电磁波传播基本知识及天线原理课件

电磁波磁波传播基本知播基本知识及天及天线原理原理Stock Code:2342.HK京信通信 未来无限延伸一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识三、三、天天线主要性能参数主要性能参数二、天二、天线辐射原理射原理四、天四、天线分分类无无线电波的定波的定义一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识无无线电波是一种信号和能量的波是一种信号和能量的传播形式，在播形式，在传播播过程中，程中，电场和磁和磁场在空在空间中相互垂直，且都垂直于中相互垂直，且都垂直于传播方向。播方向。E、H、S满足右手螺旋足右手螺旋特例：特例：垂直的垂直的线极化极化随随时间变化化随空随空间变化化无无线电波的波的传播方向播方向一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识正交特性；正交特性；电生磁、磁生生磁、磁生电。无无线电波的波的波波长、频率与率与传播速度的播速度的关系关系 其中：波其中：波长 =C/f=C/f（式中，（式中，C C为光速，光速，f f为工作工作频率，率，为波波长。）。）一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识要点要点在相同的介在相同的介质中，不同中，不同频率下，天率下，天线的工作波的工作波长不同。不同。频率越高，率越高，波波长越短。越短。天天线的的电性能与性能与电长度（波度（波长）对应。物理。物理长度度则需要需要进行行换算。算。无无线电波的波的极化极化 无无线电波在空波在空间传播播时，其，其电场方向是按一定的方向是按一定的规律而律而变化的，化的，这种种现象称象称为无无线电波的极化。无波的极化。无线电波的极化是由波的极化是由电场矢量在空矢量在空间运运动的的轨迹确定的。如果迹确定的。如果电波的波的电场方向垂直于地面，我方向垂直于地面，我们就称它就称它为垂直极化波。垂直极化波。如果如果电波的波的电场方向与地面平行，方向与地面平行，则称称为水平极化波。水平极化波。一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识特例：特例：线极化极化 垂直的、水平的垂直的、水平的一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识圆极化极化 椭圆极化极化 线极化极化左旋、右旋；垂直、水平左旋、右旋；垂直、水平垂直方式垂直方式水平方式水平方式+45+45斜角斜角-45-45斜角斜角天天线极化：极化：是指是指电场矢量在空矢量在空间运运动的的轨迹。迹。一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识特例：特例：线极化极化 垂直的、水平的、偏斜的垂直的、水平的、偏斜的双极化天双极化天线：由两由两组正交的正交的辐射射单元元组成。成。一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识1、互、互补（完（完备不相关。正交不相关。正交/90度）度）（规划工作）划工作）2、相当（平衡工作。、相当（平衡工作。+45/-45）（胜任工作）任工作）3、高效（、高效（XPD。降低。降低损耗）耗）（专注工作）注工作）多径多径传播播:电波在波在传播播过程中，除直接程中，除直接传播外，遇到障碍物（例如，山丘、播外，遇到障碍物（例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物），森林、地面或楼房等高大建筑物），还会会产生反射和生反射和绕射。因此，到达接射。因此，到达接收天收天线的的电磁波，不磁波，不仅有直射波，有直射波，还有反射波，有反射波，绕射波、透射波，射波、透射波，这种种现象就叫多径象就叫多径传输。一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识由于多径传播使得信号场强分布复杂化，波动很大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变化（扭转），因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减弱，另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。为降低多径传输效应的影响，一般采用空空间分集或极化分集分集或极化分集来接收。