天线基础知识介绍

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.天线基础知识介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage2课程内容Training.huawei.com第一章无线电波知识第二章天线的知识介绍第三章射频基础知识第四章数字电子地图HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage3电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场电磁波的传播无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，为垂直极化波如果电波的电场方向与地面平行，为水平极化波HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage4电磁波的极化无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage5把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…...收集无线电波并产生电信号Blahblahblahblah天线定义HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage6天线的位置和作用8防雷保护器主馈线（7/8“）5馈线卡6走线架4接地装置3接头密封件绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带1天线调节支架GSM/CDMA板状天线抱杆（50~114mm）2室外馈线9室内超柔馈线7馈线过线窗基站主设备基站天馈系统示意图HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage7天线的工作原理当导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关；如果导线位置由于两导线的距离很近，且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱；如果将两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强；当导线的长度远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱；当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射；通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子；两臂长度均为1/4波长的振子叫做对称半波振子。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage8移动天线的工作原理单元振子馈电网络馈电网络天线接头天线接头单元振子馈电网络定向天线全向天线HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage9按照辐射方向划分图：定向方向图：全向天线天线的分类（一）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage10按照外型划分板状天线帽形天线鞭状天线抛物面天线天线的分类（二）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage11全向天线单极化定向天线双极化定向天线按照极化方式划分天线的分类（三）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage12天线的分类（三）垂直极化水平极化+45度倾斜的极化-45度倾斜的极化HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage13天线的分类（三）双极化天线：两个天线为一个整体，传输两个独立的波。V/H(垂直/水平)倾斜(+/-45°)HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage14天线的主要电气指标HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage15对称半波振子方向图顶视侧视定向天线方向图全向天线方向图天线方向图HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage16dBi与dBd2.15dB天线的增益HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage17波束宽度、前后抑制比、零点填充、上副瓣抑制天线的其他主要电气指标HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage18波束宽度120°(eg)峰值-10dB点-10dB点60°(eg)峰值-3dB点-3dB点15°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB32°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB俯仰面即垂直面方向图3dB波束宽度方位即水平面方向图10dB波束宽度HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage19前后抑制比方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。前向功率后向功率以dB表示的前后比=10log典型值为25dB左右目的是有一个尽可能小的反向功率(前向功率)(反向功率)HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage20上副瓣抑制方向图旁瓣显示上旁瓣抑制下旁瓣抑制HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage21天线的主要电气指标天线波束的下倾为使波束指向朝向地面无下倾电下倾机械下倾HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage22天线的主要电气指标天线波束下倾的演示HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage23天线的主要电气指标机械下倾电下倾HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage24天线的主要电气指标下倾方法的比较10°电下倾10°机械下倾6°电下倾+4°机械下倾HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage25天线驻波比9.5W80ohms50ohms朝前:10W返回:0.5W天线的主要电气指标HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage26f1f2f3f4f2-f1f3-f2f4-f3f3-f1f4-f2f4-f1三阶互调判定方法天线的主要电气指标无源互调的原因存在磁性物质连接处不紧密不同材料的金属的接触相同材料的接触表面不光滑HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage27天线的主要电气指标4、关于三阶互调指标互调的定义互调是指非线性射频线路中，两个或多个频率混合后所产生的噪音信号。互调产生的本来并不存在“错误”信号，此信号会被系统误认为是真实的信号。互调可由有源元件（无线电设备、二极管）或无源元件（电缆、接头、天线、滤波器）引起。具有两个载波信号的互调失真频率实例频率A及B上的载波，产生如下互调信号：1阶：A，B2阶：（A+B），（A-B）3阶：（2A±B），（2B±A）4阶：（3A±B），（3B±A），（2A±2B）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage28天线的主要电气指标互调失真如何影响系统的性能？较高功率的发射信号通常会混合产生互调信号，最后进入接收波段。而基站天线接收的信号通常功率较低。如果互调信号与实际的接收信号具有相近或较高的功率，系统会误把互调信号视为真实信号。互调失真如何影响系统的性能？在系统将互调信号视为真实的接收信号的情况下，将带来如下问题：信号丢失、虚假信道繁忙、语音质量下降、系统容量受限这意味着：销售利润减少虽然大部分移动用户可以容忍语音质量下降，但信号丢失及信道繁忙常常都会令用户不满。互调是如何产生的？构件材料：因为磁滞的关系，铁质材料是属非线性的材料不纯、电镀问题、接触区域/电流密度、触点压力HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage29天线的主要机械指标天线输入接口天线尺寸天线重量风载荷工作温度湿度要求雷电防护三防能力HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage30Tx/Rx333333333333333Tx/Rx1.360.510100.5等功率分配不等功率分配双向放大器双向放大器双向放大器图3.1：同轴式分布式天线系统功分器功分器功分器功分器功分器功分器功分器功分器功分器功分器功分器耦合器耦合器耦合器同轴式分布式天线系统HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage31光端主机TRx图3.3：光纤式分布天线系统功分器覆盖光端机功分器覆盖光端机功分器覆盖光端机应用于一些覆盖范围较大，传输距离较远的情况光纤馈电式分布式天线系统HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage32智能天线系统HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage33两种算法切换多波束自适应波束智能天线HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage34思考题天线按信号辐射方向划分，可以分为哪几类？按外形划分，又可分为哪几类？天线的主要电气指标有哪些？天线的主要机械指标有哪些？分布式系统主要有哪几种？HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage35天线的选型根据基站覆盖类型大致分为：（一）话务量高密集市区（二）县城及城镇地区（三）乡镇地区（四）在铁路或公路沿线及乡镇HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage36天线的选型（一）话务量高密集市区根据天线高度、基站距离，可由下式计算出天线倾角公式：＝arcｔｇ（h/r）＋ß/2（式中为波束倾角，ｈ为天线高度，ｒ为覆盖距离，ß为垂直半功率角）（1）对话务量高密集区，基站间距离300-500米，计算得出大约在10°～19°之间。采用内置电下倾9°的+45°双极化水平半功率瓣宽65°定向天线。再加上机械可变15°的倾角，可以保证方向图水平半功率宽度在主瓣下倾10°～19°内无变化。经使用证明完全可满足对高密集市区覆盖且不干扰的要求。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage37天线的选型（2）对话务量中密集区，基站间距离大于500米，大约在6°～16°之间可选择+45°双极化，内置电下倾6°的水平半功率瓣宽65°定向天线，可以保证主瓣在下倾的6°～16°内水平半功率宽度无变化。可满足对中密话区覆盖且不干扰的要求。（3）对话务量低密集区，基站间距离可能更大一些，大约在3°～13°之间。可选择+45°双极化，内置电下倾3°的水平半功率瓣宽65°定向天线，可保证主瓣在下倾的3°～13°内水平半功率宽度无变化，可满足对低密话区覆盖且不干扰的要求。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage38天线的选型（二）在县城及城镇地区话务量不大，主要考虑覆盖大的要求，基站间距很大，可以选用单极化，空间分集，增益较高的（17dB）65°定向天线（三扇区）、或17dB90°定向天线(双扇区，如下图)。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfide