天馈系统介绍.pptx

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,#,中兴通讯学院,1,课程目标,掌握半波振子、工作频段、回波损耗、输入阻抗等天线的电气性能参数。,了解天线尺寸、天线抱杆、工作和存储环境等天线的机械性能参数。,2,提 纲,基站天馈结构,天线分集方式,天线电性能参数,天线机械参数,基站天线发展趋势,3,基站天馈结构,天线,7/16,接头,1/2,“,跳线,7/8,“,电缆,接地卡口,1/2,“,跳线,机柜,避雷器,接地卡口,4,提 纲,基站天馈结构,天线分集方式,天线电性能参数,天线机械参数,基站天线发展趋势,5,天线分集方式,空间分集,极化分集,空间分集：当两个接收天线间隔一定距离，就可接收到具有不同衰落包络的同一个信号，这两个信号的相关系数小于,0.7,，就可满足分集接收要求。空间分集对天线安装提出了要求：,极化分集：每个载频的每个扇区使用一个,45,双极化天线就可以完成分集接收。,两个相互垂直的,45,极化是正交极化，有较好的分集接收能力。,D10 h/D11,h,是天线高度，,D,是天线间隔,空间分集天线仅采用在水平方向有间隔。,6,提 纲,基站天馈结构,天线分集方式,天线电性能参数,天线机械参数,基站天线发展趋势,7,天线电性能参数,工作频段,输入阻抗,半波振子,极化方式,增益,电压驻波比,波束宽度,下倾角,方向图,波瓣抑制和零点填充,三阶互调,前后比,天线口隔离,8,Wavelength,1/2,Wavelength,1/4,Wavelength,1/4,Wavelength,1/2,Wavelength,Dipole,天线基础半波振子(,Dipoles),1900MHz ：166,mm,800MHz ：333mm,对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。,两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子,9,1,个,dipole,接收功率：,1,mW,多个,dipole,组阵,接收功率：,4,mW,GAIN,=10log(4mW/1mW)=6dBd,半波振子(,Dipoles),10,工作频段,(Frequency Range),CDMA1900,系统，选用,1850,1990MHZ,的天线。,CDMA800,系统，选用,824,896MHZ,的天线。,GSM900,系统，工作频段为,890-960MHz,、,870-960MHz,、,807-960 MHz,和,890-1880 MHz,的双频天线均为可选。,工作在,450A,段的,RDAS,系统，选用,450,470MHZ,的天线。,11,工作带宽,（,BANDWIDTH,）=896-824=72MHz,Optimum 1/2 wavelength,for dipole at 860MHz,at,896,MHz,Antenna,Dipole,at,824,MHz,CDMA800,系统天线的,工作带宽,12,输入阻抗,(Impedance),50,Cable,50 ohms,Antenna,50 ohms,13,输入阻抗,(Impedance),天线的输入阻抗是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,阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射，,馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。,天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。,匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系,数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，,使用那一个纯出于习惯。在我们日常维护中，用的较多的,是驻波比和回波损耗。一般移动通信天线的输入阻抗,50,。,14,9.5,W,80,ohms,50,ohms,Forwarda,:10,W,Backward,:0.5,W,Return Loss：10log(10/0.5)=13dB,VSWR(Voltage Standing Wave Ratio),电压驻波比,(VSWR),15,电压驻波比,VSWR:,微波传输线的阻抗必须与天线的输入阻抗匹配,否则就会有反射波产生，流向信号源,由反射波和入射波合成而产生的称为驻波,驻波信号振幅的最大值与最小值之比称为电压驻波比,VSWR,它是行波系数的倒数，其值在,1,到无穷大之间。驻波比为,1,，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。在移动通信系统中，一般要求驻波比小于,1.5,，但实际应用中,VSWR,应小于,1.3,。过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能。,回波损耗：,它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。回波损耗的值在,0dB,到 无穷大之间，回波损耗越小表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。,0,表示全反射，无穷大表示完全匹配。在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于,14dB,。