《GSMR相關(guān)知識(shí)天線》ppt課件

1、一一 挪動(dòng)基站天線的有關(guān)概念挪動(dòng)基站天線的有關(guān)概念1 1、無(wú)線電波的根本知識(shí)、無(wú)線電波的根本知識(shí) 2 2、超短波的傳播、超短波的傳播 3 3、天線輻射電磁波的根本原理、天線輻射電磁波的根本原理 4 4、關(guān)于傳輸線的幾個(gè)根本概念、關(guān)于傳輸線的幾個(gè)根本概念 5 5、典型的挪動(dòng)基站天線技術(shù)目的綜述、典型的挪動(dòng)基站天線技術(shù)目的綜述 6 6、通訊間隔方程、通訊間隔方程 7 7、基站天饋系統(tǒng)、基站天饋系統(tǒng) 8 8、拋物面天線簡(jiǎn)介、拋物面天線簡(jiǎn)介 無(wú)線電波無(wú)線電波 什么叫無(wú)線電波？無(wú)線電波是一種能量傳輸方式，什么叫無(wú)線電波？無(wú)線電波是一種能量傳輸方式，在傳播過程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)在傳播過

2、程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。這兩者又都垂直于傳播方向。 無(wú)線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無(wú)無(wú)線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無(wú)線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用公里秒表示。在媒質(zhì)中的傳播速度為：公里秒表示。在媒質(zhì)中的傳播速度為：/，式中式中為傳播媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。空氣的相對(duì)介電常數(shù)與真為傳播媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)?？諝獾南鄬?duì)介電常數(shù)與真空的相對(duì)介電常數(shù)很接近，略大于?？盏南鄬?duì)介電常數(shù)很接近，略大于。無(wú)線電波有點(diǎn)象一個(gè)池塘上的波紋，在傳播時(shí)波會(huì)減弱。無(wú)線電波有點(diǎn)象一個(gè)池塘上的波紋，在傳

3、播時(shí)波會(huì)減弱。 因此，無(wú)線電波在空因此，無(wú)線電波在空氣中的傳播速度略小于光速氣中的傳播速度略小于光速，通常我們就以為它等于光，通常我們就以為它等于光速。速。電磁波的傳播電磁波的傳播電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)振子振子電波傳輸方向電波傳輸方向磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng) 可用式可用式 / / 表示。表示。 式中，為速度，單位為米式中，為速度，單位為米/ /秒；秒； 為頻率，單位為赫芝；為頻率，單位為赫芝；為波長(zhǎng)，單位為米。為波長(zhǎng)，單位為米。 由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無(wú)線電波在不同的媒由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無(wú)線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時(shí)，速度是不同的，因此波長(zhǎng)也不一樣。質(zhì)中傳播時(shí)，速度是不同的，因

4、此波長(zhǎng)也不一樣。 我們通常運(yùn)用的聚四氟乙烯型絕緣同軸射頻電纜其相對(duì)介我們通常運(yùn)用的聚四氟乙烯型絕緣同軸射頻電纜其相對(duì)介電常數(shù)電常數(shù)約為約為2.12.1，因此，因此，/1.44 /1.44 ，/1.44 /1.44 。波長(zhǎng)波長(zhǎng)無(wú)線電波的波長(zhǎng)、頻率和傳播速度的關(guān)系無(wú)線電波的波長(zhǎng)、頻率和傳播速度的關(guān)系 無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種景象稱為無(wú)線電波的極化。無(wú)線電波的電場(chǎng)方向稱為電波的極化方向。假設(shè)電波的電場(chǎng)方向垂直于地面，我們就稱它為垂直極化波。假設(shè)電波的電場(chǎng)方向與地面平行，那么稱它為程度極化波。垂直極化垂直極化程度極化程度極化+ 45度傾斜的極化度傾斜的極化1.3 天

5、線的極化天線的極化 天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線的極化方向的極化方向- 45度傾斜的極化度傾斜的極化雙極化天線雙極化天線 兩個(gè)天線為一個(gè)整體兩個(gè)天線為一個(gè)整體V/H (垂直垂直/程度程度)傾斜傾斜 (+/- 45) 傳輸兩個(gè)獨(dú)立的波傳輸兩個(gè)獨(dú)立的波1.4 圓極化波圓極化波 假設(shè)電波在傳播過程中電場(chǎng)的方向是旋轉(zhuǎn)的，就叫作橢圓極化波。旋轉(zhuǎn)過程中，假設(shè)電場(chǎng)的幅度，即大小堅(jiān)持不變，我們就叫它為圓極化波。向傳播方向看去順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的叫右旋圓極化波，反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的叫做左旋圓極化波。 垂直極化波要器具有垂直極化特性的天線來(lái)接納；程度極化波要器具有程度極化特性的天線

6、來(lái)接納； 右旋圓極化波要器具有右旋圓極化特性的天線來(lái)接納；而左旋圓極化波要器具有左旋圓極化特性的天線來(lái)接納。當(dāng)來(lái)波的極化方向與接納天線的極化方向不一致時(shí)，在接納過程中通常都要產(chǎn)生極化損失，例如：當(dāng)用圓極化天線接納任一線極化波，或用線極化天線接納任一圓極化波時(shí)，都要產(chǎn)生分貝的極化損失，即只能接納到來(lái)波的一半能量； 1.5 極化損失極化損失 當(dāng)來(lái)波的極化方向與接納天線的極化方向不一致時(shí)，在接納過程中通常都要產(chǎn)生極化損失，例如：當(dāng)用圓極化天線接納任一線極化波，或用線極化天線接納任一圓極化波時(shí)，都要產(chǎn)生分貝的極化損失，即只能接納到來(lái)波的一半能量； 當(dāng)接納天線的極化方向例如程度或右旋圓極化與來(lái)波的極化方

7、向相應(yīng)為垂直或左旋圓極化完全正交時(shí)，接納天線也就完全接納不到來(lái)波的能量，這時(shí)稱來(lái)波與接納天線極化是隔離的。 1.6 (極化極化)隔離隔離 隔離代表饋送到一種極化的信號(hào)在另外一種極化中出現(xiàn)的比例 1000mW (即即1W)1mW在這種情況下的隔離為在這種情況下的隔離為10log(1000mW/1mW) = 30dB2 2 超短波的傳播超短波的傳播 無(wú)線電波的波長(zhǎng)不同，傳播特點(diǎn)也不完全一樣。目前GSM和CDMA挪動(dòng)通訊運(yùn)用的頻段都屬于UHF特高頻超短波段，其高端屬于微波。 2.1 超短波和微波的視距傳播 超短波和微波的頻率很高，波長(zhǎng)較短，它的地面波衰減很快。因此也不能依托地面波作較遠(yuǎn)間隔的傳播，它

