dB）水平面波束宽度总倾角机械倾角电下倾角序号683.2 基站天线的选型HTDBS096515在不同机械下倾角时的水平面波束宽在不同机械下倾角时的水平面波束宽度及前后比实测数据度及前后比实测数据-9.18-39.89526.565.2o15o6o9o9-8.206-38.9230.467.7o13o4o9o8-6.684-37.39831.069.6o11o2o9o7-3.804-34.51832.564.0o9o0o9o6-2.62-33.33430.463.5o7o-2o9o5-1.14-31.85434.062.2o5o-4o9

47、o4-0.295-31.00935.162.7o3o-6o9o3+0.055-30.65933.768.5o1o-8o9o20-30.71436.864.9o0o-9o9o1相对值(dB)最大值(dB)前后比(dB)水平面波束宽度总倾角机械倾角电下倾角序号693.2 基站天线的选型3、 全向天线的选型全向天线的选型沿线电流振幅分布底馈底馈全向天底馈全向天线线沿沿线线电电流流振振幅幅分分布布 底底馈馈沿线电流振幅分布中馈全向天线中馈全向天线沿沿线线电电流流振振幅幅分分布布 1.增益低 G10dBi（加长不起作用）2.主波瓣下倾不能控制3.焊点多、工艺差、一致性难保证4.可靠性差5.低要求场合（B

48、P基站）1.增益高G11dBi2.主波瓣下倾可控制（ 0 、3、 5、 7）3.焊点少、工艺好、一致性好4.可靠性高5.高要求场合（GSM/CDMA基站）703.2 基站天线的选型根据基站覆盖类型大致分为：根据基站覆盖类型大致分为： （一）（一） 话务量高密集市区话务量高密集市区 （二）（二） 县城及城镇地区县城及城镇地区 （三）（三） 乡镇地区乡镇地区 （四）（四） 在铁路或公路沿线及乡镇在铁路或公路沿线及乡镇713.2 基站天线的选型（一）（一） 话务量高密集市区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：根据天线高度、基站距离，可由下式计算出天线倾角公式： arc

49、（h/r） /2（式中式中 为波束倾角，为天线高度，为覆盖距离，为波束倾角，为天线高度，为覆盖距离，为垂直半功率角）为垂直半功率角）（1）对话务量高密集区，基站间距离对话务量高密集区，基站间距离300-500米，计算得出米，计算得出 大约在大约在1019之间。采用内置电下倾之间。采用内置电下倾9的的+45双极化水平半功双极化水平半功率瓣宽率瓣宽65定向天线定向天线 。再加上机械可变。再加上机械可变15的倾角，可以保证方向图的倾角，可以保证方向图水平半功率宽度在主瓣下倾水平半功率宽度在主瓣下倾1019内无变化。经使用证明完全可内无变化。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。满足对高

50、密集市区覆盖且不干扰的要求。723.2 基站天线的选型（2）对话务量中密集区，基站间距离大于）对话务量中密集区，基站间距离大于500米，米， 大约在大约在616之间可选择之间可选择+45双极化，内置电下倾双极化，内置电下倾6的水平半的水平半功率瓣宽功率瓣宽65定向天线定向天线 ，可以保证主瓣在下倾的，可以保证主瓣在下倾的616内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。求。（3）对话务量低密集区，基站间距离可能更大一些，）对话务量低密集区，基站间距离可能更大一些， 大约在大约在313之间。可选择之间。可选择+45双极化，内置电下倾双极化，内置电下倾3的水平的水平半功率瓣宽半功率瓣宽65定向天线定向天线 ，可保证主瓣在下倾的，可保证主瓣在下倾的313内内水平半功率宽度无变化，