极化扭转：l空空间分集：分集：单极化天极化天线 极化分集：双极化天极化分集：双极化天线接接收收信信号号强度度接接收收距距离离一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识绕射射传播播电波在波在传播途径上遇到障碍物播途径上遇到障碍物时，总会力会力图绕过障碍物，再向前障碍物，再向前传播。播。这种种现象叫象叫做做电波的波的绕射。射。信号信号质量受到影响的程度不量受到影响的程度不仅和接收天和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度有关，距建筑物的距离及建筑物的高度有关，还和和频率有关，率有关，频率越高，建筑物越高、越率越高，建筑物越高、越近，影响越大。相反，近，影响越大。相反，频率越低，建筑物率越低，建筑物越矮、越越矮、越远，影响越小。，影响越小。一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识因此，因此，选择基站基站场地以及架地以及架设天天线时，一定要考，一定要考虑到到绕射射传播可能播可能产生的生的各种不利影响。各种不利影响。（要点：近（要点：近处、水平、水平/垂直主波束垂直主波束+/-10dB+/-10dB内无遮内无遮挡）京信通信 未来无限延伸一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识三、三、天天线主要性能参数主要性能参数二、天二、天线辐射原理射原理四、天四、天线分分类天天馈系系统简介介 基基基基站站站站天天天天线线在在在在整整整整个个个个网网网网络络建建建建设设中中中中占占占占经经费费比比比比例例例例不不不不到到到到3%3%3%3%，但但但但它它它它对对网网网网络络性能的影响却超性能的影响却超性能的影响却超性能的影响却超过过60%60%60%60%。在在在在实实际际网网网网优优工工工工作作作作中中中中，通通通通过过天天天天线线的的的的选选择择与与与与调调整整整整是是是是简简单单但但但但收收收收效效效效最最最最大大大大的的的的方方方方法法法法。强化化天天线的的性性能能和和品品质起起着着四四两两拨千千斤斤的作用。的作用。天天线防雷保防雷保护器器主主馈线（7/87/8“）馈线卡卡接地装置接地装置接接头密封件密封件绝缘密封胶密封胶带，PVCPVC绝缘胶胶带天天线调节支架支架抱杆抱杆室外室外馈线室内超柔室内超柔馈线馈线过线窗窗基站主基站主设备二、天二、天线辐射原理射原理天天线的定的定义 能能够有效地向空有效地向空间某特定方向某特定方向辐射射电磁波或能磁波或能够有效地有效地接收空接收空间某特定方向来的某特定方向来的电磁波的装置。磁波的装置。二、天二、天线辐射原理射原理天天线功功能能能量能量转化化空间电磁波定向定向辐射（接收）射（接收）电缆内高内高频电流流无线电设备效率要求效率要求-追追求高效率求高效率方向方向图要求要求-满足特定空足特定空间分布要求分布要求进得去，得去，出得来。出得来。天天线线的的辐辐射射原原理理天天线的的辐射原理射原理二、天二、天线辐射原理射原理半波振子是天半波振子是天线的基本的基本辐射射单元，波元，波长越越长，天，天线半波振子越大。半波振子越大。天天线半波振子半波振子二、天二、天线辐射原理射原理1/4 1/4 波波长半波振子半波振子 （电长度）度）水平面水平面垂直面垂直面1/4 1/4 波波长1/2 1/2 波波长半波振子示例：半波振子示例：二、天二、天线辐射原理射原理天天线辐射方向射方向图用来表述天线在空间各个方向上所具有的发射和接收电磁波的能力。一般为三维辐射立体图。单个个辐射射单元元多多单元元阵列列二、天二、天线辐射原理射原理实际评判中是其判中是其转化成的二化成的二维平面平面图形，即水平形，即水平面方向面方向图及垂直面方向及垂直面方向图。水平面水平面二、天二、天线辐射原理射原理天天线辐射方向射方向图垂直面垂直面同一款基站天同一款基站天线有多种有多种设计方案来方案来实现。设计方案涉及到天方案涉及到天线的以下四部分：的以下四部分：1 1、辐射射单元（元（对称振子称振子 or or 贴片片 阵元元）2 2、反射板（底板）、反射板（底板）3 3、功率分配网、功率分配网络（馈电网网络）4 4、封装防、封装防护（天（天线罩）罩）馈电网网络天天线组成部件成部件二、天二、天线辐射原理射原理振子振子反射板反射板天天线罩罩京信通信 未来无限延伸一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识三、三、天天线主要性能参数主要性能参数二、天二、天线辐射原理射原理四、天四、天线分分类三、天三、天线主要性能参数主要性能参数无无论天天线还是其他通信是其他通信产品，品，总是在一定的是在一定的频率范率范围（频带宽度）内工作，其度）内工作，其取决于指取决于指标的要求。通常情况下，的要求。