8、主要是由空間波來(lái)傳播的?？臻g波普通只能沿直線方向傳播到直接可見的地方。在直視間隔內(nèi)超短波的傳播區(qū)域習(xí)慣上稱為“照明區(qū)。在直視間隔內(nèi)超短波接納安裝才干穩(wěn)定地接納信號(hào)。 直視間隔和發(fā)射天線以及接納天線的高度有關(guān)系，并遭到地球曲率半徑的影響。由簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系式可知 AB3.57(HT+HR)(公里) 由于大氣層對(duì)超短波的折射作用，有效傳播直視間隔為 AB4.12 (HT+HR)(公里)BARTRRO接納天線高HR發(fā)射天線高HT2.2 2.2 電波的多徑傳播電波的多徑傳播 電波除了直接傳播外，遇到妨礙物，例如，山丘、森林、地面或樓房等高大建筑物，還會(huì)產(chǎn)生反射。因此，到達(dá)接納天線的超短波不僅有直射波，還

9、有反射波，這種景象就叫多徑傳輸。 由于多途徑傳播使得信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)分布相當(dāng)復(fù)雜，動(dòng)搖很大；也由于多徑傳輸?shù)挠绊?，?huì)使電波的極化方向發(fā)生變化，因此，有的地方信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)加強(qiáng)，有的地方信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)減弱。另外，不同的妨礙物對(duì)電波的反射才干也不同。例如：鋼筋水泥建筑物對(duì)超短波的反射才干比磚墻強(qiáng)。我們應(yīng)盡量防止多徑傳輸效應(yīng)的影響。同時(shí)可采取空間分集或極化分集的措施加以對(duì)應(yīng)。 多徑傳播與反射多徑傳播與反射 用分集接納改善信號(hào)電平用分集接納改善信號(hào)電平2.2. 電波的繞射傳播電波的繞射傳播 電波在傳播途徑上遇到妨礙物時(shí)，總是力圖繞過妨電波在傳播途徑上遇到妨礙物時(shí)，總是力圖繞過妨礙物，再向前傳播。這種景象叫做電波的繞射。超

10、短波礙物，再向前傳播。這種景象叫做電波的繞射。超短波的繞射才干較弱，在高大建筑物后面會(huì)構(gòu)成所謂的的繞射才干較弱，在高大建筑物后面會(huì)構(gòu)成所謂的“陰陰影區(qū)。信號(hào)質(zhì)量遭到影響的程度不僅和接納天線距建影區(qū)。信號(hào)質(zhì)量遭到影響的程度不僅和接納天線距建筑物的間隔及建筑物的高度有關(guān)，還和頻率有關(guān)。例如筑物的間隔及建筑物的高度有關(guān)，還和頻率有關(guān)。例如一個(gè)建筑物的高度為米，在距建筑物米處接一個(gè)建筑物的高度為米，在距建筑物米處接納的信號(hào)質(zhì)量幾乎不受影響，但在距建筑物米處，納的信號(hào)質(zhì)量幾乎不受影響，但在距建筑物米處，接納信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)將比無(wú)高摟時(shí)明顯減弱。這時(shí)，假設(shè)接納接納信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)將比無(wú)高摟時(shí)明顯減弱。這時(shí)，假設(shè)接納的是兆

11、赫的電視信號(hào)，接納信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)比的是兆赫的電視信號(hào)，接納信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)比無(wú)高摟時(shí)減弱分貝，當(dāng)接納兆赫的電視信號(hào)無(wú)高摟時(shí)減弱分貝，當(dāng)接納兆赫的電視信號(hào)時(shí)，接納信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)將比無(wú)高摟時(shí)減弱分貝。假設(shè)建時(shí)，接納信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)將比無(wú)高摟時(shí)減弱分貝。假設(shè)建筑物的高度添加到米時(shí)，那么在距建筑物筑物的高度添加到米時(shí)，那么在距建筑物米以內(nèi)，接納信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)都將遭到影響，因此有不同程米以內(nèi)，接納信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)都將遭到影響，因此有不同程度的減弱。也就是說(shuō)，頻率越高，建筑物越高、越近，度的減弱。也就是說(shuō)，頻率越高，建筑物越高、越近，影響越大。相反，頻率越低，建筑物越矮、越遠(yuǎn)，影響影響越大。相反，頻率越低，建筑物越矮、越遠(yuǎn)，影響越小。越小。

12、因此，架設(shè)天線選擇基站場(chǎng)地時(shí)，必需按上述原那因此，架設(shè)天線選擇基站場(chǎng)地時(shí)，必需按上述原那么來(lái)思索對(duì)繞射傳播能夠產(chǎn)生的各種不利要素，并努力么來(lái)思索對(duì)繞射傳播能夠產(chǎn)生的各種不利要素，并努力加以防止。加以防止。3 3 天線輻射電磁波的根本原理天線輻射電磁波的根本原理 導(dǎo)線載有交變電流時(shí)，就可以構(gòu)成電磁波的輻射，輻射的才干與導(dǎo)線的長(zhǎng)短和外形有關(guān).假設(shè)導(dǎo)線位置如由于兩導(dǎo)線的間隔很近，且兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幾乎可以抵消，因此輻射很微弱。假設(shè)將兩導(dǎo)線張開，這時(shí)由于兩導(dǎo)線的電流方向一樣，由兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向一樣，因此輻射較強(qiáng)。當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)線的電流很小，輻射很微弱. 當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度增

13、大到可與波長(zhǎng)相比較時(shí)，導(dǎo)線上的電流就大大添加，因此就能構(gòu)成較強(qiáng)的輻射。通常將上述能產(chǎn)生顯著輻射的直導(dǎo)線稱為振子。 天線可視為一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)天線可視為一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò) 同軸線變化為天線同軸線變化為天線 兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱振子。每臂長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)。全長(zhǎng)與波長(zhǎng)相等的振子，稱為全波對(duì)稱振子。將振子折合起來(lái)的，稱為折合振子。1/2波長(zhǎng)波長(zhǎng)一個(gè)一個(gè)1/2波長(zhǎng)的對(duì)稱振子波長(zhǎng)的對(duì)稱振子 在在800MHz 約約 200mm長(zhǎng)長(zhǎng) 400MHz 約約 400mm 長(zhǎng)長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)波長(zhǎng)1/4波長(zhǎng)波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)波長(zhǎng)振子振子3.1 對(duì)稱振子對(duì)稱振子波長(zhǎng)波長(zhǎng) 半波振子上的場(chǎng)分布半波振子上的場(chǎng)分布3.2 3.2 天線的輸

14、入阻抗天線的輸入阻抗 天線和饋線的銜接端，即饋電點(diǎn)兩端感應(yīng)的信號(hào)電壓與信號(hào)電流之比，稱為天線的輸入阻抗。輸入阻抗有電阻分量和電抗分量。輸入阻抗的電抗分量會(huì)減少?gòu)奶炀€進(jìn)入饋線的有效信號(hào)功率。因此，必需使電抗分量盡能夠?yàn)榱?，使天線的輸入阻抗為純電阻。 輸入阻抗與天線的構(gòu)造和任務(wù)波長(zhǎng)有關(guān)，根本半波振子，即由中間對(duì)稱饋電的半波長(zhǎng)導(dǎo)線，其輸入阻抗為73.142.5歐姆。當(dāng)把振子長(zhǎng)度縮短時(shí)，就可以消除其中的電抗分量，使天線的輸入阻抗為純電阻，即使半波振子的輸入阻抗為73.1歐標(biāo)稱75歐。3.3 3.3 天線的方向性天線的方向性 天線的方向性是指天線向一定方向輻射電磁波的才干。對(duì)于接納天線而言，方向性表示天

