第四节-基站天线基本知识PPT文档格式.ppt

1、双极化天线两个7/16 DIN型接头型接头（母头），（母头），所所有天线都是母头有天线都是母头端盖端盖外罩外罩基站天线的组成基站天线的组成通信学院通信学院7/16 DIN 型型 母头母头7/16 DIN型型 公头公头7/16 DIN型接头型接头（公头）（公头）N型接头型接头（公头）（公头）DIN与与N型接头的比较型接头的比较基站天线的组成基站天线的组成电缆接头电缆接头通信学院通信学院手动电调拉杆（旋钮）手动电调拉杆（旋钮）（用于调整天线波束下倾角）（用于调整天线波束下倾角）7/16 DIN接头（母头）接头（母头）上图为上图为900/1800双频双极化电双频双极化电调天线，下图为调天线，下图为8

2、00/900和和1800/1900/3G五频双极化电调五频双极化电调天线。共天线。共4个个DIN射频母头和射频母头和2个电调调节杆。个电调调节杆。基站天线的组成基站天线的组成电缆接头电缆接头通信学院通信学院 UPVCUPVC材料天材料天线外罩外罩图UPVCUPVC材料特点：材料特点：重量轻，耐水性好，耐候性强，适合于小尺寸天线外罩；玻璃钢材料特点：强度高，长期耐候性略逊于强度高，长期耐候性略逊于UPVC材料，适用于大尺寸天线外罩材料，适用于大尺寸天线外罩 玻璃玻璃钢材料天材料天线外罩外罩图基站天线的组成基站天线的组成-天线外罩天线外罩通信学院通信学院 玻璃钢外罩普遍采用的是手工生产方式，效率比

3、较低。采用先进的模压方式，既提高了产能，又有良好的外观，提高了一致性。基站天线的组成基站天线的组成-天线外罩天线外罩通信学院通信学院基站天线的组成基站天线的组成-天线内部结构天线内部结构辐射单元（振子）辐射单元（振子）馈电网络（功率分配网络）馈电网络（功率分配网络）反射板（槽板）反射板（槽板）通信学院通信学院半波振子半波振子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。半波对称振子的增益为G2.15dBi，它是构成高增益天线的基本辐射单元。1/4波长波长0.5个波长个波长1/4波长波长基站天线的组成基站天线的组成辐射单元辐射单元通信学院通信学

4、院基站天线的组成基站天线的组成辐射单元辐射单元单极化微带贴片振子单极化对称振子双极化对称振子天线基本辐射单元，其作用：天线基本辐射单元，其作用：1 1、发射状态，将来自射频电缆的、发射状态，将来自射频电缆的电信号转变成空间的电磁波信号；电信号转变成空间的电磁波信号；2 2、接收状态：将空间电磁波信号、接收状态：将空间电磁波信号转变成传输线中的信号。转变成传输线中的信号。通信学院通信学院空气微带线方案电缆方案 空气带状线方案基站天线的组成基站天线的组成功率分配网络功率分配网络作用：作用：输入端口到振子能量传输输入端口到振子能量传输振子间幅度相位分配振子间幅度相位分配阻抗匹配阻抗匹配通信学院通信学

5、院空气微带方案空气微带方案 网络幅度相位分配设计灵活；网络幅度相位分配设计灵活；可进行振子、网络整体仿真，设计精度高；批量生产一致性好批量生产一致性好基站天线的组成基站天线的组成功率分配网络功率分配网络通信学院通信学院电缆方案电缆方案相位分配设计灵活相位分配设计灵活 需要结合其他传输方式实现幅度分配需要结合其他传输方式实现幅度分配无法进行整体仿真无法进行整体仿真基站天线的组成基站天线的组成功率分配网络功率分配网络通信学院通信学院空气带状线方案空气带状线方案 无损耗电转接无损耗电转接 无辐射泄漏无辐射泄漏 低传输损耗低传输损耗同轴线同轴线空气微带线空气微带线空气带状线空气带状线基站天线的组成基站

6、天线的组成功率分配网络功率分配网络通信学院通信学院二、天线的性能指标二、天线的性能指标电性能指标电性能指标频带（MHz）824896增益（dBi）17电压驻波比V.S.W.R1.35极化45水平面波束宽度（）90垂直面波束宽度（）6.5前后比（dB）25交叉极化比（dB）15预置电下倾角（）3端口隔离度（dB）30三阶无源交调 IMD3（dBm）-107输入阻抗（）50最大功率（W）500接头形式7/16 DIN（F）雷电保护直流接地通信学院通信学院机械性能指标机械性能指标天线尺寸（mm）640296156天线重量（kg）20辐射材料铝天线罩材料UPVC天线罩颜色灰色工作温度（）-40+70下

