天线知识介绍.ppt

1、MF002001 MF002001 MF002001 MF002001 天线知识介绍天线知识介绍天线知识介绍天线知识介绍ISSUE1.0ISSUE1.0ISSUE1.0ISSUE1.0无线产品课程开发室无线产品课程开发室引入引入引入引入移移动动通通信信是是当当今今通通信信领领域域内内最最为为活活跃跃、发发展展最最为为迅迅速速的的领领域域之之一一，天天线线是是用用户户终终端端与与基基站站控控制制设设备备间间通通信信的的桥桥梁梁，广广泛泛应应用用于于移移动动通通信信和和无无线线接接入入通通信信系系统统中中,它它的的迅迅猛猛发发展展产产生生了了巨巨大大的的推推动动力力，推推动动了了天天线线概概念念的

2、的变变革革和和技技术术的的创创新新。能能否否对对移移动动通通信信中中天天线线方方面面的的知知识识有有深深入入的的了了解解、全全面面掌掌握握天天线线相相关关的的知知识识，无无论论是是对对产产品品的的安安装装和和维维护护、网网络络规规划划工作的顺利开展，都有着十分重要的意义。工作的顺利开展，都有着十分重要的意义。学习目标学习目标学习目标学习目标1 1、无线电波和超短波的基本知识、无线电波和超短波的基本知识 2 2、天线辐射电磁波的基本原理介绍、天线辐射电磁波的基本原理介绍 3 3、关于天线、关于天线传输线的概念介绍传输线的概念介绍4、基站天馈系统、基站天馈系统5、掌握基站天线的选型原则、掌握基站天

3、线的选型原则学习完本课程，您应该能够对以下知识有基本的了解：学习完本课程，您应该能够对以下知识有基本的了解：课程内容课程内容课程内容课程内容第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识第二章第二章 天线辐射电磁波的基本原理天线辐射电磁波的基本原理第三章第三章 天线传输线的概念介绍天线传输线的概念介绍第四章第四章 基站天馈系统基站天馈系统第五章第五章 基站天线的选型基站天线的选型第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识l l第第第第一一一一节节节节 无无无无线线线线电电电电波波波波的的

4、的的基基基基本本本本知知知知识识识识三三节节节内容节内容l第二节第二节超短波的基本知识超短波的基本知识第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识1、无线电波的基本知识无线电波的基本知识1、1 无线电波的概念无线电波的概念:无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。直于传播方向。第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波

5、和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无无线线电电波波和和光光波波一一样样，它它的的传传播播速速度度和和传传播播媒媒质质有有关关。无无线线电电波波在在真真空空中中的的传传播播速速度度等等于于光光速速。我我们们用用公公里里秒秒表表示示。在在媒媒质质中中的的传传播播速速度度为为：/（）1/21/2，式中式中为传播媒质的相对介电常数。为传播媒质的相对介电常数。无线电波无线电波类似一个类似一个池塘上的波纹，在传池塘上的波纹，在传播时波会减弱播时波会减弱。第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识电磁波的传播电

6、磁波的传播电场电场电场电场电场电场振振子子电波传输方向电波传输方向磁场磁场磁场磁场第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波的波长、频率和传播速度的关系：无线电波的波长、频率和传播速度的关系：可用式可用式 /表示。在公式中，为速度，表示。在公式中，为速度，单位为米单位为米/秒；秒；为频率，单位为赫芝；为频率，单位为赫芝；为波长，单为波长，单位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不在不同的媒质中传播

7、时，速度是不同的，因此波长也不一样。一样。波长波长第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识.无线电波的极化无线电波的极化无线电波的极化无线电波的极化无无线线电电波波在在空空间间传传播播时时，其其电电场场方方向向是是按按一一定定的的规规律律而而变化的，这种现象称为无线电波的极化。变化的，这种现象称为无线电波的极化。第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识什么是天线？什么是天线？l把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射

8、到空间把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间.l收集无线电波并产生电信号收集无线电波并产生电信号第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识1.3 1.3 天线的极化天线的极化天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向垂直极化垂直极化水平极化水平极化+45度倾斜的极化度倾斜的极化-45度倾斜的度倾斜的极化极化第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识双极化天线双极化天线