15、線對(duì)不同方向傳來(lái)的電波所具有的接納才干。天線的方向性的特性曲線通常用方向圖來(lái)表示. 方向圖可用來(lái)闡明天線在空間各個(gè)方向上所具有的發(fā)射或接納電磁波的才干。 天線方向圖3.4 天線的任務(wù)頻率范圍天線的任務(wù)頻率范圍(帶寬帶寬) 無(wú)論是發(fā)射天線還是接納天線，它們總是在一定的頻率范圍內(nèi)任務(wù)的，通常，任務(wù)在中心頻率時(shí)天線所能保送的功率最大，偏離中心頻率時(shí)它所保送的功率都將減小，據(jù)此可定義天線的頻率帶寬。 有幾種不同的定義： 一種是指天線增益下降三分貝時(shí)的頻帶寬度； 一種是指在規(guī)定的駐波比下天線的任務(wù)頻帶寬度。 在挪動(dòng)通訊系統(tǒng)中是按后一種定義的，詳細(xì)的說(shuō)，就是當(dāng)天線的輸入駐波比1.5時(shí)，天線的任務(wù)帶寬。在在

16、 820 MHz 1/2 波長(zhǎng)波長(zhǎng) 為為 180mm, 在在890 MHz 為為 170mm 175mm對(duì)對(duì) 850MHz 將是最正確的將是最正確的該天線的頻帶寬度該天線的頻帶寬度 = 890 - 820 = 70MHz 當(dāng)天線的任務(wù)波長(zhǎng)不是最正確時(shí)天線性能要下降當(dāng)天線的任務(wù)波長(zhǎng)不是最正確時(shí)天線性能要下降在在 850MHz 1/2 波長(zhǎng)振子波長(zhǎng)振子最正確最正確在在 890MHz天線振子天線振子在在820MHz 在天線任務(wù)頻帶內(nèi)在天線任務(wù)頻帶內(nèi),天線性能下降不多天線性能下降不多,依然是可以接受的。依然是可以接受的。頂視頂視側(cè)視側(cè)視3.5 天線的功能: 控制輻射能量的去向 在地平面上，為了把信號(hào)集

17、中到所需求的地在地平面上，為了把信號(hào)集中到所需求的地方，要求把方，要求把“面包圈面包圈 壓成扁平的壓成扁平的 一個(gè)單一的對(duì)稱振子具有一個(gè)單一的對(duì)稱振子具有“面包圈面包圈 形的方向圖形的方向圖在這兒增益在這兒增益= 10log(4mW/1mW) = 6dBd一個(gè)對(duì)稱臺(tái)振子一個(gè)對(duì)稱臺(tái)振子假設(shè)在接納機(jī)中有假設(shè)在接納機(jī)中有1mW功率功率 在陣中有在陣中有4個(gè)對(duì)稱振子個(gè)對(duì)稱振子 在接納機(jī)中就有在接納機(jī)中就有4 mW功率功率 更加集中的信號(hào)更加集中的信號(hào)對(duì)稱振子組陣可以控制輻射能構(gòu)成對(duì)稱振子組陣可以控制輻射能構(gòu)成“扁平的面包圈扁平的面包圈 增益是指在輸入功率相等的條件下，實(shí)踐天線與理想的輻射單元在空間同一

18、點(diǎn)處所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的平方之比，即功率之比。增益普通與天線方向圖有關(guān)，方向圖主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。 在我們的在我們的“扇形覆蓋天線中，反射面把功率聚焦到一個(gè)方向進(jìn)一步提高了增扇形覆蓋天線中，反射面把功率聚焦到一個(gè)方向進(jìn)一步提高了增益。益。這里這里, “扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線 與單個(gè)對(duì)稱振子相比的增益為與單個(gè)對(duì)稱振子相比的增益為10log(8mW/1mW) = 9dBd “扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線 將在接納機(jī)中有將在接納機(jī)中有8mW功率功率 “全向陣全向陣 例如在接納機(jī)中為例如在接納機(jī)中為4mW功率功率 (頂視)天線天線利用反射板可把輻射能控制聚焦到一個(gè)方向利用反射板可把輻射能控制聚

19、焦到一個(gè)方向 反射面放在陣列的一邊構(gòu)成扇形覆蓋天線一個(gè)單一對(duì)稱振子具有面一個(gè)單一對(duì)稱振子具有面包圈形的方向圖輻射包圈形的方向圖輻射 一個(gè)各向同性的輻射器在一個(gè)各向同性的輻射器在一切方向具有一樣的輻射一切方向具有一樣的輻射一個(gè)天線與對(duì)稱振子相比較的增益一個(gè)天線與對(duì)稱振子相比較的增益用用“dBd表示表示一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較的增益用的增益用“dBi表示表示例如例如: 3dBd = 5.17dBi3.6 dBd 和和 dBi的區(qū)別的區(qū)別2.17dB 對(duì)稱振子的增益為對(duì)稱振子的增益為2.17dB 3.7 前后比 方向圖中，前后瓣最大電平之比稱為前后比。它大，方向圖

20、中，前后瓣最大電平之比稱為前后比。它大，天線定向接納性能就好。根本半波振子天線的前后比為天線定向接納性能就好。根本半波振子天線的前后比為，所以對(duì)來(lái)自振子前后的一樣信號(hào)電波具有一樣的接，所以對(duì)來(lái)自振子前后的一樣信號(hào)電波具有一樣的接納才干。納才干。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 典型值為典型值為 25dB 左右左右目的是有一個(gè)盡能夠小的反向功率目的是有一個(gè)盡能夠小的反向功率(前向功率前向功率)(反向功率反向功率)3.8 波束寬度波束寬度方位即程度面方向圖120 (eg)峰值峰值 - 10dB點(diǎn)點(diǎn) - 10dB點(diǎn)點(diǎn)10dB 波束寬度波束寬度60 (

21、eg)峰值峰值 - 3dB點(diǎn)點(diǎn) - 3dB點(diǎn)點(diǎn)3dB 波束寬度波束寬度15 (eg)PeakPeak - 3dBPeak - 3dB32 (eg)PeakPeak - 10dBPeak - 10dB俯仰面即垂直面方向圖 在方向圖中通常都有兩個(gè)瓣或多個(gè)瓣，其中最大的瓣稱為主瓣，其他的瓣稱為副瓣。主瓣兩在方向圖中通常都有兩個(gè)瓣或多個(gè)瓣，其中最大的瓣稱為主瓣，其他的瓣稱為副瓣。主瓣兩半功率點(diǎn)間的夾角定義為天線方向圖的波瓣寬度。稱為半功率角瓣寬。主瓣瓣寬越窄，那么方半功率點(diǎn)間的夾角定義為天線方向圖的波瓣寬度。稱為半功率角瓣寬。主瓣瓣寬越窄，那么方向性越好，抗干擾才干越強(qiáng)。向性越好，抗干擾才干越強(qiáng)。方向