通常情况下，满足指足指标要求的要求的频率范率范围即可即可为天天线的工作的工作频率。率。一般来一般来说，在工作，在工作频带宽度内的各个度内的各个频率点上，天率点上，天线性能是有差异的。性能是有差异的。因此，因此，在相同的指在相同的指标要求下，工作要求下，工作频带越越宽，天，天线设计难度越大。度越大。天天线工作工作频率率辐射参数射参数主瓣；主瓣；副瓣；副瓣；半功率波束半功率波束宽度；度；增益；增益；波束下波束下倾角；角；前后比；前后比；交叉极化交叉极化鉴别率；率；上旁瓣抑制；上旁瓣抑制；下零点填充；下零点填充；天天线辐射方向射方向图三、天三、天线主要性能参数主要性能参数对网网络的不同影响程度的不同影响程度天天线参数参数满足网足网络覆盖要求的覆盖要求的基基础指指标水平面波束水平面波束宽度、波束偏移及方向度、波束偏移及方向图一致性一致性垂直面波束垂直面波束宽度及度及电下下倾角度角度前后比前后比增益增益能能够提升网提升网络通信通信质量的量的辅助指助指标交叉极化比交叉极化比上旁瓣抑制上旁瓣抑制对对网网网网络络性能有影响的性能有影响的性能有影响的性能有影响的辅辅助指助指助指助指标标下零点填充下零点填充方向方向图圆度度三、天三、天线主要性能参数主要性能参数根据天根据天根据天根据天线辐线辐射参数射参数射参数射参数对对网网网网络络性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分类类如下：如下：如下：如下：10dB波束波束宽度度120(eg)峰峰值峰峰值-10dB峰峰值-10dB60(eg)峰峰值峰峰值-3dB峰峰值-3dB3dB波束波束宽度度半功率波束半功率波束半功率波束半功率波束宽宽度：度：度：度：在方向在方向在方向在方向图图主瓣范主瓣范主瓣范主瓣范围围内，相内，相内，相内，相对对最大最大最大最大辐辐射方向功率密射方向功率密射方向功率密射方向功率密度下降至一半度下降至一半度下降至一半度下降至一半时时的角域的角域的角域的角域宽宽度，也叫度，也叫度，也叫度，也叫3dB3dB3dB3dB波束波束波束波束宽宽度。度。度。度。水平面的半功率波束水平面的半功率波束水平面的半功率波束水平面的半功率波束宽宽度叫水平面波束度叫水平面波束度叫水平面波束度叫水平面波束宽宽度；垂直面的半功率波束度；垂直面的半功率波束度；垂直面的半功率波束度；垂直面的半功率波束宽宽度度度度叫垂直波束叫垂直波束叫垂直波束叫垂直波束宽宽度。度。度。度。三、天三、天线主要性能参数主要性能参数水平面波束水平面波束水平面波束水平面波束宽宽度度度度 每个扇区的天每个扇区的天每个扇区的天每个扇区的天线线在最大在最大在最大在最大辐辐射方向偏离射方向偏离射方向偏离射方向偏离60606060时时到达覆盖到达覆盖到达覆盖到达覆盖边缘边缘，需要切，需要切，需要切，需要切换换到相到相到相到相邻邻扇扇扇扇区工作。在区工作。在区工作。在区工作。在60606060的切的切的切的切换换角域，方向角域，方向角域，方向角域，方向图电图电平平平平应该应该有一个合理的下降。有一个合理的下降。有一个合理的下降。有一个合理的下降。电电平下降太多平下降太多平下降太多平下降太多时时，在切，在切，在切，在切换换角域附近容易引起覆盖盲区掉角域附近容易引起覆盖盲区掉角域附近容易引起覆盖盲区掉角域附近容易引起覆盖盲区掉话话；电电平下降太少平下降太少平下降太少平下降太少时时，在切，在切，在切，在切换换角域附近覆盖角域附近覆盖角域附近覆盖角域附近覆盖产产生重叠，生重叠，生重叠，生重叠，导导致相致相致相致相邻邻扇区干扇区干扇区干扇区干扰扰增加。增加。增加。增加。三、天三、天线主要性能参数主要性能参数 理理理理论论仿真和仿真和仿真和仿真和实际应实际应用用用用结结果表明：在密集建筑果表明：在密集建筑果表明：在密集建筑果表明：在密集建筑的城区，由于多径反射的城区，由于多径反射的城区，由于多径反射的城区，由于多径反射严严重，重，重，重，为为了减小相了减小相了减小相了减小相邻邻扇区扇区扇区扇区之之之之间间的相互干的相互干的相互干的相互干扰扰，在，在，在，在60606060的的的的电电平下降至平下降至平下降至平下降至-10dB-10dB-10dB-10dB左左左左右右右右为为好好好好,反推半功率反推半功率反推半功率反推半功率宽宽度度度度约为约为65656565；而在空；而在空；而在空；而在空旷旷的郊的郊的郊的郊区，由于多径反射少，区，由于多径反射少，区，由于多径反射少，区，由于多径反射少，为为了确保覆盖良好，在了确保覆盖良好，在了确保覆盖良好，在了确保覆盖良好，在60606060的的的的电电平下降至平下降至平下降至平下降至-6dB-6dB-6dB-6dB 左右左右左右左右为为好，反推半功率好，反推半功率好，反推半功率好，反推半功率宽宽度度度度约为约为90909090。