天线原理及应用培训.pptx

1、天天线技技术培培训京信通信京信通信天天馈事事业部部2011 1年年0 06月月内容纲要内容纲要内容纲要内容纲要天线原理及重要参数介绍移动通信中天线的选用基本原则智能天线原理及应用1.2.3.天馈系统简介天线天线防雷保护器防雷保护器主馈线（主馈线（7/87/8“）馈线卡馈线卡接地装置接地装置接头密封件接头密封件绝缘密封胶带，绝缘密封胶带，PVCPVC绝缘胶带绝缘胶带天线调节支架天线调节支架抱杆抱杆室外馈线室外馈线室内超柔馈线室内超柔馈线馈线过线窗馈线过线窗基站主设备基站主设备天天线线功功能能能量转化能量转化空间电磁波定向辐射（接收）定向辐射（接收）电缆内高频电流电缆内高频电流无线电设备效率要求效

2、率要求-追追求高效率求高效率方向图要求方向图要求-满足特定空间分布要求满足特定空间分布要求天线原理及重要参数介绍天线的定义：天线的定义：天线的定义：天线的定义：能够有效地向空间能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效某特定方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。的装置。天天天天线线线线的的的的辐辐辐辐射射射射原原原原理理理理天线原理及重要参数介绍1/4 1/4 波长波长1/4 1/4 波长波长1/2 1/2 波长波长半波振子半波振子水平面水平面垂直面垂直面天线基本辐射单元天线基本辐射单元半波对称振子半波对称振子天线原理及重要参数介绍定向

3、定向全向全向天线天线（俯视图）俯视图）反射板反射板天线的全向与定向辐射天线的全向与定向辐射天线原理及重要参数介绍同一款基站天线有多种设计方案来同一款基站天线有多种设计方案来实现。设计方案涉及到天线的以下实现。设计方案涉及到天线的以下四部分：四部分：1 1、辐射单元（振子）、辐射单元（振子）2 2、反射板（底板）、反射板（底板）3 3、功率分配网络（馈电网络）、功率分配网络（馈电网络）4 4、封装防护（天线罩）、封装防护（天线罩）反射板振子馈电网络天线内部结构天线内部结构半波振子天线原理及重要参数介绍天线辐射方向图天线辐射方向图根据根据天线在各个方向上的辐射强度，所绘制的立体图形，天线在各个方向

4、上的辐射强度，所绘制的立体图形，用于表示天线在各方向上的能量分布。用于表示天线在各方向上的能量分布。单振子单振子多振子多振子天线原理及重要参数介绍方向图：方向图：由三维辐射立体图转化成的二维平面图形，包由三维辐射立体图转化成的二维平面图形，包括水平面方向图及垂直面方向图。括水平面方向图及垂直面方向图。水水平平面面垂垂直直面面天线原理及重要参数介绍远场测量微波暗室及其系统远场测量微波暗室及其系统4040米米2020米米 2020米米 ；128128探头近场测量微波暗室及其系统探头近场测量微波暗室及其系统天线辐射性能测试天线辐射性能测试天线原理及重要参数介绍辐射参数:主瓣；副瓣；半功率波束宽度；前

5、后比；交叉极化鉴别率；增益；上旁瓣抑制；下零点填充；波束下倾角；天线原理及重要参数介绍垂直方式垂直方式水平方式水平方式+45+45斜角斜角-45-45斜角斜角无线电波振动的平面称为它的极化面天线原理及重要参数介绍极化V/H(V/H(垂直垂直/水平水平)斜角斜角(+/-45)(+/-45)根据波的传输原理，不同极化的信号在同一通路中传输互相不受影响。根据波的传输原理，不同极化的信号在同一通路中传输互相不受影响。天线原理及重要参数介绍极化水平面波束宽度水平面波束宽度水平面波束宽度水平面波束宽度10dB波瓣宽度120(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB60(eg)峰值峰值-3dB峰值-3dB3d

