《现代移动通信技术与系统（第3版）》课件 任务3.2天线技术

移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信基础技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务3.1电波传播技术任务3.2天线技术任务3.3组网技术任务3.4干扰噪声对抗技术项目三移动通信的工程技术任务3.5直放站与塔放任务3.6移动室内覆盖技术任务3.7基站防雷与接地技术3.2天线技术【重点】天线的性能参数【难点】方位角、下倾角、半功率角、增益【目标】能分析天线覆盖范围与相关参数之间的关系关于基站——你知道多少？？讨论1.基站与天线宏基站室内分布基站直放站应急通信车宏基站主要用于室外大范围覆盖室分基站主要用于室内小范围覆盖，用来弥补宏基站的覆盖盲区直放站主要用于无线信号的接力传递应急通信车主要用于特殊时间、地点的临时覆盖

按照特点和应用环境分类基站落地塔（框架结构塔、独杆塔）楼顶塔（简易塔、拉丝塔）楼顶增高架（组合抱杆）楼顶抱杆特殊站型（美化天线、灯杆站）宏基站的几种站型宏基站的结构组成我们见过的天线------2.天线的基本知识（1）天线的含义天线是用来完成辐射和接收无线电波的装置。宏基站主要使用的两种天线定向天线全向天线（2）天线的功能天线可以将高频的电信号以电磁波的形式辐射到天空中，也可以在空中接收电磁波并转换成高频电信号。

天线如何分类？讨论分类方法分类按照作用分发射天线接收天线按照结构分线状天线面状天线按照工程对象分通信天线广播电视天线雷达天线按照工作频率分长波天线中波天线短波天线超短波天线（3）天线的分类（4）天线的技术指标天线的挂高：指天线到地面的有效高度，是天线安装时一个很重要的工程参数。天线的方向性:指天线向一定方向辐射或接收电磁波的能力。天线的方向性通常用方向图来表示。方向图是天线的辐射作用在空间分布情况的图解表示，方向图分为水平方向图和垂直方向图。当天线垂直安装时，天线辐射方向图的主波瓣将从天线中心开始沿水平线向前。为了控制干扰，增强覆盖范围内的信号强度，即减少零凹陷点的范围，一般要求天线主波束有一个下倾角度。天线的下倾角上旁瓣下部零陷主瓣后瓣天线下倾有两种方式：机械的方式和电调方式。机械天线即指使用机械调整下倾角度的移动天线，机械天线的天线方向图容易变形，其最佳下倾角度为3°~6°；电调天线即指使用电子调整下倾角度的移动天线，电调天线改变倾角后天线的方向图变化不大。天线的下倾角（a）无下倾

（b）电调下倾

（c）机械下倾天线的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。增益的单位用dBi或dBd表示。dBi是相对于全向辐射的参考值，在各方向的辐射是均匀的；dBd相对于半波振子天线的参考值，两者之间的关系是：dBi=dBd+2.15。天线的增益增加半波振子的数量，集中水平方向能量天线的极化，是指天线辐射时形成的电场强度方向。在移动通信系统中，一般均采用垂直单极化和±45°双极化的传播方式。天线的极化电场强度方向垂直于地面电场强度方向平行于地面（a）垂直水平双极化

（b）±45°双极化天线的输入阻抗是指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征阻抗。当天线的输入阻抗与馈线阻抗匹配时，馈线所传送功率全部被天线吸收，否则将有一部分能量反射回去而在馈线上形成驻波，并将增加在馈线上的损耗。移动通信天线的输入阻抗应做成50Ω纯电阻，以便与特性阻抗为50Ω的同轴电缆相匹配。天线的输入阻抗

电缆

50ohms天线

50ohms 80ohms天线的驻波比是表示天线与基站（包括电缆）匹配程度的指标。它的产生是由于入射波能量输入到天线后没能全部辐射出去，产生反射波迭加而成的。天线的驻波比一般要求天线的驻波比小于1.5，驻波比是越小越好，但考虑到天线制造成本和批量生产的一致性，在工程使用中没有必要追求过小的驻波比。9.5W80

ohms50ohms朝前:10W返回:0.5W半功率角度是指辐射功率不小于最大辐射方向上辐射功率一半的辐射扇面角度。天线的半功率角度天线的效率表示天线辐射功率的能力，天线的效率定义为天线辐射功率与输入功率之比。天线的效率（a）水平半功率角

（b）垂直半功率角多副天线之间的互耦（1）移动台天线3.天线的应用设备使用模型天线尺寸移动台的天线是“接触”网络的唯一部件。移动台天线特点：1、在水平方向内天线是无方向的；2、在垂直面内尽可能抑制角方向的辐射；3、天线的电器性能不应受到因移动而产生的振动、碰撞、冲击等的影响；4、体积小，重量轻，由于用户量大，造价要低廉。基站天线的分类基站天线按照天线的辐射方向可以分为定向天线和全向天线；根据调整方式可分为机械天线和电调天线；根据极化方式可分为双极化天线和单极化天线.全向天线的水平方向图为一个圆；定向天线的水平方向图为一个确定的方向，辐射方向的范围用半功率角描述，角度越小，方向性越尖锐。

基站天线的要求（1）天线增益高。（2）方向性图要满足设计要求，能使基站覆盖整个服务区。（3）为提高天线辐射效率，必须实现天馈线系统的阻抗匹配。（4）频带宽。（5）具有较好的机械强度。基站天线的选择

应根据实际情况，选择适合本地区移动网络需要的移动天线。一般在基站密集的高话务密度区域，应该尽量采用双极化天线和电调天线；在边、郊等话务量不高，基站不密集地区和只要求覆盖的地区，可以使用传统的机械天线。（2）基站天线基站天线的美化与伪装场景分类场景描述美化伪装方式广场视野开阔，绿化较好，周围建筑较少仿生树、景观塔、灯箱型街道人流量大，车流量大，话务量高，要求天线高度不高灯箱型、天线遮挡或隐蔽风景区绿化好，景观优美仿生树、景观塔商业区楼房密集，楼房高度较高，大楼造型丰富一体化天线、广告牌、变色龙外罩住宅小区低层住宅小区，楼顶结构一般为斜坡，楼房高度较低一体化天线、特型天线高层住宅小区，楼顶结构一般为平顶，楼房高度较高方柱型外罩、圆柱形外罩、空调室外机外罩工厂区建筑物较低的工厂区水罐型外罩、灯杆型外罩、景观塔、仿生树建筑物较高的工厂区广告牌、方柱型外罩、圆柱形外罩、空调室外机外罩主干道路铁路、高速公路、国道等，车流量大，周围环境开阔，天线高度较高仿生树、景观塔、广告牌基站天线的应用2601.要点一天线是用来完成辐射和接收无线电波的装置。02.要点二天线可以将高频的电信号以电磁波的形式辐射到天空中，也可以在空中接收电磁波并转换成高频电信号03.要点三基站天线按照天线的辐射方向可以分为定向天线和全向天线（亦称无方向性天线）；根据调整方式可分为机械天线