22、圖旁瓣顯示方向圖旁瓣顯示上旁瓣抑制上旁瓣抑制下旁瓣抑制下旁瓣抑制 全向天線增益與垂直波瓣寬度全向天線增益與垂直波瓣寬度 9dBd全向天線全向天線 板狀天線增益與程度波瓣寬度板狀天線增益與程度波瓣寬度90180360半功率波瓣寬度半功率波瓣寬度半波振子半波振子帶反射板的半波振子帶反射板的半波振子帶反射板的兩個(gè)半波振子帶反射板的兩個(gè)半波振子以半波振子以半波振子為參考的增益為參考的增益0dBd3dBd6dBd實(shí)際輻射圖實(shí)際輻射圖 普通說(shuō)來(lái)，天線的主瓣波束寬度越窄，天普通說(shuō)來(lái)，天線的主瓣波束寬度越窄，天線增益越高。當(dāng)旁瓣電平及前后比正常的情況下，線增益越高。當(dāng)旁瓣電平及前后比正常的情況下，可用下式近似

23、表示可用下式近似表示 反射面天線，那么由于有效照射效率要素的影反射面天線，那么由于有效照射效率要素的影響，故響，故3.9 天線增益與方向圖的關(guān)系天線增益與方向圖的關(guān)系HEdBiG5.05.02227000log10HEdBiG5.05.02232000log10 天線增益與方向圖半功率波瓣寬度的關(guān)系天線增益與方向圖半功率波瓣寬度的關(guān)系 3.10 天線的下傾天線的下傾 為使波束指向朝向地面為使波束指向朝向地面, 需求天線下傾需求天線下傾無(wú)下傾無(wú)下傾電下傾電下傾機(jī)械下傾機(jī)械下傾天線波束下傾的演示天線波束下傾的演示 關(guān)于傳輸線的幾個(gè)根本概念關(guān)于傳輸線的幾個(gè)根本概念 銜接天線和發(fā)射或接納機(jī)輸出或輸入端

24、的導(dǎo)線稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要義務(wù)是有效地傳輸信號(hào)能量。 因此它應(yīng)能將天線接納的信號(hào)以最小的損耗傳送到接納機(jī)輸入端，或?qū)l(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端，同時(shí)它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號(hào)。這樣，就要求傳輸線必需屏蔽或平衡。 當(dāng)傳輸線的幾何長(zhǎng)度等于或大于所傳送信號(hào)的波長(zhǎng)時(shí)就叫做長(zhǎng)傳輸線，簡(jiǎn)稱長(zhǎng)線。.1 .1 傳輸線的種類傳輸線的種類 超短波段的傳輸線普通有兩種：平行線傳輸線和同軸電纜傳輸線微波傳輸線有波導(dǎo)和微帶等 。平行線傳輸線通常由兩根平行的導(dǎo)線組成。它是對(duì)稱式或平衡式的傳輸線。這種饋線損耗大，不能用于UHF頻段。同軸電纜傳輸線的兩根導(dǎo)線為芯線和屏蔽銅網(wǎng)，因銅網(wǎng)接地

25、，兩根導(dǎo)體對(duì)地不對(duì)稱，因此叫做不對(duì)稱式或不平衡式傳輸線。同軸電纜任務(wù)頻率范圍寬，損耗小，對(duì)靜電耦合有一定的屏蔽作用，但對(duì)磁場(chǎng)的干擾卻無(wú)能為力。運(yùn)用時(shí)切忌與有強(qiáng)電流的線路并行走向，也不能接近低頻信號(hào)線路。.2 .2 傳輸線的特性阻抗傳輸線的特性阻抗 無(wú)限長(zhǎng)傳輸線上各點(diǎn)電壓與電流的比值等于特性阻抗，用符號(hào)。表示。同軸電纜的特性阻抗 。/rlog(D/d)歐姆。 通常。=50歐姆/或75歐姆 式中，D為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑； d為其芯線外徑； r為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。 由上式不難看出，饋線特性阻抗與導(dǎo)體直徑、導(dǎo)體間距和導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)，與饋線長(zhǎng)短、任務(wù)頻率以及饋線終端所接負(fù)載阻抗

26、大小無(wú)關(guān)。.3 .3 饋線衰減常數(shù)饋線衰減常數(shù) 信號(hào)在饋線里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻損耗外，還有信號(hào)在饋線里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻損耗外，還有絕緣資料的介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線長(zhǎng)度的添加和絕緣資料的介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線長(zhǎng)度的添加和任務(wù)頻率的提高而添加。因此，應(yīng)合理規(guī)劃盡量縮短饋任務(wù)頻率的提高而添加。因此，應(yīng)合理規(guī)劃盡量縮短饋線長(zhǎng)度。損耗的大小用衰減常數(shù)表示。單位用分貝線長(zhǎng)度。損耗的大小用衰減常數(shù)表示。單位用分貝dBdB米或分貝百米表示。米或分貝百米表示。 這里順便再闡明一下分貝的概念，當(dāng)輸入功率為這里順便再闡明一下分貝的概念，當(dāng)輸入功率為。輸出功率為時(shí)，傳輸損耗可用。輸出功率為時(shí)，傳輸損耗可

27、用表示，表示，(dB)(dB)1010log(log(。/ /)()(分貝分貝) )。.4 .4 匹配的概念匹配的概念 什么叫匹配？我們可簡(jiǎn)單地以為，饋線終端所接負(fù)載阻抗等于饋線特性阻抗。時(shí)，稱為饋線終端是匹配銜接的。當(dāng)運(yùn)用的終端負(fù)載是天線時(shí)，假設(shè)天線振子較粗，輸入阻抗隨頻率的變化就較小，容易和饋線堅(jiān)持匹配，這時(shí)振子的任務(wù)頻率范圍就較寬。反之，那么較窄。 在實(shí)踐任務(wù)中，天線的輸入阻抗還會(huì)受周圍物體存在和雜散電容的影響。為了使饋線與天線嚴(yán)厲匹配，在架設(shè)天線時(shí)還需求經(jīng)過丈量，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整天線的構(gòu)造，或加裝匹配安裝。電纜電纜 50 ohms 天線天線 50 ohms匹配和失配例匹配和失配例要獲得良好的

28、電性能阻抗必需匹配要獲得良好的電性能阻抗必需匹配 80 ohms 當(dāng)饋線和天線匹配時(shí)，高頻能量全部被負(fù)載吸收，饋線上只需入射波，沒有反射波。饋線上傳輸?shù)氖切胁?，饋線上各處的電壓幅度相等，饋線上恣意一點(diǎn)的阻抗都等于它的特性阻抗。 而當(dāng)天線和饋線不匹配時(shí)，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時(shí)，負(fù)載就不能全部將饋線上傳輸?shù)母哳l能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回來(lái)構(gòu)成反射波。 9.5 W80 ohms50 ohms朝前朝前: 10W前往前往: 0.5W這里的反射損耗為這里的反射損耗為 10log(10/0.5) = 13dB VSWR 是反射損耗的另一種計(jì)量是反射損耗的另一種計(jì)量4.