6、B波瓣宽度定义：定义：定义：定义：在水平面方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降在水平面方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降在水平面方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降在水平面方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降3dB3dB3dB3dB的两个方向的夹角。的两个方向的夹角。的两个方向的夹角。的两个方向的夹角。天线原理及重要参数介绍波束宽度定义：定义：定义：定义：在垂直方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降在垂直方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降在垂直方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降在垂直方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降3dB3

7、dB3dB3dB的两个方向的夹角。的两个方向的夹角。的两个方向的夹角。的两个方向的夹角。15(eg)峰值峰值-3dB峰值-3dB32(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB垂直面波束宽度垂直面波束宽度垂直面波束宽度垂直面波束宽度天线原理及重要参数介绍波束宽度天线原理及重要参数介绍波束宽度定义：定义：定义：定义：通过电子调节的通过电子调节的通过电子调节的通过电子调节的方式优化下倾角。方式优化下倾角。方式优化下倾角。方式优化下倾角。天线原理及重要参数介绍电下倾角天线天线天线天线波束与覆盖区匹配程度的重要指标波束与覆盖区匹配程度的重要指标波束与覆盖区匹配程度的重要指标波束与覆盖区匹配程度的重要指标

8、下倾角精度决定了天线波束是否指向了距离向目标区。行标规定下倾角精度决定了天线波束是否指向了距离向目标区。行标规定下倾角精度决定了天线波束是否指向了距离向目标区。行标规定下倾角精度决定了天线波束是否指向了距离向目标区。行标规定 1.51.51.51.5，从实际网络应用的经验看，这已是最低门槛。打造，从实际网络应用的经验看，这已是最低门槛。打造，从实际网络应用的经验看，这已是最低门槛。打造，从实际网络应用的经验看，这已是最低门槛。打造 精品网络，可提高到精品网络，可提高到精品网络，可提高到精品网络，可提高到 1111。天线原理及重要参数介绍电下倾角后向功率前向功率前后比(dB)=10log，典型值

9、约为25dB前后比值越大越好，过低前后比意味着后旁瓣对相邻天线主瓣会有影响，也就是有可能产生越区覆盖，导致切换关系混乱，产生掉话！前向功率后向功率定义：定义：定义：定义：是指天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比。是指天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比。是指天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比。是指天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比。天线原理及重要参数介绍前后比全向辐射器在各个方向上的辐射能量相等单一偶极子的“汽车轮胎”形辐射图2.15dB偶极子比全向辐射器的增益高2.15dB天线相对于偶极子的增益用“dBd”表示天线相对于全向辐射器的增益用“dBi”表示如:0dBd=2.15dBi天线天线

10、理想辐射单元理想辐射单元P1P1P2P2G=10log(P1/P2)G=10log(P1/P2)P0P0定义：定义：定义：定义：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之比。间同一点处所产生的信号的功率之比。间同一点处所产生的信号的功率之比。间同一点处所产生的信号的功率之比。天线原理及重要参数介绍增益天线增益的几个要点：天线增益的几个要点：天线是无源器件，天线是无源器件，不能产生能量不能产生能量。天线

11、。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方特定方 向向辐射或接受电磁波的能力。辐射或接受电磁波的能力。天线的增益由振子叠加而产生。天线的增益由振子叠加而产生。增益越高，天线长度越长。增益增加增益越高，天线长度越长。增益增加3dB3dB，体，体 积增大一倍。积增大一倍。天线增益越高，方向性越好，能量越集中，天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣波瓣越窄。越窄。天线原理及重要参数介绍增益定义：定义：定义：定义：对一个以一给定极化发射的无线电波而言，在接收点接收到对一个以一给定极化发射的无线电波而言，在接收点接收到对一个以一给定极化发射的无线电波而言，在接收点接收到对一个以