9、l两个天线为一个整体，传输两个独立的波。两个天线为一个整体，传输两个独立的波。V/H(垂直垂直/水平水平)倾斜倾斜(+/-45)第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识1.4圆极化波圆极化波如如果果电电波波在在传传播播过过程程中中电电场场的的方方向向是是旋旋转转的的，就就叫叫作作椭椭圆圆极极化化波波。旋旋转转过过程程中中，如如果果电电场场的的幅幅度度，即即大大小小保保持持不不变变，我我们们就就叫叫它它为为圆圆极极化化波波。向向传传播播方方向向看看去去顺顺时时针针方方向向旋旋转的叫右旋圆极化波，反时针方向旋

10、转的叫做左旋圆极化波。转的叫右旋圆极化波，反时针方向旋转的叫做左旋圆极化波。垂垂直直极极化化波波要要用用具具有有垂垂直直极极化化特特性性的的天天线线来来接接收收，水水平平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。右右旋旋圆圆极极化化波波要要用用具具有有右右旋旋圆圆极极化化特特性性的的天天线线来来接接收收；而而左左旋旋圆圆极极化化波波要要用用具具有有左左旋旋圆圆极极化化特特性性的的天天线线来来接接收收。当当来来波波的的极极化化方方向向与与接接收收天天线线的的极极化化方方向向不不一一致致时时，在在接接收收过过程中通常都要产生极化损失。程中通常都要产生极化损失。

11、第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识1.5极化损失极化损失当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程中通常都要产生极化损失，例如：当用圆极化天线接接收过程中通常都要产生极化损失，例如：当用圆极化天线接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，都要收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，都要产生分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量；产生分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量；当当接接收收天天线线的的极极化化方方向向

12、（例例如如水水平平或或右右旋旋圆圆极极化化）与与来来波波的的极极化化方方向向（相相应应为为垂垂直直或或左左旋旋圆圆极极化化）完完全全正正交交时时，接接收收天天线线也也就就完完全全接接收收不不到到来来波波的的能能量量，这这时时称称来来波波与与接接收收天天线线极极化是隔离的。化是隔离的。第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识1 1.6 (.6 (极化极化)隔离隔离隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例1000mW(即即1W)1mW在这种情

13、况下的隔离为在这种情况下的隔离为10log(1000mW/1mW)=30dB第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识l l第一节第一节第一节第一节无线电波的基本知识无线电波的基本知识无线电波的基本知识无线电波的基本知识l第二节第二节超短波的基本知识超短波的基本知识第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识2 2 超短波的传播超短波的传播无无线线电电波波的的波波长长不不同同，传传播播特特点点也也不不完完全全相相同同。目目

14、前前GSMGSM和和CDMACDMA移移动动通通信信使使用用的的频频段段都都属属于于UHFUHF（特特高高频频）超短波段，其高端属于微波。超短波段，其高端属于微波。2.1 2.1 超短波和微波的视距传播超短波和微波的视距传播 超超短短波波和和微微波波的的频频率率很很高高，波波长长较较短短，它它的的地地面面波波衰衰减减很很快快。因因此此也也不不能能依依靠靠地地面面波波作作较较远远距距离离的的传传播播，它主要是由空间波来传播的。它主要是由空间波来传播的。第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识直直视视距距离离

15、和和发发射射天天线线以以及及接接收收天天线线的的高高度度有有关关系系，并并受受到到地地球球曲曲率率半半径径的的影影响响。由简单的几何关系式可知由简单的几何关系式可知 AB3.57(HT1/21/2+HR1/2 1/2)(公里公里)BARTRRO接收天线高HR发射天线高HT第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识2.2 2.2 电波的多径传播电波的多径传播电电波波除除了了直直接接传传播播外外，遇遇到到障障碍碍物物，例例如如，山山丘丘、森森林林、地地面面或或楼楼房房等等高高大大建建筑筑物物，还还会会产产生生反

16、反射射。因因此此，到到达达接接收收天天线线的的超超短短波波不不仅仅有有直直射射波波，还还有有反反射射波波，这这种种现象就叫多径传输。现象就叫多径传输。由由于于多多途途径径传传播播使使得得信信号号场场强强分分布布相相当当复复杂杂，波波动动很很大大；也也由由于于多多径径传传输输的的影影响响，会会使使电电波波的的极极化化方方向向发发生生变变化化，因因此此，有有的的地地方方信信号号场场强强增增强强，有有的的地地方方信信号号场场强强减减弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识 多径传播与反射多径传播与反射第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识用分集接收改善信号电平用分集接收改善信号电平第一章第一章第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识2.2.电波的