水平面波束水平面波束水平面波束水平面波束宽宽度、波束偏斜及方向度、波束偏斜及方向度、波束偏斜及方向度、波束偏斜及方向图图一致性决定一致性决定一致性决定一致性决定了覆盖区方位向的性能好坏。了覆盖区方位向的性能好坏。了覆盖区方位向的性能好坏。了覆盖区方位向的性能好坏。多径反射多径反射多径反射多径反射传传播：播：播：播：P 1/RnP 1/Rnn=24 n=24 6060电电平平平平设计设计：-市区市区市区市区 n=33.5n=33.5 910.5dB 910.5dB 下降下降下降下降郊野：郊野：郊野：郊野：n=2n=2 6 6 dB dB 下降下降下降下降水平面波束水平面波束水平面波束水平面波束宽宽度度度度 三、天三、天线主要性能参数主要性能参数三、天三、天线主要性能参数主要性能参数波束偏移：波束偏移：波束偏移：波束偏移：最大最大辐射方向偏离天射方向偏离天线法法线方向的角度。方向的角度。建建建建议议以以以以2222为为指指指指标标。方向方向方向方向图图一致性：一致性：一致性：一致性：表征双极化天表征双极化天表征双极化天表征双极化天线线 45极化方向极化方向极化方向极化方向图图各角度方向各角度方向各角度方向各角度方向辐辐射射射射场强场强的偏的偏的偏的偏差程度差程度差程度差程度 。建。建。建。建议议考察考察考察考察60606060边缘边缘的的的的场强场强偏差（偏差（偏差（偏差（3dB3dB3dB3dB为为指指指指标标）或者）或者）或者）或者3dB3dB3dB3dB点的角度差点的角度差点的角度差点的角度差（2222为为指指指指标标）。）。）。）。波束偏移波束偏移较大，方向大，方向图一致一致性性较差差时，会使覆盖区距离，会使覆盖区距离向相向相邻扇区的交叠区域扇区的交叠区域发生生变化，化，对距离向覆盖距离向覆盖带来不来不利影响。利影响。65 6 65 6 0.5dB?0.5dB?1dB 1dB 6060对网网络的不同影响程度的不同影响程度天天线参数参数满足网足网络覆盖要求的基覆盖要求的基础指指标水平面波束水平面波束宽度、波束偏移及方向度、波束偏移及方向图一致性一致性垂直面波束垂直面波束宽度及度及电下下倾角度角度前后比前后比增益增益能能够提升网提升网络通信通信质量的量的辅助指助指标交叉极化比交叉极化比上旁瓣抑制上旁瓣抑制对对网网网网络络性能有影响的性能有影响的性能有影响的性能有影响的辅辅助指助指助指助指标标下零点填充下零点填充方向方向图圆度度三、天三、天线主要性能参数主要性能参数根据天根据天根据天根据天线辐线辐射参数射参数射参数射参数对对网网网网络络性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分类类如下：如下：如下：如下：垂直面垂直面垂直面垂直面波束波束波束波束宽宽度度度度及及及及电下下倾角精度角精度：决定了网决定了网决定了网决定了网络络覆盖区中距离向性能的覆盖区中距离向性能的覆盖区中距离向性能的覆盖区中距离向性能的好坏。好坏。好坏。好坏。观观察察察察图图 3-13-13-13-1的垂直面方向的垂直面方向的垂直面方向的垂直面方向图图。波束。波束。波束。波束应该应该适当下适当下适当下适当下倾倾，下，下，下，下倾倾角度最好使得最大角度最好使得最大角度最好使得最大角度最好使得最大辐辐射射射射指向指向指向指向图图3-1 3-1 3-1 3-1 中目中目中目中目标标服服服服务务区的区的区的区的边缘边缘。如果下。如果下。如果下。如果下倾倾太多（黄色），服太多（黄色），服太多（黄色），服太多（黄色），服务务区区区区远远端的覆盖端的覆盖端的覆盖端的覆盖电电平会急平会急平会急平会急剧剧下降；如果下下降；如果下下降；如果下下降；如果下倾倾太少，覆盖在服太少，覆盖在服太少，覆盖在服太少，覆盖在服务务区外，且区外，且区外，且区外，且产产生同生同生同生同频频干干干干扰问题扰问题。三、天三、天线主要性能参数主要性能参数图图 3-1 3-1 垂直面波束下垂直面波束下倾倾角的角的设设置置电电下下下下倾倾角度：角度：角度：角度：最大最大最大最大辐辐射指向与天射指向与天射指向与天射指向与天线线法法法法线线的的的的夹夹角。角。角。角。三、天三、天线主要性能参数主要性能参数夹角角法法线方向方向最大最大辐射方向射方向?6.56.5991212+/-1+/-1对网网络的不同影响程度的不同影响程度天天线参数参数满足网足网络覆盖要求的基覆盖要求的基础指指标水平面波束水平面波束宽度、波束偏移及方向度、波束偏移及方向图一致性一致性垂直面波束垂直面波束宽度及度及电下下倾角度角度前后比前后比增益增益能能够提升网提升网络通信通信质量的量的辅助指助指标交叉极化比交叉极化比上旁瓣抑制上旁瓣抑制对对网网网网络络性能有影响的性能有影响的性能有影响的性能有影响的辅辅助指助指助指助指标标下零点填充下零点填充方向方向图圆度度三、天三、天线主要性能参数主要性能参数根据天根据天根据天根据天线辐线辐射参数射参数射参数射参数对对网网网网络络性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分类类如下：如下：如下：如下：前后比前后比前后比前后比 30?25dB?25dB?25dB?25dB？