12、一给定极化发射的无线电波而言，在接收点接收到的预期极化的功率与接收到的正交极化的功率之比。的预期极化的功率与接收到的正交极化的功率之比。的预期极化的功率与接收到的正交极化的功率之比。的预期极化的功率与接收到的正交极化的功率之比。天线原理及重要参数介绍交叉极化比分集分集分集分集效果优劣的指标效果优劣的指标效果优劣的指标效果优劣的指标为了获得良好的上行分集增益，要求双极化天线应该具有良好的正交为了获得良好的上行分集增益，要求双极化天线应该具有良好的正交为了获得良好的上行分集增益，要求双极化天线应该具有良好的正交为了获得良好的上行分集增益，要求双极化天线应该具有良好的正交极化特性，才可以认为两个极化

13、接收到的信号互不相关。极化特性，才可以认为两个极化接收到的信号互不相关。极化特性，才可以认为两个极化接收到的信号互不相关。极化特性，才可以认为两个极化接收到的信号互不相关。天线原理及重要参数介绍交叉极化比定义：定义：定义：定义：降低旁瓣电平的降低旁瓣电平的降低旁瓣电平的降低旁瓣电平的任何方法、操作或调节。任何方法、操作或调节。任何方法、操作或调节。任何方法、操作或调节。天线原理及重要参数介绍旁瓣抑制定义：定义：定义：定义：为了使天线的辐为了使天线的辐为了使天线的辐为了使天线的辐射电平更加均匀，在天线的射电平更加均匀，在天线的射电平更加均匀，在天线的射电平更加均匀，在天线的垂直平面内，下副瓣第一

14、零垂直平面内，下副瓣第一零垂直平面内，下副瓣第一零垂直平面内，下副瓣第一零点采用赋形波束加以设计加点采用赋形波束加以设计加点采用赋形波束加以设计加点采用赋形波束加以设计加以填充。以填充。以填充。以填充。天线原理及重要参数介绍旁瓣抑制零点填充：零点填充：零点填充：零点填充：改善覆盖盲区的辅助指标改善覆盖盲区的辅助指标改善覆盖盲区的辅助指标改善覆盖盲区的辅助指标在天线设计时，对下零点进行适当填充，就可能减少掉话率。但零点在天线设计时，对下零点进行适当填充，就可能减少掉话率。但零点在天线设计时，对下零点进行适当填充，就可能减少掉话率。但零点在天线设计时，对下零点进行适当填充，就可能减少掉话率。但零点

15、填充要适可而止，当对零点填充要求较高时，增益损失较大，得不偿填充要适可而止，当对零点填充要求较高时，增益损失较大，得不偿填充要适可而止，当对零点填充要求较高时，增益损失较大，得不偿填充要适可而止，当对零点填充要求较高时，增益损失较大，得不偿失。对于低增益天线，由于波瓣较宽，应用时通常下倾角较大，下旁失。对于低增益天线，由于波瓣较宽，应用时通常下倾角较大，下旁失。对于低增益天线，由于波瓣较宽，应用时通常下倾角较大，下旁失。对于低增益天线，由于波瓣较宽，应用时通常下倾角较大，下旁瓣不参与覆盖，不需要进行零点填充。瓣不参与覆盖，不需要进行零点填充。瓣不参与覆盖，不需要进行零点填充。瓣不参与覆盖，不需

16、要进行零点填充。天线原理及重要参数介绍旁瓣抑制定义：定义：定义：定义：为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。当天线端口没当天线端口没当天线端口没当天线端口没有反射时，就是理想匹配，驻波比为有反射时，就是理想匹配，驻波比为有反射时，就是理想匹配，驻波比为有反射时，就是理想匹配，驻波比为1 1 1 1；当天线端口全反射时，驻波比；当天线端口全反射时，驻波比；当天线端口全反射时，驻波比；当天线端口全反射时，驻波比为无穷大。为无穷大。为无穷大。为无穷大。天线原理及重要参数介绍驻波比定义：定义：定义：定义：某一极化接收到的另一极化信号的比例。某一极化接收到的另一极化信号的比例。某一极化接收到的另一极化信号的比例。某一极化接收到的另一极化信号的比例。10001000mW(mW(即即 1 1W)W)1 1mWmW该例子中，隔离度为：该例子中，隔离度为：10log(1000mW/1mW)=30dB10log(1000mW/1mW)=30dB如果有过多的信号从一个通路如果有过多的信号