29、5 反射損耗反射損耗4.6 4.6 饋線和天線的電壓駐波比饋線和天線的電壓駐波比 在不匹配的情況下,饋線上同時(shí)存在入射波和反射波。兩者疊加，在入射波和反射波相位一樣的地方振幅相加最大，構(gòu)成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相減為最小，構(gòu)成波節(jié)。其它各點(diǎn)的振幅那么介于波幅與波節(jié)之間。這種合成波稱為駐波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系數(shù)。 反射波幅度 。 反射系數(shù) 入射波幅度 。 駐波波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波比(VSWR) 駐 波 波 腹 電 壓 幅 度 最 大 值 m a x 1+ 駐波系數(shù) 駐 波 波 節(jié) 電 壓 輻 度 最 小 值 m i n 1- 終端

30、負(fù)載阻抗和特性阻抗越接近，反射系數(shù)越小，駐波系數(shù)越接近于，匹配也就越好。 駐波比、反射損耗和反射系數(shù)駐波比、反射損耗和反射系數(shù) 電源、負(fù)載和傳輸線，根據(jù)它們對(duì)地的關(guān)系，都可以分成平衡和不平衡兩類。假設(shè)電源兩端與地之間的電壓大小相等，極性相反，就稱為平衡電源，否那么稱為不平衡電源；與此類似，假設(shè)負(fù)載兩端或傳輸線兩導(dǎo)體與地之間阻抗一樣，那么稱為平衡負(fù)載或平衡饋線傳輸線，否那么為不平衡負(fù)載或不平衡饋線傳輸線。 在不平衡電源或不平衡負(fù)載之間該當(dāng)用同軸電纜銜接，在平衡電源與平衡負(fù)載之間該當(dāng)用平行饋線傳輸線銜接，這樣才干有效地傳輸電磁能，否那么它們的平衡性或不平衡性將遭到破壞而不能正常任務(wù)。為理處理這個(gè)問

31、題，通常在中間加裝“平衡不平衡的轉(zhuǎn)換安裝，普通稱為平衡變換器。.7 .7 平衡安裝平衡安裝二分之一波長(zhǎng)平衡變換器二分之一波長(zhǎng)平衡變換器 又稱“形平衡變換器，它用于不平衡饋線與平衡負(fù)載銜接時(shí)的平衡變換，并有阻抗變換作用。 挪動(dòng)通訊系統(tǒng)中，采用的同軸電纜通常特性阻抗為50歐，所以還必需采用適當(dāng)間距的振子將折合式半波振子天線的阻抗調(diào)整到200歐左右，才干實(shí)現(xiàn)最終與主饋線50歐同軸電纜的阻抗匹配。/2RL/2RL/2四分之一波長(zhǎng)平衡四分之一波長(zhǎng)平衡-不平衡變換器不平衡變換器 1/4波長(zhǎng)波長(zhǎng) 利用四分之一波長(zhǎng)短路傳輸線終端為高頻開路的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)天線利用四分之一波長(zhǎng)短路傳輸線終端為高頻開路的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)天線平衡

32、輸入端口與同軸饋線不平衡輸出端口之間的平衡平衡輸入端口與同軸饋線不平衡輸出端口之間的平衡-不平衡變換不平衡變換。000ZltgjZltgjZZZZLLin5 典型的挪動(dòng)基站天線技術(shù)目的綜述典型的挪動(dòng)基站天線技術(shù)目的綜述 頻率范圍MHz820 - 890 頻帶寬度MHz70 增益dBi15 極化垂直極化 阻抗 50 反射損耗dB18 半功率(3dB) 方位64 俯仰13 10分貝 (10dB)波束寬度 方位120 俯仰30 前后比dB30 俯仰上旁瓣抑制dB -12 俯仰下旁瓣抑制dB -14 下傾角(可調(diào))2 - 10 設(shè)發(fā)射功率為設(shè)發(fā)射功率為PT，發(fā)射天線增益為，發(fā)射天線增益為GT，任務(wù)，任

33、務(wù)波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為。接納。接納靈敏度為靈敏度為PR，接納天線增益為，接納天線增益為GR，假設(shè)收、發(fā)天，假設(shè)收、發(fā)天線間間隔為線間間隔為R，電，電波在無(wú)環(huán)境干擾時(shí)，有以下關(guān)系：波在無(wú)環(huán)境干擾時(shí)，有以下關(guān)系： 式中，式中，L0 是傳播途中的電波損耗。是傳播途中的電波損耗。舉例：設(shè)舉例：設(shè)PT =10mW=-20dBW ；PR=-50dBm=-80dBWGR=GT=7dBi ； =0.157m (f0 =1910MHz)L0=0時(shí)，時(shí)，R=？ 20logR= PT - PR - 20log1/+ GR + GT =-20+80-21.98-16.08+14=35.94dB 1.9GHz電波在穿透一層墻時(shí)

34、，大約損失電波在穿透一層墻時(shí)，大約損失1015dB。6 通訊間隔方程通訊間隔方程 dBLdBiGdBiGmmrdBPdBPRTRT04log207 基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)8防雷維護(hù)器防雷維護(hù)器主饋線主饋線7/8“5饋線卡饋線卡6走線架走線架4接地安裝接地安裝3接頭密封件接頭密封件絕緣密封膠帶，絕緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶絕緣膠帶1天線調(diào)理支架天線調(diào)理支架GSM/CDMA板狀天線板狀天線抱桿抱桿50114mm2室外饋線室外饋線9室內(nèi)超柔饋線室內(nèi)超柔饋線7饋線過線窗饋線過線窗基站主設(shè)備基站主設(shè)備基站天饋系統(tǒng)表示圖基站天饋系統(tǒng)表示圖1天線調(diào)理支架 用于調(diào)整天線的俯仰角度，范圍為：015 ；2 室外

35、跳線 用于天線與7/8主饋線之間的銜接。常用的跳線采用1/2 饋線，長(zhǎng)度普通為3米。3 接頭密封件 用于室外跳線兩端接頭與天線和主饋線相接的密封。常用的資料有絕緣防水膠帶3M2228和PVC絕緣膠帶3M33+。4 接地安裝7/8饋線接地件 主要是用來(lái)防雷和泄流，安裝時(shí)與主饋線的外導(dǎo)體直接銜接在一同。普通每根饋線裝三套，分別裝在饋線的上、中、下部位， 接地點(diǎn)方向必需順著電流方向。GSM/CDMA基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)5 7/8饋線卡子 用于固定主饋線，在垂直方向，每間隔1。5米裝一個(gè)，程度方向每間隔1米安裝一個(gè)在室內(nèi)的主饋線部分，不需求安裝卡子，普通用尼龍白扎帶捆扎固定。 常用的7/8卡子有兩