+/-2dB?+/-2dB?+/-2dB?+/-2dB?抑制同抑制同抑制同抑制同频频干干干干扰扰或或或或导频污导频污染的重要指染的重要指染的重要指染的重要指标标 通常通常通常通常仅仅需考察水平面方向需考察水平面方向需考察水平面方向需考察水平面方向图图(?)(?)(?)(?)的前后比的前后比的前后比的前后比,并特指后向并特指后向并特指后向并特指后向3030范范围内内(?)(?)的最差的最差值。前后比指前后比指前后比指前后比指标标越差，后向越差，后向越差，后向越差，后向辐辐射就越大，射就越大，射就越大，射就越大，对该对该天天天天 线线后面的覆盖小区造成干后面的覆盖小区造成干后面的覆盖小区造成干后面的覆盖小区造成干扰扰的可能性就越大。的可能性就越大。的可能性就越大。的可能性就越大。特殊特殊特殊特殊应应用中才会用中才会用中才会用中才会考察垂直面方向考察垂直面方向考察垂直面方向考察垂直面方向图图的前后比，的前后比，的前后比，的前后比，比如基站背向区域有超高比如基站背向区域有超高比如基站背向区域有超高比如基站背向区域有超高层层建筑物。建筑物。建筑物。建筑物。后向功率后向功率前向功率前向功率三、天三、天线主要性能参数主要性能参数对网网络的不同影响程度的不同影响程度天天线参数参数满足网足网络覆盖要求的基覆盖要求的基础指指标水平面波束水平面波束宽度、波束偏移及方向度、波束偏移及方向图一致性一致性垂直面波束垂直面波束宽度及度及电下下倾角度角度前后比前后比增益增益能能够提升网提升网络通信通信质量的量的辅助指助指标交叉极化比交叉极化比上旁瓣抑制上旁瓣抑制对对网网网网络络性能有影响的性能有影响的性能有影响的性能有影响的辅辅助指助指助指助指标标下零点填充下零点填充方向方向图圆度度三、天三、天线主要性能参数主要性能参数根据天根据天根据天根据天线辐线辐射参数射参数射参数射参数对对网网网网络络性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分类类如下：如下：如下：如下：P1P1天天天天线线理想理想理想理想辐辐射射射射单单元元元元P2P2G=10log(P1/P2)G=10log(P1/P2)P0P0系指天系指天系指天系指天线线在某一在某一在某一在某一规规定方向上的定方向上的定方向上的定方向上的辐辐射功率通量密度与参考天射功率通量密度与参考天射功率通量密度与参考天射功率通量密度与参考天线线（通常采用理想（通常采用理想（通常采用理想（通常采用理想点源）在相同点源）在相同点源）在相同点源）在相同输输入功率入功率入功率入功率时时最大最大最大最大辐辐射功率通量密度的比射功率通量密度的比射功率通量密度的比射功率通量密度的比值值。天天天天线线增益增益增益增益三、天三、天线主要性能参数主要性能参数天天天天线线增益、方向增益、方向增益、方向增益、方向图图和天和天和天和天线线尺寸之关系尺寸之关系尺寸之关系尺寸之关系天天线增益是用来衡量天增益是用来衡量天线朝一个特定方向收朝一个特定方向收发信号的能力，它是信号的能力，它是选择基站天基站天线重要的参数之一。重要的参数之一。天天线增益越高，方向性越好，能量越集中，增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣波瓣越窄。越窄。增益越高，天增益越高，天线长度越度越长。三、天三、天线主要性能参数主要性能参数增益：增益：增益：增益：影响覆盖距离指影响覆盖距离指影响覆盖距离指影响覆盖距离指标标 合理合理合理合理选择选择增益！增益！增益！增益！提高天提高天提高天提高天线线增益，覆盖的距离增大，但同增益，覆盖的距离增大，但同增益，覆盖的距离增大，但同增益，覆盖的距离增大，但同时时会会会会压压窄波束窄波束窄波束窄波束宽宽度，度，度，度，导导致覆盖的均匀性致覆盖的均匀性致覆盖的均匀性致覆盖的均匀性变变差。天差。天差。天差。天线线增益增益增益增益的的的的选选取取取取应应以波束和目以波束和目以波束和目以波束和目标标区相配区相配区相配区相配为为前提，前提，前提，前提，为为了提高增益而了提高增益而了提高增益而了提高增益而过过分分分分压压窄垂直面波束窄垂直面波束窄垂直面波束窄垂直面波束宽宽度是不可取的，度是不可取的，度是不可取的，度是不可取的，只有通只有通只有通只有通过优过优化方案，化方案，化方案，化方案，实现实现服服服服务务区外区外区外区外电电平快速下降、平快速下降、平快速下降、平快速下降、压压低旁瓣和后瓣，降低交叉极化低旁瓣和后瓣，降低交叉极化低旁瓣和后瓣，降低交叉极化低旁瓣和后瓣，降低交叉极化电电平，采用平，采用平，采用平，采用低低低低损损耗、无表面波寄生耗、无表面波寄生耗、无表面波寄生耗、无表面波寄生辐辐射、低射、低射、低射、低VSWRVSWRVSWRVSWR的的的的馈电馈电网网网网络络等途径来提高天等途径来提高天等途径来提高天等途径来提高天线线增益才是正确的。