搜索
将传输线中的高频电磁能转为自由空间的电磁波将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。同一副天线既可以辐射又可以接收无线电波天线的作用天线的类型天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等各种情况下使用。对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类：通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类：短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，鞭状天线、平板天线、帽形天线等按极化方式来分：垂直极化天线也叫单极化天线、交叉极化天线也叫双极化天线，上述两种极化方式都为线极化方式，还有圆极化和椭圆极化天线导线载有交变电流时，可以形成电磁波的辐射，如果将两导线张开，由于两导线的电流方向相同，当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流增加，因而就能形成较强的辐射。天线辐射电磁波的基本原理同轴线变化为天线极化方式移动通信天线的极化方式有单极化天线、双极化天线两种，其本质都是线极化方式，双极化天线利用极化分集来减少移动通信系统中多径衰落的影响，提高基站接收信号质量的，通常有0°/90°、±45°两种对于GSM频段水平极化波的传播效果不如垂直极化，因此目前很少采用0°/90°的交叉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°)双极化天线两个单极化天线安装在一起组成一付双极化天线，注意，双极化天线有两个接头，双极化天线辐射（或接收）两个极化在空间相互正交（垂直）的波垂直极化水平极化+45度倾斜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-45度倾斜的极化天线的极化极化方式的对比(1)垂直单极化天线与双极化天线：从发射的角度来看，由于垂直于地面的手机更容易与垂直极化信号匹配，因此垂直单极化天线会比其他非垂直极化天线的覆盖效果要好一些，特别是在开阔的山区和平原农村就更明显。实验证明在开阔地区的山区或平原农村，这种天线的覆盖效果比双极化±45°天线更好，但在市区由于建筑物林立，建筑物内外的金属体很容易使极化发生旋转，因此无论是单极化还是±45°双极化天线在覆盖能力上没有多大区别极化方式的对比(2)从接收的角度来看，由于单极化天线要用两根天线才能实现分集接收，而双极化天线只要一根就可以实现分集接收，因此单极化天线需要更多的安装空间，且在以后的维护工作方面要比双极化天线要大，至于空间分集与极化分集增益差别不大，一般空间分集增益在3.5dB左右。从天线尺寸方面来说由于双极化天线中不同极化方向的振子即使交叠在一起也可保证有足够的隔离度，因此双极化天线的尺寸不会比单极化天线更大天线方向图天线方向图是空间立体图形，但是通常用两个互相垂直的主平面內的方向图来表示，称为平面方向图；一般叫作垂直方向图和水平方向图水平方向图有全向天线与定向天线之分，而定向天线的水平方向图的形状也有很多种，如心型、8字形等天线具有方向性本质上是通过振子的排列以及各振子馈电相位的变化来获得的，在原理上与光的干涉效应十分相似。因此会在某些方向上能量得到增强，而某些方向上能量被减弱，即形成一个个波瓣或波束和零点。能量最强的波瓣叫主瓣，上下次强的波瓣叫第一旁瓣，依次类推。对于定向天线，还存在后瓣。全向天线方向图全向天线方向图在振子的轴线方向上辐射为零，最大辐射方向在水平面上在水平面上各个方向上的辐射一样大定向天线的水平及垂直方向图顶视侧视方向图在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把“面包圈”压成扁平的一个单一的对称振子具有“面包圈”形的方向图方向图旁瓣显示上旁瓣抑制下旁瓣抑制在“扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。这里,“扇形覆盖天线”与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/1mW)=9dBd“扇形覆盖天线”将在接收机中有8mW功率“全向阵”例如在接收机中为4mW功率(顶视)天线形成定向辐射的原理反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线前后抑制比方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。前后比大，天线定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为１，所以对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。一般天线的前后比在18~45dB之间，对于密集市区要积极采用前后比抑制大的天线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)传输线连接天线和发射（或接收）机输出（或输入）端的导线称为传输线或馈线。传输线的主要任务是有效地传输信号能量。因此它应能将天线接收的信号以最小的损耗传送到接收机输入端，或将发射机发出的信号以最小的损耗传送到发射天线的输入端，同时它本身不应拾取或产生杂散干扰信号。这样，就要求传输线必须屏蔽或平衡。当传输线的几何长度等于或大于所传送信号的波长时就叫做长传输线，简称长线。传输线的种类超短波段的传输线一般有两种：平行双线传输线和同轴电缆传输线；微波波段的传输线有同轴电缆传输线、波导和微带。平行双线传输线由两根平行的导线组成，它是对称式或平衡式的传输线，这种馈线损耗大，不能用于UHF频段。同轴电缆传输线的两根导线分别为芯线和屏蔽铜网，因铜网接地，两根导体对地不对称，因此叫做不对称式或不平衡式传输线。同轴电缆工作频率范围宽，损耗小，对静电耦合有一定的屏蔽作用，但对磁场的干扰却无能为力。使用时切忌与有强电流的线路并行走向，也不能靠近低频信号线路。