36、種；雙聯(lián)和三聯(lián)。 7/8雙聯(lián)卡子可固定兩根饋線；三聯(lián)卡子可固定三根饋線。6 走線架 用于布放主饋線、傳輸線、電源線及安裝饋線卡子。7 饋線過窗器 主要用來(lái)穿過各類線纜，并可用來(lái)防止雨水、鳥類、鼠類及灰塵的進(jìn)入。8 防雷維護(hù)器避雷器 主要用來(lái)防雷和泄流，裝在主饋線與室內(nèi)超柔跳線之間，其接地線穿過過線窗引出室外，與塔體相連或直接接入地網(wǎng)。 GSM/CDMA基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)9 室內(nèi)超柔跳線 用于主饋線經(jīng)避雷器與基站主設(shè)備之間的銜接，常用的跳線采用1/2超柔饋線，長(zhǎng)度普通為23米。 由于各公司基站主設(shè)備的接口及接口位置有所不同，因此室內(nèi)超柔跳線與主設(shè)備銜接的接頭規(guī)格亦有所不同，常用的接頭有7/

37、16DIN型、有N型。有直頭、亦有彎頭。10 尼龍黑扎帶 主要有兩個(gè)作用：1安裝主饋線時(shí)，暫時(shí)捆扎固定主饋線，待饋線卡子裝好后， 再將尼龍?jiān)鷰Ъ魯嗳サ簟?在主饋線的拐彎處，由于不便運(yùn)用饋線卡子，故用尼龍?jiān)鷰?固定。室外跳線亦用尼龍黑扎帶捆扎固定。11 尼龍白扎帶 用于捆扎固定室內(nèi)部分的主饋線及室內(nèi)超柔跳線。 GSM/CDMA基站天饋系統(tǒng)基站天饋系統(tǒng)8.1 8.1 拋物面天線的簡(jiǎn)單幾何關(guān)系拋物面天線的簡(jiǎn)單幾何關(guān)系 8 8 拋物面天線簡(jiǎn)介拋物面天線簡(jiǎn)介 由拋物反射面的幾何關(guān)由拋物反射面的幾何關(guān)系可得反射面的方程為：系可得反射面的方程為：在直角坐標(biāo)中在直角坐標(biāo)中r24F(FZ) 在極坐標(biāo)中在極坐標(biāo)中

38、 F/cos2(/2) 式中式中F是焦距；是焦距；D是直徑；是直徑； 是焦點(diǎn)到反射面的間隔；是焦點(diǎn)到反射面的間隔； 是 與 是 與 Z 軸 的 夾 角 。軸 的 夾 角 。反射面的半張角反射面的半張角0與與F/D的的關(guān)系為：關(guān)系為：0。、rFZDDFTan41210 按饋源的饋電位置可分為前饋和后饋，其中每一種又可分為正饋和偏饋。按反射面的設(shè)置還可分為單反射面天線和雙反射面天線，雙反射面天線由一次主反射面和二次副反射面組成。 8.28.2幾種常用的反射面天線幾種常用的反射面天線饋源主反射面副反射面反射面饋源反射面饋源副反射面饋源主反射面 反射面天線的增益和瓣寬與天線饋源的方向圖外形有關(guān)，與它對(duì)

39、反射面邊緣的照射電平有關(guān)。假設(shè)饋源對(duì)反射面的照射是均勻的天線增益就高，但同時(shí)天線的旁瓣也高，抗干擾性能就差。通常情況下，饋源照射呈鐘形分布。思索增益和旁瓣要求，在反射面邊緣的照射電平普通取-10-12dB. 口面直徑為D 的拋物反射面天線的增益和主瓣寬度可用以下公式近似計(jì)算： 增益 主瓣寬度8.3拋物反射面天線的增益和瓣寬拋物反射面天線的增益和瓣寬 2DG2DG度D705 .0 它的任務(wù)帶寬主要取決于饋源的任務(wù)帶寬。極化方式也取決于饋源，當(dāng)采用圓極化饋源時(shí)，對(duì)單反射面天線其極化旋向與饋源極化旋向相反，對(duì)雙反射面天線其極化旋向與饋源極化旋向一樣。對(duì)于單線極化運(yùn)用，可采用與饋源極化方向一致的柵格反

40、射面替代實(shí)體反射面。柵格的間距與任務(wù)頻率和柵格導(dǎo)體直徑有關(guān)。 拋物面天線原形是建立在幾何光學(xué)根底上的。通常反射面直徑、至少要在6以上。例如在1GHz采用拋物面天線其直徑至少就要1.8m。因此它主要適用于超短波高頻段和微波頻段。以天線口徑為50cm，任務(wù)頻率為11GHz 的拋物面天線為例， 其增益約為 G32.2dB33.3dB 半功率瓣寬 0.53.8度 在這種情況下，在10公里間隔上架設(shè)的該種天線波束對(duì)準(zhǔn)偏離目的方向1.9度，即偏開330米時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度就將降低3dB. 由此也可看出，在任務(wù)頻率為11GHz時(shí)，其收發(fā)天線的調(diào)整對(duì)準(zhǔn)要比任務(wù)頻率為1GHz時(shí)難得多。 基站天線的選型原那么1 消費(fèi)廠

41、家的選擇2 機(jī)械下傾與電下傾的效果比較3 全向天線的選型4 關(guān)于三階互調(diào)目的5基站天線的選型原那么建議 首先要調(diào)查廠家的消費(fèi)才干、研發(fā)隊(duì)伍、儀器設(shè)備、檢測(cè)首先要調(diào)查廠家的消費(fèi)才干、研發(fā)隊(duì)伍、儀器設(shè)備、檢測(cè)手段、售后效力、質(zhì)量保證體系。對(duì)詳細(xì)的基站天線產(chǎn)品還應(yīng)手段、售后效力、質(zhì)量保證體系。對(duì)詳細(xì)的基站天線產(chǎn)品還應(yīng)調(diào)查以下各項(xiàng)：調(diào)查以下各項(xiàng)：1 為提高網(wǎng)絡(luò)性能和降低本錢，在城區(qū)運(yùn)用的基站天線應(yīng)具有極化為提高網(wǎng)絡(luò)性能和降低本錢，在城區(qū)運(yùn)用的基站天線應(yīng)具有極化分集替代空間分集的才干。分集替代空間分集的才干。2 對(duì)天線罩因雨雪、裹冰呵斥的外表分布電容影響，應(yīng)有一定的對(duì)天線罩因雨雪、裹冰呵斥的外表分布電容

42、影響，應(yīng)有一定的防備才干。防備才干。為保證天線的最大增益，天線該當(dāng)采用低耗饋電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。為保證天線的最大增益，天線該當(dāng)采用低耗饋電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。4 全向天線高增益天線在確保電性能前提下，天線尺寸應(yīng)盡量短。全向天線高增益天線在確保電性能前提下，天線尺寸應(yīng)盡量短。為確保產(chǎn)品的一致性及鞏固性。消費(fèi)廠家應(yīng)有模具化消費(fèi)才干。為確保產(chǎn)品的一致性及鞏固性。消費(fèi)廠家應(yīng)有模具化消費(fèi)才干。1 消費(fèi)廠家的選擇消費(fèi)廠家應(yīng)對(duì)天線的駐波比及三階互調(diào)目的消費(fèi)廠家應(yīng)對(duì)天線的駐波比及三階互調(diào)目的100%檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)，對(duì) 抽檢例抽檢例10%產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)展包括增益和方向圖在內(nèi)的產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)展包括增益和方向圖在內(nèi)的全目的測(cè)試。全目的測(cè)試。7 要