增益才是正确的。增益才是正确的。增益才是正确的。三、天三、天线主要性能参数主要性能参数高增益天线垂直方向图低增益天线垂直方向图对网网络的不同影响程度的不同影响程度天天线参数参数满足网足网络覆盖要求的基覆盖要求的基础指指标水平面波束水平面波束宽度、波束偏移及方向度、波束偏移及方向图一致性一致性垂直面波束垂直面波束宽度及度及电下下倾角度角度前后比前后比增益增益能能够提升网提升网络通信通信质量的量的辅助指助指标交叉极化比交叉极化比上旁瓣抑制上旁瓣抑制对对网网网网络络性能有影响的性能有影响的性能有影响的性能有影响的辅辅助指助指助指助指标标零点填充零点填充方向方向图圆度度三、天三、天线主要性能参数主要性能参数根据天根据天根据天根据天线辐线辐射参数射参数射参数射参数对对网网网网络络性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分类类如下：如下：如下：如下：交叉极化比交叉极化比交叉极化比交叉极化比:极化分集效果极化分集效果极化分集效果极化分集效果优优劣的指劣的指劣的指劣的指标标 为了了获得良好的上行分集增益，要求双极化天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，即在具有良好的正交极化特性，即在6060的扇形服的扇形服务区内，交叉极化方向区内，交叉极化方向图电平平应该比相比相应角度上的主极化角度上的主极化电平有明平有明显的降的降低，其差低，其差别（交叉极化比）在最大（交叉极化比）在最大辐射方向射方向应大大15dB15dB，在，在6060内内应大于大于10dB10dB，最低最低门槛也也应该大于大于7dB7dB，如，如图所示。如此，才可以所示。如此，才可以认为两个极化接收到的信号互不相关。两个极化接收到的信号互不相关。三、天三、天线主要性能参数主要性能参数对网网络的不同影响程度的不同影响程度天天线参数参数满足网足网络覆盖要求的基覆盖要求的基础指指标水平面波束水平面波束宽度、波束偏移及方向度、波束偏移及方向图一致性一致性垂直面波束垂直面波束宽度及度及电下下倾角度角度前后比前后比增益增益能能够提升网提升网络通信通信质量的量的辅助指助指标交叉极化比交叉极化比上旁瓣抑制上旁瓣抑制对对网网网网络络性能有影响的性能有影响的性能有影响的性能有影响的辅辅助指助指助指助指标标零点填充零点填充方向方向图圆度度三、天三、天线主要性能参数主要性能参数根据天根据天根据天根据天线辐线辐射参数射参数射参数射参数对对网网网网络络性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分性能影响程度，可分类类如下：如下：如下：如下：副瓣抑制副瓣抑制副瓣抑制副瓣抑制 第一副瓣？第一副瓣？第一副瓣？第一副瓣？30303030度内副瓣？度内副瓣？度内副瓣？度内副瓣？上上上上侧栅侧栅瓣？瓣？瓣？瓣？16dB16dB16dB16dB？抑制同抑制同抑制同抑制同频频干干干干扰扰或或或或导频污导频污染的染的染的染的辅辅助指助指助指助指标标 对于城区建筑物密集的于城区建筑物密集的应用用场景，一方面因通信容量大要求景，一方面因通信容量大要求缩小蜂小蜂窝，另一方面因，另一方面因楼房遮楼房遮挡和多径反射，和多径反射，难以以实现大距离覆盖。通常采用增益大距离覆盖。通常采用增益1315dBi1315dBi的低增益天的低增益天线，大下大下倾角做微蜂角做微蜂窝覆盖，从而，主波束的上覆盖，从而，主波束的上侧第一、二旁瓣指向前方同第一、二旁瓣指向前方同频小区的可小区的可能性很大，能性很大，这就要求在就要求在设计天天线时，设法法对上旁瓣上旁瓣进行抑制，从而降低干行抑制，从而降低干扰。三、天三、天线主要性能参数主要性能参数dy=0.77 。=-25=-k dy sin=-k dy sin。=117/2。=+61（28dB?28dB?驻波告警！波告警！10001000mW(mW(即即 1 1W)W)1 1mWmW该例子中，隔离度为：10log(1000mW/1mW)=30dB三、天三、天线主要性能参数主要性能参数三三三三阶阶交交交交调调 确保天确保天线发射的交射的交调干干扰不影响接收机的灵敏度不影响接收机的灵敏度 -107dBm?-107dBm?在全在全频段内考察段内考察PIM3PIM3，取最大取最大值为指指标。