天线培训教材-湖州.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上海科旭网络天馈培训教材,天线的作用：,天线能将传输线中的高频电磁能转换成为自由空间的电磁波，或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能。,1,、天线原理简介,1,、天线原理简介,电场,电场,电场,振子,电波传输方向,磁场,磁场,1,、天线原理简介,顶视,一个单一的对称振子具有“面包圈”形的方向图,侧视,1,、天线原理简介,对称振子组阵能够控制辐射能构成“扁平的面包圈”,一个对称台振子,假设在接收机中,有,1,mW,功率,在阵中有4个对称振子,在接收机中就,有,4,mW,功率,1,、天线原理简介,反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线,“扇形覆盖天线,”,将在接收机中有,8,mW,功率,“全向阵,”,例如在接收机中为,4,mW,功率,(顶视,),天线,2,、天线性能介绍,常见天线分类：,按频段：,GSM900,、,GSM1800,，,GSM900/1800,按分集接收方式：空间分集、极化分集,按极化方式：水平极化、垂直极化、,45,交叉极化,按方向图：全向天线、定向天线等,按下倾方式：无下倾、固定下倾、机械下倾、电下倾,按功能：发射、接收、收发共用等,2,、天线性能介绍,天线的主要性能指标：,工作频段：,增益,输入阻抗,驻波比,VSWR,极化方式,水平波瓣,3dB,宽度,垂直波瓣,3dB,宽度,前后比,下倾角方式,功率容量,三阶互调等,2,、天线性能介绍,工作频段,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送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。,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；,一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。,在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，就是当天线的输入驻波比,1.5,时，天线的工作带宽。,2,、天线性能介绍,增益,一个单一对称振子具有面包圈形的方向图辐射,一个各向同性的辐射器,在所有方向具有相同的辐射,2.17,dB,对称振子相对于点信号源的增益为,2.17dB,一个天线与对称振子相比较的增益,用,“,dBd,”,表示,一个天线与各向同性辐射器相比较的增益,用,“,dBi,”,表示,例如,:3dBd =5.17dBi,2,、天线性能介绍,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信号电流之比，称为天线的输入阻抗。当天线阻抗与馈线阻抗相匹配时，进入馈线得功率将全部从天线口发出，由于馈线的阻抗基本均为,50,欧姆，故通常天线的阻抗也要求是,50,欧姆。,电缆,50 ohms,天线,50ohms,可以匹配,80,ohms,不可匹配,2,、天线性能介绍,驻波比,VSWR,当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波，没有反射波。馈线上传输的是行波，馈线上各处的电压幅度相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。,而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。,9.5,W,80,ohms,50,ohms,朝前:10,W,返回:0.5,W,驻波比,VSWR,在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系数。,反射波幅度 （。）,反射系数,入射波幅度 （。）,驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比,(VSWR),驻波波腹电压幅度最大值,max,（,1+,）,驻波系数,驻波波节电压辐度最小值,min,（,1-,）,终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波系数越接近于，匹配也就越好,2,、天线性能介绍,2,、天线性能介绍,极化方式,天线的极化方向就是天线辐射的电磁场的电场方向,垂直极化,水平极化,+45度倾斜的极化,-45度倾斜的极化,2,、天线性能介绍,水平面方向图,60(,eg),峰值,-3dB,点,-3dB,点,3,dB,波束宽度,15(,eg),Peak,Peak-3dB,Peak-3dB,垂直面方向图,波瓣宽度,在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度。,前后比,方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线定向接收性能就好。,2,、天线性能介绍,前向功率,后向功率,下倾方式,2,、天线性能介绍,无下倾角,机械下倾,电下倾,下倾方式,2,、天线性能介绍,主要的天线厂家：,凯瑟林,安德鲁,海天,登达,2,、天线性能介绍,常用天线类型介绍：,2,、天线性能介绍,常用天线类型介绍：,2,、天线性能介绍,常用天线类型介绍：,2,、天线性能介绍,常用天线类型介绍：,2,、天线性能介绍,3,、天馈的使用,基,站天馈系统示意图,8,防雷保护器,主馈线（,7/8,“,）,5,馈线卡,6,走线架,4,接地装置,3,接头密封件,绝缘密封胶带，,PVC,绝缘胶带,1,天线调节支架,GSM/CDMA,板状天线,抱杆（,50114mm,）,2,室外馈线,9,室内超柔馈线,7,馈线过线窗,基站主设备,3.1,天线高度的设计,市区：,35,40,米，站距,1,公里以内；,郊区平原：,50,75,米；,山区：尽量使覆盖范围在基站可视范围内，并尽量避免在山顶设站；,3,、天馈的使用,3.2,天线方位角和位置的设计,使主瓣方向对准主服务区域；,近距离内避免建筑物阻挡；,离塔体或金属反射物,1,米以上；,收发天线方位角一致；,3,、天馈的使用,3.3,天线下倾角的设计,天线下倾角的预设主要利用几何光学的原理来估计，在实际应用中一般取下图中,D,点位置为覆盖边界,。,3,、天馈的使用,H,HPBW,A B C D,3.4,天线类型的选取,市区基站：双极化天线，,60,度（或更小）半功率角，有内置电倾角；,郊区基站：垂直极化，宽波瓣，无内置倾角，采用空间分极；,低话务郊区：全向天线；,室内分布系统：吸顶天线、分布电缆,特殊场合：隧道、桥梁采用窄波瓣天线等,3,、天馈的使用,3.5,天线隔离要求,单极化天线收发天线间需有垂直间隔；,单极化天线发天线水平间隔,3,米；,单极化天线收天线水平间隔,1,米；,3,、天馈的使用,3.6,房顶安装特别要求,如果天线位于房顶，一般应给天线的垂直半功率角留,20,度的安全角度。,3,、天馈的使用,D,20,度,HPBW/2,H,3.7,馈线的损耗情况,为降低馈线的损耗，应使机房尽量靠近天线位置。如果采用,7/8,英寸的馈线,在,900M,系统中馈线长度应当控制在,75,米以内,1800M,应在,50,米以内,3,、天馈的使用,3.8,链路损耗计算公式,3,、天馈的使用,PT(dB,)=PR(dB)+20log4R(m)/min(m)-GT(dBi)-GR(dBi)+Lc(dB)+L0(dB),PT,为基站发射功率，,PR,为手机接收电平，,R,为离基站的距离，,GT,为天线增益，,GR,为手机接收增益，,Lc,为馈线损耗，,L0,为,传播途中的电波损耗,1,、驻波比偏大；,2,、同一小区天线方向不一致；,3,、小区间天线出现交叉；,4,、天线受阻挡；,5,、天线歪斜；,6,、天线类型不合理；,7,、天线隔离度不够；,8,、天线高度、方位角、倾角不合理,4,、天馈系统常见问题,