天线基本原理及室分天线介绍.pptx

二一三年四月十六日二一三年四月十六日二一三年四月十六日二一三年四月十六日网网优中心中心 无无线优化室化室中国联通天线知识交流-1 1天天线基本原理基本原理2 2天天线常用参数常用参数3 3东莞室分天莞室分天线类型型目目录-电磁磁辐射的机理源自麦克斯射的机理源自麦克斯韦方程方程 电荷能荷能产生生电场，电流能流能产生磁生磁场，而且，而且变化的化的电场能能够产生生变化化的磁的磁场，变化的磁化的磁场也能也能够产生生变化的化的电场，预言了言了电磁波的存在磁波的存在。1.1 1.1 无无无无线电线电波波波波麦克斯麦克斯韦方程：方程：-1.2 无无线电波的极化波的极化 天天线的定的定义：能能够有效有效地向空地向空间某某特定特定方向方向辐射射电磁波或能磁波或能够有效有效地地接收空接收空间某某特定方向特定方向来的来的电磁磁波的装置。波的装置。传输线终端端张角角传输线对称振子称振子天天线的的辐射原理：射原理：天天天天线线的功能：的功能：的功能：的功能：能量能量转换导行波和自由空行波和自由空间波的波的转换；定向定向辐射（接收）射（接收）具有一具有一定的方向性。定的方向性。-1.3 天天线传输原理原理根据根据C（光速）（光速）=f（频率）率）（波（波长）得出波得出波长与与频率成反比率成反比频率越低，波率越低，波长越越长，天，天线越大越大波波长1/2 波波长1/4 波波长1/4 波波长1/2 波波长半波振子半波振子半波振子是天半波振子是天线的基本的基本辐射射单元元天天线的的组成成：天：天线是由若干半波振子是由若干半波振子按照一定按照一定规格排列而成。格排列而成。例：例：例：例：=3=3mps/900MHz mps/900MHz 0.3m 0.3m-水平面波束水平面波束宽度度=360 垂直面波束垂直面波束宽度度=78 1.4 1.4 天天线基本概念基本概念半波振子半波振子水平面水平面H面面垂直面垂直面E面面立体立体图方向方向图象一个象一个“汽汽车轮胎胎”-71.5 1.5 天天线基本概念基本概念增益、方向增益、方向图和天和天线尺寸之关系尺寸之关系天天线增益的几个要点：增益的几个要点：天天线是无源器件，是无源器件，不能不能产生能量生能量。天。天线增益增益只是将能量只是将能量有效有效集中向某集中向某特定特定方向方向辐射或接受射或接受电磁波的能力。磁波的能力。天天线的增益由振子叠加而的增益由振子叠加而产生。生。增益越高，天增益越高，天线长度越度越长。增益增加。增益增加3dB3dB，体体积增大一倍。增大一倍。天天线增益越高，方向性越好，能量越集中，增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣波瓣越窄。越窄。-1 1天天线基本原理基本原理2 2天天线常用参数常用参数3 3东莞室分天莞室分天线类型型目目录-92 天天线辐射参数射参数辐射参数射参数:主瓣；主瓣；副瓣；副瓣；增益；增益；半功率波束半功率波束宽度；度；前后比；前后比；交叉极化交叉极化鉴别率；率；上旁瓣抑制；上旁瓣抑制；下零点填充；下零点填充；波束下波束下倾角；角；-102.1 天天线辐射参数射参数增益增益全向全向辐射器在各个方向上射器在各个方向上的的辐射能量相等射能量相等单一偶极子的一偶极子的“汽汽车轮胎胎”形形辐射射图2.15dB 偶极子比全向偶极子比全向辐射器的增益高射器的增益高 2.15dB天天线相相对于偶极子的增益用于偶极子的增益用“dBd”表示表示天天线相相对于全向于全向辐射器的增益射器的增益用用“dBi”表示表示如如:0dBd =2.15dBi天天天天线线理想参考物理想参考物理想参考物理想参考物P1P1P2P2G=10log(P1/P2)G=10log(P1/P2)P0P0-11水平面波束水平面波束宽度度10dB 波瓣波瓣宽度度120(eg)峰峰值峰峰值-10dB峰峰值-10dB60(eg)峰峰值峰峰值-3dB峰峰值-3dB3dB 波瓣波瓣宽度度15(eg)峰峰值峰峰值-3dB峰峰值-3dB32(eg)峰峰值峰峰值-10dB峰峰值-10dB垂直面波束垂直面波束宽度度2.2 天天线辐射参数射参数波束波束宽度度-12前后比前后比是指扇形天是指扇形天线的前向的前向辐射功率和后向射功率和后向辐射功率之比射功率之比后向功率后向功率前向功率前向功率前后比前后比(dB)=10 log ，典型典型值约为25dB目的是尽可能减少后向目的是尽可能减少后向辐射功率射功率前向功率前向功率后向功率后向功率2.3 天天线辐射参数射参数前后比前后比-13垂直方式垂直方式水平方式水平方式+45斜角斜角-45斜角斜角无无线电波振波振动的平面称的平面称为它的极化面它的极化面2.4 天天线辐射参数射参数极化极化-14上旁瓣上旁瓣(dB)下旁瓣下旁瓣(dB)2.7 2.7 天天线辐射参数射参数旁瓣抑制、零点填充、波束下旁瓣抑制、零点填充、波束下倾角角-152.7 天天线辐射参数射参数驻波比波比驻波比波比就是一个数值，用来表示天线和电波发射台是否匹配。如果 SWR 的值等于1，则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。如果SWR 值大于1，则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。被反射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电压，有可能损坏发射台。驻波波比比 为传输线上上的的电压最最大大值与与电压最小最小值之比之比-162.8 天天线电路参数路参数 电路参数：路参数：驻波比，隔离度，无源交波比，隔离度，无源交调 驻波比波比 为传输线上的上的电压最大最大值与与电压最小最小值之比。之比。当当天天线端端口口没没有有反反射射时，就就是是理理想想匹匹配配，驻波波比比为1；当当天天线端端口口全全反射反射时，驻波比波比为无无穷大。大。-17隔离度隔离度是某一极化接收到的另一极化信号的比例。是某一极化接收到的另一极化信号的比例。1000mW(即即 1W)1mW该例子中，隔离度例子中，隔离度为：10log(1000mW/1mW)=30dB2.9 天天线电路参数路参数隔离度隔离度-18无源交无源交调（PIM）：）：当两个当两个频率率f1和和f2输入到天入到天线，由于非，由于非线性效性效应，天，天线辐射的信号除射的信号除频率率 f1 和和 f2 外，外，还包括有其他包括有其他频率，如率，如 2f1-f2 和和 2f2-f1(3阶)等。等。天天线互互调是指当是指当两个或多两个或多个个发射射频率信号率信号经过天天线时，由于天由于天线的非的非线性而引起的性而引起的与原信号与原信号频率及倍率及倍频有和差有和差关系、并关系、并落在接收落在接收频带内内的的射射频信号。信号。这些信号些信号电平足平足够大大时，就会造成系，就会造成系统性能性能下降。下降。2.10 天天线电路参数路参数无源交无源交调-191、传统射灯天射灯天线东莞室分天莞室分天线类型型该款天款天线为定向天定向天线，分，分为传统射灯天射灯天线及高增益射灯天及高增益射灯天线两种，其中两种，其中传统射灯天射灯天线垂直垂直及水平波瓣均及水平波瓣均较大，适用于住大，适用于住宅楼宇楼宅楼宇楼间距距较宽，住宅楼，住宅楼层较高且水平面高且水平面较宽的楼宇覆盖，的楼宇覆盖，可安装于楼可安装于楼顶向下打或安装于向下打或安装于楼楼顶往上打的覆盖方式，俯仰往上打的覆盖方式，俯仰机械角度机械角度较大，可灵活运用于大，可灵活运用于覆盖各种不同覆盖各种不同户型的楼宇。型的楼宇。-2020202、新型射灯天、新型射灯天线该款天款天线为美化双极化射灯天美化双极化射灯天线，目前主要目前主要应用于小区用于小区综合覆盖及室合覆盖及室分外打兼分外打兼顾覆盖道路，特覆盖道路，特别是在小是在小区区综合覆盖中，因其美化合覆盖中，因其美化隐蔽性高、蔽性高、水平及垂直方向角都水平及垂直方向角都较传统射灯射灯约小一半，且增益小一半，且增益较高（高（15dBi），），能有效控制室分信号外泄，且能有效控制室分信号外泄，且较高高增益能增益能满足室内深度覆盖需求。足室内深度覆盖需求。该天天线体体积小，安装灵活，小，安装灵活，调整方向整方向及下及下倾角方便，在一些室分外打角方便，在一些室分外打场景景应用中，用中，对于楼于楼层较高而又有室高而又有室分外打需求的，建分外打需求的，建议用用该款天款天线替替代基站大板状或排气管天代基站大板状或排气管天线，可有，可有效控制天效控制天线覆盖范覆盖范围而避免越区覆而避免越区覆盖盖问题。-213、壁挂天、壁挂天线该款天款天线主要主要应用于室分定向，用于室分定向，一般室分一般室分场景考景考虑信号外泄，信号外泄，可考可考虑安装定向天安装定向天线取代全向取代全向天天线。-224、排气管天、排气管天线该款天款天线为定向天定向天线，天，天线增益增益很高，水平方向角很高，水平方向角较大，方向性大，方向性好，根据前期工程好，根据前期工程经验，可用于，可用于覆盖站点周覆盖站点周边较远距离道路及城距离道路及城中村、中村、别墅区等低墅区等低层住宅，能达住宅，能达到良好覆盖效果。到良好覆盖效果。-235、室分新型吸、室分新型吸顶天天线该款天款天线主要主要应用于室内覆用于室内覆盖盖较多，目前多，目前东莞莞联通有老通有老式和新式两种，新式增益高，式和新式两种，新式增益高，覆盖距离覆盖距离远。-246、对数周期天数周期天线对数周期天线主要接收是中、短波信号及微波。与其它高增益天线相比，对数周期天线方向性更强，但对无用方向信号的衰减更大。-谢 谢！-