7、倾角调整范围（）0 -15储藏温度（）-55+80最大风速（km/h）210二、天线的性能指标二、天线的性能指标通信学院通信学院 天线是将传输线中的电磁能量有效地有效地转化成自由空间的电磁波能量或将空间电磁波有效地有效地转化成传输线中的电磁能的设备。天线是无源器件，所以仅仅起到能量转化作用而不能放大信号，那么我们所说的某天线的增益是18dBi，是指什么呢？2.15dB理想点源半波振子2.1.1、天线增益、天线增益通信学院通信学院 天线增益是指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力天线增益是指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。一般把天线在最大辐射方向上的场强 E E 与理想各向同性

8、天线（理想点源）均匀辐射场强 E。相比，以功率密度增强的倍数定义为增益。即:单位是 dBi。i 是各向同性（isotropic）的缩写。上式没有考虑天线的各种损耗，叫方向性系数，计入损耗天线增益 即:是增益系数，是方向性系数和增益系数的乘积。（注：另一种表示增益的单位是与理想半波振子的比较值，用dBd表示，d 是振子（dipole）的缩写。由于半波振子的增益是2.15dB，所以 dBi=dBd+2.15定义定义2.1.1、天线增益、天线增益通信学院通信学院 天线增益也可以按波束宽度来估算，工程上有如下经验公式：其中，e和h分别是天线水平面和垂直面的半功率波束宽度，单位是（）如水平面波束如水平面

9、波束65，垂直面波束，垂直面波束7 的定向天线，按上式计算增益为的定向天线，按上式计算增益为18dB。由此可见天线的增益越高，天线波束的就越窄，或反之波束越窄，天线增益越高。例：1个个 半波振子半波振子 接收功率：1mW4个半波振子个半波振子组阵组阵接收功率：4 mWG=10log（4/1）=6 dBd2.1.1、天线增益、天线增益通信学院通信学院 天线驻波比是表示天线与基站（包括电缆）匹配程度的指标。它的产生是由于入射波能量传输到天线输入端后未被全部辐射出去，产生反射波，迭加而成的。输入功率输入功率 10W50同轴电缆同轴电缆反射功率反射功率 0.5W辐射功率辐射功率9.5 W2.2.2、天

10、线电压驻波比、天线电压驻波比通信学院通信学院 由此可算出回波损耗：RLRL10lg（10/0.5）=13dB10lg（10/0.5）=13dB 功率反射系数：20.5/100.5/100.05 0.05 电压反射系数 0.22380.2238 驻波比定义为 VSWRVSWR（1+（1+）/（1-）/（1-）1.571.572.2.2、天线电压驻波比、天线电压驻波比一般要求天线的驻波比小于一般要求天线的驻波比小于1.5，驻波比是越小越好，但，驻波比是越小越好，但考虑到天线制造成本和批量考虑到天线制造成本和批量生产的一致性在工程使用中生产的一致性在工程使用中没有必要追求过小的驻波比。没有必要追求过

11、小的驻波比。如右表所示，当天线的驻波如右表所示，当天线的驻波比分别是比分别是1.51.5和和1.351.35时，由上时，由上面的公式可计算出功率反射面的公式可计算出功率反射系数分别是系数分别是4%4%和和2.2%2.2%，则由，则由于反射引起的增益损失分别于反射引起的增益损失分别是是0.18dB0.18dB和和0.1dB0.1dB通信学院通信学院垂直垂直单单极化极化45双极化双极化垂直极化垂直极化（单极化单极化）45极化极化（双极化双极化）2.3.3、天线的极化、天线的极化通信学院通信学院双极化天线单极化天线单极化天线隔离度指的是两根或多根单极化天线或者一根双极化天线两个端口的隔离度指的是两根

12、或多根单极化天线或者一根双极化天线两个端口的不相关性不相关性隔离度指标保证了同扇区天线分集接收的性能。隔离度指标保证了同扇区天线分集接收的性能。2.4.4、端口隔离度、端口隔离度隔离度隔离度隔离度隔离度通信学院通信学院 对于多端口天线，端口隔离度是衡量各个端口之间互耦的重要指标，理论上要求各端口是独立的即无互耦的，工程实际中要求隔离度大于30dB10log（1000mW/1mW）=30dB1000mW（1W）1mW2.4.4、端口隔离度、端口隔离度通信学院通信学院天线的方向图特性包括：水平面/垂直面3dB波束宽度 前后比 下旁瓣零点填充和上旁瓣抑制、下倾角2.5.5、方向图特性、方向图特性通信学院通信学院前向功率后向功率F/B =10 log 一般要求一般要