零点填充和上副瓣抑制旁瓣抑制与零点填充（ElevationUpperSidelobes&NullFill）基站的服务对象是地面上的移动电话用户，指向天空的辐射是毫无意义的。低上部旁瓣波形来自邻近蜂窝单元的干扰信号蜂窝单元内的手提电话信号低上旁瓣能减少干扰下旁瓣零值填充减小塔下黑零点填充和上副瓣抑制下倾Downtilt天线下倾是常用的一种增强主服务区信号电平，减小对其他小区干扰的一种重要手段。通常天线的下倾方式有机械下倾、电子下倾两种方式。机械下倾是通过调节天线支架将天线压低到相应位置来设置下倾角，而电子下倾是通过改变天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线的垂直方向图下倾。在采用电子下倾角的同时可以结合机械下倾一起进行。电子下倾天线一般倾角固定，最新的技术是倾角可调的电子下倾天线，通常称作电调天线•波束下倾用于–控制覆盖–减小交调天线的下倾无下倾10度电下倾10度机械下倾6度电下倾+4度机械下倾电下倾的产生无下倾时在馈电网络中路径长度相等有下倾时在馈电网络中路径长度不相等移相器机械下倾与电下倾的比较天线波束下倾通常采用下列三种方法及其组合：机械下倾、预置电下倾、可调电下倾（电调天线）。预置电下倾天线与电调天线原理基本相似，只是其预置倾角是固定不能调整的（可同时结合机械下倾）。成本上电调天线最高，预置电下倾天线次之，机械下倾天线最低。不同的下倾方式对后瓣的不同影响电调下倾与机械下倾在对后瓣的影响方面也不同，电调下倾会使得后瓣的影响得到进一步的控制，而机械下倾可能会使后瓣的影响扩大。机械下倾较大时，该天线辐射信号会通过后瓣传播到背面方向的高层建筑物内，从而导致额外的干扰机械下倾与电下倾的比较基站天馈系统基站天馈系统示意图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1天线调节支架用于调整天线的俯仰角度，范围为：0°~15°；2室外跳线用于天线与7/8〞主馈线之间的连接。常用的跳线采用1/2〞馈线，长度一般为3米。3接头密封件用于室外跳线两端接头（与天线和主馈线相接）的密封。常用的材料有绝缘防水胶带（3M2228）和PVC（绝缘胶带3M33+）。4接地装置（7/8〞馈线接地件）主要是用来防雷和泄流，安装时与主馈线的外导体直接连接在一起。一般每根馈线装三套，分别装在馈线的上、中、下部位，接地点方向必须顺着电流方向。GSM/CDMA基站天馈系统GSM/CDMA基站天馈系统57/8〞馈线卡子用于固定主馈线，在垂直方向，每间隔1.5米装一个，水平方向每间隔1米安装一个（在室内的主馈线部分，不需要安装卡子，一般用尼龙白扎带捆扎固定）。常用的7/8〞卡子有两种；双联和三联。7/8〞双联卡子可固定两根馈线；三联卡子可固定三根馈线。6走线架用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。7馈线过窗器主要用来穿过各类线缆，并可用来防止雨水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。8防雷保护器（避雷器）主要用来防雷和泄流，装在主馈线与室内超柔跳线之间，其接地线穿过过线窗引出室外，与塔体相连或直接接入地网。GSM/CDMA基站天馈系统9室内超柔跳线用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之间的连接，常用的跳线采用1/2〞超柔馈线，长度一般为2~3米。由于各公司基站主设备的接口及接口位置有所不同，因此室内超柔跳线与主设备连接的接头规格亦有所不同，常用的接头有7/16DIN型、有N型。有直头、亦有弯头。10尼龙黑扎带主要有两个作用：（1）安装主馈线时，临时捆扎固定主馈线，待馈线卡子装好后，再将尼龙扎带剪断去掉。（2）在主馈线的拐弯处，由于不便使用馈线卡子，故用尼龙扎带固定。室外跳线亦用尼龙黑扎带捆扎固定。11尼龙白扎带用于捆扎固定室内部分的主馈线及室内超柔跳线。分集接收所谓分集接收是指在接收机的输入端提供两个或多个的输入信号，经处理合成后得到所需的信号。由于这些输入信号的衰落现象是非相干的，因此，分集接收技术可以改善系统的性能、克服衰落而不需要增大发射功率和带宽。采用天线位于不同场址位置上的宏观分集可以克服长期衰落，而采用天线位于相同场址位置上的微观分集可以克服短期衰落。分集接收有以下几种方式：时间分集、频率分集、空间分集、方向图分集、极化分集极化方式的选择原则（1）垂直单极化天线与双极化天线的比较：从发射的角度来看，由于垂直于地面的手机更容易与垂直极化信号匹配，因此垂直单极化天线会比其他非垂直极化天线的覆盖效果要好一些。特别是在开阔的山区和平原农村就更明显。实验证明，在开阔地区的山区或平原农村，垂直极化天线的覆盖效果比双极化（±45°）天线更好。但在城区由于建筑物林立，电磁波经过建筑物表面的多次反射、建筑物内外的金属体和金属氧化膜玻璃都很容易使极化发生旋转，因此无论是垂直极化还是±45°极化天线在覆盖能力上没有多大区别。极化方式的选择原则（2）从接收的角度来看，由于垂直极化天线要用两根天线才能实现分集接收，而双极化天线只要一根就可以实现分集接收，因此单极化天线需要更多的安装空间，且在以后的维护工作方面要比双极化天线要大。另外空间分集与极化分集增益差别不大。从天线尺寸方面来说由于双极化天线中不同极化方向的振子即使交叠在一起也可保证有足够的隔离度，因此双极化天线的尺寸不会比单极化天线更大。建议：密集城区和普通城区覆盖优先选择±45°双极化天线；对与较繁华的郊区、较大的城镇也优先选择±45°双极化天线；一般郊区，农村和公路覆盖优先选择垂直极化天线。在进行网络优化、管理和维护时，若需要调整天线下倾角度，使用电调天线时整个系统不需要关机，这样就可利用远程控制单元，监测和控制天线倾角调整，保证天线下倾角度为最佳值。电调天线调整倾角的步进度数为0.1°，而机械天线调整倾角的步进度数为1°或以上。电调天线安装好后，在调整天线倾角时，维护人员不必爬到天线安放处，可以在地面调整天线下倾角度，还可以对高山上、边远地区的基站天线实行远程监控调整。而进行机械下倾角度调整时，要关闭该小区功放，不能在调整天线倾角的同时进行监测。机械天线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计