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1天线技术培训一、频率范围：天线的频率范围包括发射信号的频带和接收信号的频带。由于移动通信系统是一个全双工通信系统，基站和移动台都是由发信机（或发射机）和收信机（或接收机）组成，他同时工作在接收信号和发射信号两种状态，天线发射信号所占用的通道称为下行链路（GSM900：935―960MHz、GSM1800：1805―1880MHz），天线接收信号所占用的通道为上行链路（GSM900：890―915MHz、GSM1800：1710―1785MHz），两者之间有保护性的频率间隔，以避免相互之间的干扰。在天线的整个频段内无论上行链路还是下行链路都包括两个无线信道，一个是是流量信道，它传递我们的通信内容，另一个是控制信道它传递控制信息也称为信令信道，此信道主要用于传输系统的控制信息和指令（1、系统接入控制功能：包括接入控制、拥塞控制、系统信息广播、无线信道加密和解密。2、移动性功能：越区切换、重定位。3、无线资源管理与控制：无线资源配置和操作、功率控制、无线信道编码与解码、随即接入检测与处理等）。信道在FDMA系统中通常指频率，在TDMA系统中指时隙，在CDMA系统中指扩频码。在混合系统中是这几个概念的混合。例如在TDMA系统中用了同一个频率但不同时隙的信道则我们可以认为它使用了两个信道。二、极化方式：移动通信系统所使用的天线主要有三种：全向天线、定向单极化天线、定向±45°双极化天线。极化是指电磁场的矢量方向，由振子的摆放位置不同而产生不同的极化方式。当振子（极向天线）垂直摆放时称为垂直极化，主要用于移动通信系统。当振子（极向天线）水平摆放时，称为水平极化，主要用于广播系统。当振子（极向天线）顷斜45°摆放时，称为交叉极化，主要用于数字网络系统。三、增益G：增益实际上描述了天线向外辐射电磁波的能力，在相同的输入功率下由于增益的不同其天线向外辐射电磁波的功率是不同的。增益越大天线向外辐射电磁波的功率也越大，在实际的通信系统中这一参数将直接影响到基站的覆盖范围和通信距离。实际上增益是一个实际的参数通过实际测量或理论计算来获得。通过比较待测天线和一个已知起增益的参考天线在相同输入功率下所辐射的最大功率密度就能测出天线的增益，其计算公式为：G=P待测天线G参考天线/P参考天线在测量天线的增益时应满足下列的测量条件：1、天线与发射天线具有相同的极化方式2、天线与被测天线之间最小的测量距离L为10λ，并满足：L=2（L1+L2）2/λL：发射天线与被测天线距离mL1：发射天线最大尺寸mL2.：被测天线最大尺寸m2λ：测试频率波长m3、被测天线应安装于场强基本均匀的区域内，如果电场变化超过1.5dB则认为实验场是不可用的。4、测量用的信号发生器、接收机等测量设备和仪表有良好的稳定性、可靠性、动态范围和测量精度，以保证测量数据的正确性。通过定向性D也可以计算出增益G：G=kDk（0≤k≤1）k指辐射效率因子，描述了天线在辐射电磁波时的功率损耗情况，当天线除了辐射之外不存在损耗时k=1，此时天线对于各项同性源的增益就等于其定向性，但在通常情况下天线有一定的欧姆损耗所以辐射效率因子是一个大于零小于1的值，例如当辐射效率因子为0.5时意味着这条天线只有一半的输入功率被天线辐射，而另一半在天线上耗散成热量，所以很多设计良好的天线其k值接近于1。定向性D是指天线在远场区的某一球面上最大辐射功率与其平均值之比，是一个大于等于1的无量纲比值。定向性D实际上用来描述天线所发射的电磁波波束的范围大小，波束范围愈小则定向性愈高。或者说是定量描述一个天线方向性的指标，这个方向性是与一个假想的全向天线相比校的，该全向天线的辐射功率与所讨论的天线相等。与全向天线相比，定向天线的高增益主要来自底盘等金属面板的反射。无线通信系统要求天线具有窄的主瓣宽度、高增益和低的旁瓣电平。提高天线的定向性可以同时满足上述的三个要求。四、半功率波瓣宽度：Ø2：垂直面的半功率波束宽度Ø1：水平面的半功率波束宽度3通过两个平面的半功率波束宽度可以近似的计算出天线的定向性D，其计算公式为：D=40000/Ø1Ø2Ø1:水平面的半功率波束宽度Ø2:垂直平面的半功率波束宽度五、驻波比(VSWR)：当天线与发射机失配时，发射的信号经过天线后会有信号波返回，称为驻波。当我们要求驻波比（VSWR）＜1.5时，也就是对应的要求发射功率损耗小于4%，用增益表示即为14dB。六、隔离度(Isolation)：多端口天线的一个端口上的入射功率与该入射功率在其他端口上可得到的功率之比。测量时将将射频功率送到双极化天线的一个端口，用匹配的检波器检测另一端口的接收功率，所测的功率电平植即为所测天线在该频点的隔离度。天线隔离度应为工作频带内各频点隔离度中的最差值。七、三阶无源互调（IM）：也称为交调，他是指当两个或多个频率信号经过天线时，由于天线的非线性而引起的与原信号有和差关系的射频信号。若设f1、f2为不同频率的经过天线的两个信号，则交调产物f3=2f1－f2或f3=2f2－f1，应当注意，交调产物f3的频率应当落在天线的工作频带内。在实际测量时，输送到被测天线上的射频信号f1、f2的功率应各为20W。在天线的非线性区域，信号会失真并产生谐波，其谐波成分主要包括三阶互调产物和五阶互调产物，三阶互调产物功率的增加要比原始信号功率的增加快3倍，同样，五阶互调产物的功率增加要快5倍。在移动通信系统中互调产物根据来源主要有两类；发射IM和移动台产生的IM。这两类互调产物产生的原因并不相同，前者是由于数个载波频率通过同一个功率放大器所产生的，后者则是由于移动台接受机前端激励级的非线性效应引起的。在实际的通信系统中由于各种因素的影响导致三阶互调产物成为影响通信质量的主要因素之一，他也被视为IM的主要成分。随着RF功率的增加三阶互调产物的功率将飞速增加并淹没正常通信信号从而导致掉话现象。