43、有完善的密封工藝并采用優(yōu)質(zhì)密封膠，確保天線的防要有完善的密封工藝并采用優(yōu)質(zhì)密封膠，確保天線的防水水 性和壽命。性和壽命。8 定型產(chǎn)品要按信息產(chǎn)業(yè)部的規(guī)范進(jìn)展環(huán)境實(shí)驗(yàn)：高溫、定型產(chǎn)品要按信息產(chǎn)業(yè)部的規(guī)范進(jìn)展環(huán)境實(shí)驗(yàn)：高溫、低溫、振動(dòng)、沖擊、運(yùn)輸。低溫、振動(dòng)、沖擊、運(yùn)輸。具有采用機(jī)械下傾、電下傾、電調(diào)下傾三種調(diào)整方式相結(jié)具有采用機(jī)械下傾、電下傾、電調(diào)下傾三種調(diào)整方式相結(jié)合，處理大機(jī)械傾角下波形畸變的才干。合，處理大機(jī)械傾角下波形畸變的才干。10 在思索產(chǎn)品的適用性后，還要調(diào)查所需基站天線的性能在思索產(chǎn)品的適用性后，還要調(diào)查所需基站天線的性能價(jià)錢比和廠家的供貨期。價(jià)錢比和廠家的供貨期。HTDBS09

44、6515在不同機(jī)械下傾角時(shí)的程度面波束寬度在不同機(jī)械下傾角時(shí)的程度面波束寬度及前后比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及前后比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序號(hào)序號(hào)電下電下傾角傾角機(jī)械機(jī)械傾角傾角總傾角總傾角程度面程度面波束寬度波束寬度前后比前后比(dB)最大值最大值(dB)相對(duì)值相對(duì)值(dB)10o0o0o64.8o34-30.886020o2o2o68.1o27.5-31.571-0.68530o4o4o71.8o24.3-31.202-1.31640o6o6o78.8o26.3-33.462-2.57650o8o8o85.3o24.0-34.986-4.1060o10o10o103.7o19.8-36.959-6.07370o12o1

45、2o121.4o19.5-39.072-8.14180o14o14o133.3o18.0-40.148-9.26290o15o15o149.6o17.8-40.414-9.528100o16o16o152o17.6-40.58-9.694注:1. 機(jī)械傾角T, 定義為天線赤道面與地平面的夾角 T=0 縱軸垂直于地平面, 即天線赤道面平行于地平面 T為正 天線下傾 T為負(fù) 天線上仰注:2. 天線赤道面: 定義為與天線縱軸垂直的平面。測(cè)試日期：2000-12-29測(cè)試儀器：HP8752A海天天線測(cè)試控制儀及轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)試人員：郭渭盛、沈宗珍、張濤、黃國(guó)立2000年12月29日2 機(jī)械下傾與電下傾的效果比

46、較HTDBS0965156在不同機(jī)械下傾角時(shí)的程度面波束寬度在不同機(jī)械下傾角時(shí)的程度面波束寬度及前后比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及前后比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序號(hào)序號(hào)電下電下傾角傾角機(jī)械機(jī)械傾角傾角總傾角總傾角程度面程度面波束寬度波束寬度前后比前后比dB最大值最大值(dB相對(duì)值相對(duì)值(dB16o10o16o64.223-40.156-9.35926o8o14o68.026.7-39.326-8.52936o6o12o69.031.3-38.551-7.75446o4o10o69.433.5-36.679-5.88256o2o8o66.730.6-34.882-4.08566o0o6o64.937.2-33.235-2.438

47、76o-6o0o65.629.6-30.797086o-4o2o64.229.8-30.971-0.17496o-2o4o61.633.2-31.887-1.09注:1. 機(jī)械傾角T, 定義為天線赤道面與地平面的夾角 T=0 縱軸垂直于地平面, 即天線赤道面平行于地平面 T為正 天線下傾 T為負(fù) 天線上仰注:2. 天線赤道面: 定義為與天線縱軸垂直的平面。測(cè)試日期：2000-12-29測(cè)試儀器：HP8752A海天天線測(cè)試控制儀及轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)試人員：郭渭盛、沈宗珍、張濤、黃國(guó)立2000年12月29日HTDBS0965159在不同機(jī)械下傾角時(shí)的程度面波束寬度在不同機(jī)械下傾角時(shí)的程度面波束寬度及前后比實(shí)測(cè)

48、數(shù)據(jù)及前后比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序號(hào)序號(hào)電下傾角電下傾角機(jī)械傾角機(jī)械傾角總傾角總傾角程度面程度面波束寬度波束寬度前后比前后比(dB)最大值最大值(dB)相對(duì)值相對(duì)值(dB)19o-9o0o64.9o36.8-30.714029o-8o1o68.5o33.7-30.659+0.05539o-6o3o62.7o35.1-31.009-0.29549o-4o5o62.2o34.0-31.854-1.1459o-2o7o63.5o30.4-33.334-2.6269o0o9o64.0o32.5-34.518-3.80479o2o11o69.6o31.0-37.398-6.68489o4o13o67.7o30.4-

49、38.92-8.20699o6o15o65.2o26.5-39.895-9.18注:1. 機(jī)械傾角T, 定義為天線赤道面與地平面的夾角 T=0 縱軸垂直于地平面, 即天線赤道面平行于地平面 T為正 天線下傾 T為負(fù) 天線上仰注:2. 天線赤道面: 定義為與天線縱軸垂直的平面。測(cè)試日期：2000-12-29測(cè)試儀器：HP8752A海天天線測(cè)試控制儀及轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)試人員：郭渭盛、沈宗珍、張濤、黃國(guó)立2000年12月29日XX公司調(diào)角公司調(diào)角15dBi 65o雙極化板狀天線雙極化板狀天線電性能測(cè)試數(shù)據(jù)電性能測(cè)試數(shù)據(jù) 電調(diào)下傾角 2 3 4 5 6 7 8 9 10 測(cè)試頻率(MHz 91591591591

50、5915915915915915三階交調(diào)243dBm-78-72-72-70-71-72-71-69-822 40dBm-88-82-81-79-81-82-82-80-92增益 14.6/14.5/14/13/11.2程度瓣寬64.5 /64.1 /63.3 /63.6 /62.8 前后比(dB)38.3/32.8/30/25.7/24VSWR1.42/1.29/1.22/1.25/1.3隔離度32/35/35/37/37產(chǎn)品號(hào)：產(chǎn)品號(hào)：99030988#2000年12月28日沿線電流振幅分布底饋底饋全向天線底饋全向天線沿沿線線電電流流振振幅幅分分布布 底饋底饋沿線電流振幅分布中 饋 全向天

51、線中饋全向天線中饋全向天線沿沿線線電電流流振振幅幅分分布布 1.增益低 G10dBi加長(zhǎng)不起作用2.主波瓣下傾不能控制3.焊點(diǎn)多、工藝差、一致性難保證4.可靠性差5.低要求場(chǎng)所BP基站1.增益高G11dBi2.主波瓣下傾可控制 0 、3、 5、 73.焊點(diǎn)少、工藝好、一致性好4.可靠性高5.高要求場(chǎng)所GSM/CDMA基站3 全向天線的選型互調(diào)的定義互調(diào)的定義 互調(diào)是指非線性射頻線路中，兩個(gè)或多個(gè)頻率混合后所產(chǎn)生的噪音互調(diào)是指非線性射頻線路中，兩個(gè)或多個(gè)頻率混合后所產(chǎn)生的噪音信號(hào)。信號(hào)。 互調(diào)產(chǎn)生的本來(lái)并不存在互調(diào)產(chǎn)生的本來(lái)并不存在“錯(cuò)誤信號(hào)，此信號(hào)會(huì)被系統(tǒng)誤以為是錯(cuò)誤信號(hào)，此信號(hào)會(huì)被系統(tǒng)誤以為

52、是真實(shí)的信號(hào)。真實(shí)的信號(hào)。 互調(diào)可由有源元件無(wú)線電設(shè)備、二極管或無(wú)源元件電纜、接互調(diào)可由有源元件無(wú)線電設(shè)備、二極管或無(wú)源元件電纜、接頭、天線、濾波器引起。頭、天線、濾波器引起。具有兩個(gè)載波信號(hào)的互調(diào)失真頻率實(shí)例具有兩個(gè)載波信號(hào)的互調(diào)失真頻率實(shí)例頻率頻率A及及B上的載波，產(chǎn)生如下互調(diào)信號(hào)：上的載波，產(chǎn)生如下互調(diào)信號(hào)：1階：階： A，B2階：階： A+B，A-B3階：階： 2AB，2B A4階：階： 3AB，3B A，2A2B5階：階： 4AB，4B A，3A2B，3B 2A互調(diào)失真如何影響系統(tǒng)的性能？互調(diào)失真如何影響系統(tǒng)的性能？ 較高功率的發(fā)射信號(hào)通常會(huì)混合產(chǎn)生互調(diào)信號(hào)，最后進(jìn)入接納波段。較高功

53、率的發(fā)射信號(hào)通常會(huì)混合產(chǎn)生互調(diào)信號(hào)，最后進(jìn)入接納波段。 而基站天線接納的信號(hào)通常功率較低。而基站天線接納的信號(hào)通常功率較低。 假設(shè)互調(diào)信號(hào)與實(shí)踐的接納信號(hào)具有相近或較高的功率，系統(tǒng)會(huì)誤假設(shè)互調(diào)信號(hào)與實(shí)踐的接納信號(hào)具有相近或較高的功率，系統(tǒng)會(huì)誤把互調(diào)信號(hào)視為真實(shí)信號(hào)。把互調(diào)信號(hào)視為真實(shí)信號(hào)。4 4 關(guān)于三階互調(diào)目的關(guān)于三階互調(diào)目的GSM系統(tǒng)實(shí)例：系統(tǒng)實(shí)例： 三階互調(diào)失真信號(hào)三階互調(diào)失真信號(hào)A=935MHz，B=960MHz) 2A-B=1870-960=910MHz 2B-A=1920-935=985MHz A及及B代表代表GSM發(fā)射頻率發(fā)射頻率 2A-B進(jìn)入進(jìn)入GSM接納波段，帶來(lái)問題。接納波

54、段，帶來(lái)問題。 五階互調(diào)失真信號(hào)五階互調(diào)失真信號(hào)A=935MHz，B=954MHz在中國(guó)挪動(dòng)在中國(guó)挪動(dòng)GSM的的下行頻段內(nèi)下行頻段內(nèi) 3A-2B=2805-1908=897MHz在中國(guó)挪動(dòng)在中國(guó)挪動(dòng)GSM上行頻段內(nèi)上行頻段內(nèi)互調(diào)失真如何影響系統(tǒng)的性能？互調(diào)失真如何影響系統(tǒng)的性能？ 在系統(tǒng)將互調(diào)信號(hào)視為真實(shí)的接納信號(hào)的情況下，將帶來(lái)如下問題：在系統(tǒng)將互調(diào)信號(hào)視為真實(shí)的接納信號(hào)的情況下，將帶來(lái)如下問題： 信號(hào)喪失、信號(hào)喪失、 虛偽信道忙碌、語(yǔ)音質(zhì)量下降、虛偽信道忙碌、語(yǔ)音質(zhì)量下降、 系統(tǒng)容量受限系統(tǒng)容量受限 這意味著：銷售利潤(rùn)減少這意味著：銷售利潤(rùn)減少 雖然大部分挪動(dòng)用戶可以容忍語(yǔ)音質(zhì)量下降，但信

55、號(hào)喪失及信道忙雖然大部分挪動(dòng)用戶可以容忍語(yǔ)音質(zhì)量下降，但信號(hào)喪失及信道忙碌經(jīng)常都會(huì)碌經(jīng)常都會(huì) 令用戶不滿。令用戶不滿?；フ{(diào)是如何產(chǎn)生的？互調(diào)是如何產(chǎn)生的？ 構(gòu)件資料構(gòu)件資料 由于磁滯的關(guān)系，鐵質(zhì)資料是屬非線性的由于磁滯的關(guān)系，鐵質(zhì)資料是屬非線性的 資料不純資料不純 電鍍問題電鍍問題 接觸區(qū)域接觸區(qū)域/電流密度電流密度 觸點(diǎn)壓力觸點(diǎn)壓力 根據(jù)基站覆蓋類型大致分為： 一 話務(wù)量高密集市區(qū) 二 縣城及城鎮(zhèn)地域 三 鄉(xiāng)鎮(zhèn)地域 四 在鐵路或公路沿線及鄉(xiāng)鎮(zhèn)5 5 基站天線選型原那么基站天線選型原那么( (建議建議) ) 根據(jù)天線高度、基站間隔，可由下式計(jì)算出天線傾角公式：arch/ r/2 式中為波束傾角

56、為天線高度，為站間間隔1對(duì)話務(wù)量高密集區(qū)，基站間間隔300-500米，計(jì)算得出 大約在1019之間。采用內(nèi)置電下傾9的+45雙極化程度半功率瓣寬65定向天線 。再加上機(jī)械可變15的傾角，可以保證方向圖程度半功率寬度在主瓣下傾1019內(nèi)無(wú)變化。經(jīng)運(yùn)用證明完全可滿足對(duì)高密集市區(qū)覆蓋且不干擾的要求。2對(duì)話務(wù)量中密集區(qū)，基站間間隔大于500米，大約在616之間可選擇+45雙極化，內(nèi)置電下傾6的程度半功率瓣寬65定向天線 ，可以保證主瓣在下傾的616內(nèi)程度半功率寬度無(wú)變化?？蓾M足對(duì)中密話區(qū)覆蓋且不干擾的要求。 3對(duì)話務(wù)量低密集區(qū)，基站間間隔能夠更大一些， 大約在313之間。可選擇+45雙極化，內(nèi)置電下傾3的程度半功率瓣寬65定向天線 ，可保證主瓣在下傾的313內(nèi)程度半功率寬度無(wú)變化，可滿足對(duì)低密話區(qū)覆蓋