可通可通过交交调指指标反映供反映供应商天商天线产品的品的综合水平，特合水平，特别是物料生是物料生产及装配及装配过程的程的 质量控制能力。量控制能力。三、天三、天线主要性能参数主要性能参数互互调干干扰的必要条件：足的必要条件：足够强的互的互调信号信号电平平+能能够落入到系落入到系统接收接收频带移移动通信系通信系统下行下行频段段Tx(MHz)Tx(MHz)上行上行频段段Rx(MHz)Rx(MHz)三三阶交交调频段段(MHz)(MHz)五五阶交交调频段段(MHz)(MHz)结论移移动EGSM900EGSM900 930-935930-935885-890885-890925940925940920945920945三三阶、五、五阶都不落入到都不落入到RxRx频段段移移动GSM900GSM900935954935954890909890909916973916973897992897992三三阶不落入到不落入到RxRx频段，段，五五阶落入到自身落入到自身Rx Rx 的的897909897909频段和段和联通通GSM900 Rx GSM900 Rx 的的909915909915频段段联通通GSM900GSM900954960954960909915909915948966948966942972942972三三阶、五、五阶都不落入到都不落入到RxRx频段段电信信CDMA800CDMA800 870880870880825835825835860890860890850900850900三三阶、五、五阶都不落入到都不落入到RxRx频段段三三阶落入到移落入到移动EGSM900 Rx EGSM900 Rx 的的885890885890频段；段；五五阶落入到移落入到移动EGSM900 Rx EGSM900 Rx 的的885890885890频段和移段和移动GSM900 Rx GSM900 Rx 的的890900890900频段段移移动GSM1800GSM1800 1805182518051825 171017301710173017851845178518451765186517651865三三阶、五、五阶都不落入到都不落入到RxRx频段段联通通GSM1800GSM1800 1840185018401850 174517551745175518301860183018601820187018201870三三阶、五、五阶都不落入到都不落入到RxRx频段段联通通WCDMAWCDMA 2130214521302145 194019551940195521152160211521602100217521002175三三阶、五、五阶都不落入到都不落入到RxRx频段段电信信CDMA2000CDMA20002110212521102125 192019351920193520952140209521402080215520802155三三阶、五、五阶都不落入到都不落入到RxRx频段段三、天三、天线主要性能参数主要性能参数三、天三、天线主要性能参数主要性能参数天天天天线线主要参数主要参数主要参数主要参数计计量量量量单单位位位位 天天线参数参数计量量单位位波束波束宽度、度、电下下倾角、波束偏移角、波束偏移（度）增益增益dBi、dBd方向方向图一致性、交叉极化比、前后比、一致性、交叉极化比、前后比、上旁瓣抑制、零点填充、隔离度上旁瓣抑制、零点填充、隔离度dB三三阶交交调dBm、dBc三、天三、天线主要性能参数主要性能参数计计量量量量单单位位位位说说明明明明 1、dB相相对值，表征两个量的相，表征两个量的相对大小关系，如大小关系，如A的功率比的功率比B的功率大或小的功率大或小多少个多少个dB时，可按，可按10log(A功率功率值/B功率功率值）计算。算。举例：A功率值为2W，B功率值为1W，即A相比B多了一倍，换算成dB单位为：10log(2W/1W)3dB2、dBm dBc表征功率表征功率绝对值的量，也可的量，也可认为是以是以1mw功率功率为基准的一个比基准的一个比值，计算算为：10log(功率功率值/1mw)。举例：功率值为10w，换算成dBm为10log(10w/1mw)=40dBm。3、dBi及及dBd均表征天均表征天线增益的量，也是一个相增益的量，也是一个相对值，与，与dB类似，只是似，只是dBi及及dBd有固定的参考有固定的参考基准：基准：dBi的参考基准的参考基准为全方向性理想点源，全方向性理想点源，dBd的参考基准的参考基准为半波振子。半波振子。举例：0dBd=2.15dBi。