天線培訓(xùn)教材

天線的作用：天線能將傳輸線中的高頻電磁能轉(zhuǎn)換成為自在空間的電磁波，或反之將自在空間中的電磁波轉(zhuǎn)化為傳輸線中的高頻電磁能。1、天線原理簡(jiǎn)介.1、天線原理簡(jiǎn)介天線可視為1個(gè)四端網(wǎng)絡(luò).1、天線原理簡(jiǎn)介導(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).當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度增大到可與波長(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(chēng)為振子.1、天線原理簡(jiǎn)介電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)振子電波傳輸方向磁場(chǎng)磁場(chǎng).1、天線原理簡(jiǎn)介頂視一個(gè)單一的對(duì)稱(chēng)振子具有“面包圈〞形的方向圖側(cè)視.1、天線原理簡(jiǎn)介對(duì)稱(chēng)振子組陣可以控制輻射能構(gòu)成“扁平的面包圈〞一個(gè)對(duì)稱(chēng)臺(tái)振子假設(shè)在接納機(jī)中有1mW功率在陣中有4個(gè)對(duì)稱(chēng)振子

在接納機(jī)中就有4mW功率.1、天線原理簡(jiǎn)介反射面放在陣列的一邊構(gòu)成扇形覆蓋天線“扇形覆蓋天線〞

將在接納機(jī)中有8mW功率“全向陣〞

例如在接納機(jī)中為4mW功率(頂視)天線.2、天線性能引見(jiàn)天線的主要性能目的：任務(wù)頻段：增益輸入阻抗駐波比VSRW極化方式程度波瓣3dB寬度垂直波瓣3dB寬度前后比下傾角方式功率容量三階互調(diào)等.2、天線性能引見(jiàn)任務(wù)頻段無(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。.2、天線性能引見(jiàn)增益一個(gè)單一對(duì)稱(chēng)振子具有面包圈形的方向圖輻射

一個(gè)各向同性的輻射器,在一切方向具有一樣的輻射2.17dB對(duì)稱(chēng)振子相對(duì)于點(diǎn)信號(hào)源的增益為2.17dB一個(gè)天線與對(duì)稱(chēng)振子相比較的增益用“dBd〞表示一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較的增益用“dBi〞表示例如:3dBd=5.17dBi.2、天線性能引見(jiàn)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(chēng)為天線的輸入阻抗。當(dāng)天線阻抗與饋線阻抗相匹配時(shí)，進(jìn)入饋線得功率將全部從天線口發(fā)出，由于饋線的阻抗根本均為50歐姆，故通常天線的阻抗也要求是50歐姆。天線50ohms 80ohms電纜50ohms可以匹配不可匹配.2、天線性能引見(jiàn)駐波比VSWR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(méi)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。9.5W80

ohms50ohms朝前:10W前往:0.5W.駐波比VSWR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(chēng)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〔Ｚ－Ｚ?！撤瓷湎禂?shù)Γ＝─────＝───────入射波幅度〔Ｚ＋Ｚ?！绸v波波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱(chēng)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Ｖmax〔1+?！绸v波系數(shù)Ｓ＝──────────────＝────駐波波節(jié)電壓輻度最小值Ｖmin〔1-?！辰K端負(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１，匹配也就越好2、天線性能引見(jiàn).2、天線性能引見(jiàn)極化方式天線的極化方向就是天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向垂直極化程度極化+45度傾斜的極化-45度傾斜的極化.2、天線性能引見(jiàn)程度面方向圖60°(eg)峰值-3dB點(diǎn)-3dB點(diǎn)3dB波束寬度15°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB垂直面方向圖波瓣寬度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(chēng)為主瓣，其他的瓣稱(chēng)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。.前后比方向圖中，前后瓣最大電平之比稱(chēng)為前后比。它大，天線定向接納性能就好。2、天線性能引見(jiàn)前向功率后向功率.下傾方式2、天線性能引見(jiàn).2、天線性能引見(jiàn)常見(jiàn)天線分類(lèi)：按頻段：GSM900、GSM1800、GSM900/1800雙頻等按極化方式：程度線極化、垂直線極化、＋45交叉線極化按方向圖：全向天線、定向天線等按下傾方式：無(wú)下傾、固定下傾、機(jī)械下傾、電下傾按功能：發(fā)射、接納、收發(fā)共用等.主要的天線廠家：凱瑟林安德魯海天登達(dá)2、天線性能引見(jiàn).常用天線類(lèi)型引見(jiàn)：1、凱瑟林2、海天2、天線性能引見(jiàn).3、天饋的運(yùn)用基站天饋系統(tǒng)表示圖8防雷維護(hù)器主饋線〔7/8“〕5饋線卡6走線架4接地安裝3接頭密封件絕緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶1天線調(diào)理支架GSM/CDMA板狀天線抱桿〔50~114mm〕2室外饋線9室內(nèi)超柔饋線7饋線過(guò)線窗基站主設(shè)備.3.1天線高度的設(shè)計(jì)市區(qū)：35－40米，站距1公里以?xún)?nèi)；郊區(qū)平原：50－75米；山區(qū)：盡量使覆蓋范圍在基站可視范圍內(nèi)，并盡量防止在山頂設(shè)站；3、天饋的運(yùn)用.3.2天線方位角和位置的設(shè)計(jì)使主瓣方向?qū)?zhǔn)主效力區(qū)域；近間隔內(nèi)防止建筑物阻撓；離塔體或金屬反射物1米以上；收發(fā)天線方位角一致；3、天饋的運(yùn)用.3.3天線下傾角的設(shè)計(jì)天線下傾角的預(yù)設(shè)主要利用幾何光學(xué)的原理來(lái)估計(jì)，在實(shí)踐運(yùn)用中主要使以下圖中C點(diǎn)位置處于主效力區(qū)域中心位置。3、天饋的運(yùn)用HHPBWABCD.3.4天線類(lèi)型的選取市區(qū)基站：雙極化天線，60度〔或更小〕半功率角，有內(nèi)置電傾角；郊區(qū)基站：垂直極化，寬波瓣，無(wú)內(nèi)置傾角，采用空間分極；低話務(wù)郊區(qū)：全向天線；室內(nèi)分布系統(tǒng)：吸頂天線、分布電纜特殊場(chǎng)所：隧道、橋梁采用窄波瓣天線等3、天饋的運(yùn)用.3.5天線隔離要求雙極化天線程度間隔僅需20-30cm。單極化天線垂直隔離度要求50CM。單極化天線程度隔離度要求4.5M。3、天饋的運(yùn)用.3.6房頂安裝特別要求假設(shè)天線位于房頂，普通應(yīng)給天線的垂直半功率角留20度的平安角度。3、天饋的運(yùn)用D20度HPBW/2H.3.7饋線的損耗情況為降低饋線的損耗，應(yīng)使機(jī)房盡量接近天線位置。假設(shè)采用7/8英寸的饋線,在900M系統(tǒng)中饋線長(zhǎng)度該當(dāng)控制在75米以?xún)?nèi),1800M應(yīng)在50米以?xún)?nèi)3、天饋的運(yùn)用.3.8鏈路損耗計(jì)算公式3、天饋的運(yùn)用PT(dB)=PR(dB)+20log4πR(m)/λmin(m)-GT(dBi)-GR(dBi)+Lc(dB)+L0(dB)P