,电压驻波比,(VSWR),16,Ant VSWR=1.5:1,Return Loss=20 Log,VSWR+1,=14dB,VSWR-1,+40 dBm,(10 watts),+26 dBm,0dBi,EIRP=+39.8 dBm,(400mW),电压驻波比,(VSWR),17,极化方式,(Polarization),Vertical,Horizontal,+45,degree slant,-45,degree slant,18,V/H(Vertical/Horizontal),Slant(+/-45),极化方式,(Polarization),19,垂直线极化（,Linear,vertical,）,45,双线极化（,dual linear 45 slant,）,极化方式,(Polarization),20,增 益,注意：天线只是无源传输器件，不能放大能量！,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一点处所产生的信号的功率密度之比。,它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。,21,半波振子,理想点源（无耗均匀辐射器）,eg:0dBd =2.15dBi,2.15,dB,增 益,22,天线增益实例,BaseStation,Transmitter,(20 watts),Convert to dBm,10Log(20)+30=+43 dBm,jumper,Heliax,Cable,jumper,-0.5dB,-0.5dB,-3dB,Antenna Gain,=+18 dBi,Ant Input,Power=+39dBm,EiRP=+39+18 =+57 dBm,EIRP,（有效辐射功率）实例,23,方向图（,Pattern,）,发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。但实际中的天线辐射图都比较复杂，称之为天线方向图。,24,120(,eg),Peak,Peak-10dB,Peak-10dB,10,dB Beamwidth,60(,eg),Peak,Peak-3dB,Peak-3dB,3,dB Beamwidth,波束宽度（,Beamwidth）,方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低,3 dB,（功率密度降低一半）的两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称 波束宽度 或 主瓣宽度 或 半功率角）。波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。,还有一种波瓣宽度，即,10dB,波瓣宽度，顾名思义它是方向图中辐射强度降低,10dB,（功率密度降至十分之一）的两个点间的夹角,25,水平波瓣,3dB,宽度,定向天线：,65/90/105/120,全向天线：,360,26,垂直波瓣,3dB,宽度,定向天线,全向天线,27,下倾角（,Down Tilt,）,机械下倾,固定电子下倾,可调电子下倾,28,下倾角（,Down Tilt,）,29,不下倾,电调下倾,机械下倾,下倾角（,Down Tilt,）,30,下倾角（,Down Tilt,）,31,前后比（,Front to Back Ratio,）,主瓣最大值与后瓣最大值之比,F/B =10 log typically：25dB,(,前向功率,),后向功率,),后向功率,前向功率,32,上旁瓣抑制与零点填充,33,上副瓣抑制,(,dB)旁瓣（,Sidelobes）,34,零点填充,35,功率容量（,Permitted Power,）,一般天线功率容量范围,25-1500W,基站天线功率容量,应大于,200W,36,三阶互调,IMD243dBm,f,1,f,2,2f,1,-f,2,2f,2,-f,1,830MHz,835MHz,840MHz,845MHz,37,1000,mW(1W),1,mW,10log(1000mW/1mW)=30dB,天线口隔离（,Isolation,）,理想的极化完全隔离是没有的。馈送到一种极化的天线中去的信号多少总会有那么一点点在另外一种极化的天线中出现。例如下图所示的双极化天线中，设输入垂直极化天线的功率为,1W,，结果在水平极化天线的输出端测得的输出功率为,1mW,，则隔离度为,30dB.,38,提 纲,基站天馈结构,天线分集方式,天线电性能参数,天线机械参数,基站天线发展趋势,机械参数,天线尺寸,天线重量,天线罩材料,工作与存储,结构参数,天线抱杆,防雷,40,尺寸（,Dimensions,）,长：与垂直波瓣、增益有关,宽：与水平波瓣有关,高：与所采用的天线技术有关,重量（,Weight,）,影响运输、施工,机械参数,41,天线罩材料,PVC,ABS,fiberglass,等,防晒、防冻，防盐雾，阻燃，抗老化等,工作与存储,Storage Temperature Range,：,Operating Temperature Range,：,典型值：,-40C +70C,典型值：,-40C +70C,机械参数,42,结构参数,迎风面积（,Flat Plate Area,）,包装尺寸（,Shipping Dimensions,）,风负荷（,Wind Load,）,长宽高,Eg:83N at 160 km/h,越小越好,接头型式（,Connector Type,）,7/16”DIN,，,N,，,SMA female,机械参数,43,天线抱杆（,Mast,）,Mast diameter 45-90mm,防雷,机械参数,44,基站天线发展趋式,宽频带,多功能,高集成度,智能天线,45,课程回顾,半波振子、极化方式、工作频率、波束宽度、方向图、回波损耗等参数的含义和作用。,了解机械性嫩参数,未来天线的发展趋势,