京信通信 未来无限延伸一、一、电磁波磁波传播基播基础知知识三、三、天天线主要性能参数主要性能参数二、天二、天线辐射原理射原理四、天四、天线分分类1 1、单频天天线2 2、双、双频天天线3 3、多、多频天天线四、天四、天线分分类按集采招按集采招按集采招按集采招标类标类型分型分型分型分1 1、全向天、全向天线2 2、定向、定向单极化天极化天线3 3、定向双极化天、定向双极化天线4 4、电调天天线按天按天按天按天线频线频段系段系段系段系统统分分分分全向天全向天线，指天，指天线的的辐射在水平面上射在水平面上360360均匀均匀辐射，也射，也就是平常所就是平常所说的无方向性，在垂直面上表的无方向性，在垂直面上表现为有一定有一定宽度度的波束。的波束。全向天全向天线一般用在一般用在话务量极低的量极低的农村或郊野某些村或郊野某些较空空旷的的场合，一般采用全向合，一般采用全向11dBi11dBi天天线。水平面水平面 垂直垂直面面全向天全向天全向天全向天线线四、天四、天线分分类定向定向定向定向单单极化天极化天极化天极化天线线定向定向单极化天极化天线是一种在空是一种在空间特定方向上具有比其它方向上能更有特定方向上具有比其它方向上能更有效地效地发射或接收射或接收电磁波磁波强度的天度的天线。单极化天极化天线进行空行空间分集分集时，一个扇区需要安装需要两幅天一个扇区需要安装需要两幅天线，一副只用于，一副只用于发射，接收射，接收时两副同两副同时工作。工作。为保保证分集接收效果，两副天分集接收效果，两副天线在安装在安装时需平行且在同一需平行且在同一平面上。平面上。定向定向单极化一般也极化一般也应用于用于较空空旷的区域，以保的区域，以保证空空间分集接收分集接收获得得良好的效果。良好的效果。四、天四、天线分分类 水平面水平面 垂直面垂直面双极化天双极化天线内部采用内部采用4 45 5度极化，有两个射度极化，有两个射频端口，端口，实际使用使用时一端口用于接收和一端口用于接收和发送，另一个端口送，另一个端口仅接收，利用极化分集的原接收，利用极化分集的原理，每个扇区只需布置一副双极化天理，每个扇区只需布置一副双极化天线即可。即可。由于双极化天由于双极化天线在城区在城区应用可以用可以获得良好的极化分集效果，且得良好的极化分集效果，且选址和安装址和安装较空空间分集天分集天线更更为简单，已成，已成为城区建站的主要城区建站的主要应用用类型。型。定向双极化定向双极化定向双极化定向双极化天天天天线线四、天四、天线分分类 水平面水平面 电调天天线即天即天线下下倾角可以角可以电子子调节。电调电调天天天天线线四、天四、天线分分类电调天天线是利用安装于天是利用安装于天线内部的内部的移相器移相器改改变各各辐射射单元的相位从而元的相位从而实现下下倾角的角的调节，天，天线本体在本体在调节过程中并不程中并不发生任何位置上的生任何位置上的变化，并且可化，并且可实现塔下塔下调节下下倾角。角。四、天四、天线分分类1 12 23 35 54 4电调电调天天天天线线四、天四、天线分分类在繁在繁华的密集城区，多径反射的密集城区，多径反射复复杂，且，且频率复用率复用规划的站址划的站址间相互制相互制约、相互干、相互干扰严重。重。同同时，某些，某些场景的景的话务量量变化化复复杂，比如一天中白天和夜晚，比如一天中白天和夜晚的的话务量来自不同的局部区域，量来自不同的局部区域，或者平或者平时和和节假日的假日的话务量来量来自不同的局部区域等等。要平自不同的局部区域等等。要平衡和解决衡和解决这些矛盾的些矛盾的较好好办法法是采用是采用连续电调基站天基站天线。可。可以灵活和快速地改以灵活和快速地改变波束的指波束的指向，从而可以根据覆盖效果的向，从而可以根据覆盖效果的变化或者路化或者路测场强等手段最等手段最优地地设置出波束的下置出波束的下倾角度。角度。电调电调天天天天线线四、天四、天线分分类四、天四、天线分分类按天按天线频段系段系统分：分：1=21=31=4单频天天线双双频天天线三三频天天线四四频天天线多系多系统共用天共用天线可可实现多个系多个系统共用一副天共用一副天线发射和接收，有效解决站点射和接收，有效解决站点选址址难、天面、天面资源源紧张、系、系统扩容容难等等问题。嵌套式：嵌套式：高高频阵子嵌套于低子嵌套于低频阵子子内部，天内部，天线尺寸与尺寸与900M900M尺寸相当。尺寸相当。四、天四、天线分分类多多多多频频天天天天线线振子排列方式振子排列方式振子排列方式振子排列方式分布式：分布式：频段相近的振子尺寸相段相近的振子尺寸相差不大，无法差不大，无法进行嵌套，不同系行嵌套，不同系统振子可采用左右或上下布放的振子可采用左右或上下布放的方式。方式。如如18001800和和WCDMAWCDMA共用天共用天线。四、天四、天线分分类3G电调调测端口2G电调调测端口多多频天天线融合融合电调技技术，各系，各系统均可均可实现下下倾角独立可角独立可调，方便，方便进行行网网络优化。化。谢 谢！感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！