《天馈线系统教程》PPT课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,内容介绍,天线,基础知识,天线性能指标,馈线,安装规范,1,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（,50114mm,）,2,室外跳线,9,室内超柔馈线,7,馈线过线窗,基站主设备,三、天馈线系统组成,2,什么是天线？,在移动通信系统中，空间无线信号的发射和接受都是依靠移动天线来实现的。因此，天线对于移动通信网络来说，,在干扰，覆盖率接通率及全网服务质量都有很大影响，,具有举足轻重的作用。,什么是天线？,天线,是一种转换装置，将电信号作为天线电波发射到空间，收集无线电波产生电信号的装置。,3,一、天线的基础知识,一说到天线，我们对几个概念就必须了解，例举如下：输入阻抗、驻波比、回波损耗、极化方式、增益、水平平面的半功率角、工作频率带宽。,1.1,输入阻抗,天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗。,一般移动通信天线的输入阻抗为,50,。,天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，在我们日常维护中，用的较多的是,驻波比,和,回波损耗,。,4,1.1,输入阻抗（续,1,）,驻波比,VSWR(Voltage Standing Wave Ratio),：,它是行波系数的倒数，其值在,1,到无穷大之间。驻波比为,1,，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。在移动通信系统中，一般要求驻波比小于,1.5,。,驻波比可以表示为：,VSWR,（,Po,Pr,）（,Po,Pr,）,注：,Po,：进入天线系统的功率,Pr:,从天线系统反射回来的功率,回波损耗,RL,（,Return Loss),：,它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。回波损耗的值在,0dB,的到无穷大之间，回波损耗越大表示匹配越差，回波损耗越小表示匹配越好。,0,表示全反射，无穷大表示完全匹配。在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于,14dB,。回波损耗为：,-10 log(,反射功率,)/(,入射功率,),。例如，如果注入,1mW(0dBm),功率给放大器其中,10%,被反射回来，回波损耗就是,10dB,。,5,1.1,输入阻抗（续,2,）,驻波比,回波损耗,(dB),1.00,无穷大,1.02,40.1,1.04,34.2,1.08,28.3,1.10,26.4,1.12,24.9,1.14,23.7,1.16,22.6,1.18,21.7,1.20,20.8,1.25,19.1,1.3,17.7,1.4,15.6,1.50,14.0,1.60,12.7,1.70,11.7,驻波比与回波损耗对照表,6,1.2,天线的极化方式,所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。,当,电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强,度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。,由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会,在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而,使电场信号迅速衰减，,因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直,极化的传播方式。,垂直极化,水平极化,7,1.2,天线的极化方式续（,1,）,双极化天线组合了,+45,和,-45,两副极化方,向相互正交的天线，大大,节省了每个小区的天线数,量；同时由于,45,为正,交极化，有效保证了分集,接收的良好效果。其极化,分集增益约为,5dB,，比单,极化天线提高约,2dB,。,+45,度倾斜的极化,-45,度倾斜的极化,倾斜,(+/-45),8,1.3,天线的增益,天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。,增益，决定了蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围，表征天线增益的参数有,dBd,和,dBi,。常见,GSM,定向基站的天线增益为,18dBi,，全向的为,11dBi,。,9,概念辨析：,dBm,dBi,dBd,dB,dBc,1,、,dBi,和,dBd,：,dBi,和,dBd,是表征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。一般认为，表示同一个增益,用,dBi,表示出来比用,dBd,表示出来要大,2.15,。,例,1,对于一面增益为,16dBd,的天线，其增益折算成单位为,dBi,时，则为,18.15dBi,（一般忽略小数位，为,18dBi,）。,例,2 0dBd=2.15dBi,。,2,、,dBm,：,是一个表征功率绝对值的值，计算公式为：,10lgP,（功率值,/1mw,）。,例,3,如果发射功率,P,为,1mw,，折算为,dBm,后为,0dBm,。,例,4,对于,40W,的功率，按,dBm,单位进行折算后的值应为：,10lg,（,40W/1mw)=10lg,（,40000,）,=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm,。,3,、,dB,：,是一个表征相对值的值，甲的功率相比于乙功率大或小多少个,dB,时用。,例,5,甲功率比乙功率大一倍，那么,10lg,（甲功率,/,乙功率）,=10lg2=3dB,。也就是说，甲的功率比乙的功率大,3 dB,。,例,6 7/8,英寸,GSM900,馈线的,100,米传输损耗约为,3.9dB,。,例,7,如果甲的功率为,46dBm,，乙的功率为,40dBm,，则可以说，甲比乙大,6 dB,。,4,、,dBc,：,它也是一个表示功率相对值的单位，与,dB,的计算方法完全一样。在采用,dBc,的地方，原则上也可以使用,dB,替代。,10,1.4,天线的波瓣宽度,60,-3dB,点,-3dB,点,峰值,波瓣宽度是定向天线常用的一个很重要的参数，它是指天线的辐射图中低于峰值,3dB,处所成夹角的宽度。在天线覆盖的方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度，又为半功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。,一般郊区使用半功率角大、市中心使用半功率角小的天线，如,20,30,度增益较高，用于狭长高速公路，,65,度用于密集市区，,90,度用于城郊，,120,度用于乡村。,3,dB,波束宽度,11,1.5,天线参数,1.51,天线的电气参数,增益,波束宽度,前后抑制比,零点填充,上副瓣抑制,下倾,驻波比,12,1.5,天线参数,天线的机械参数,天线输入接口,天线尺寸,天线重量,风载荷,工作温度、湿度,雷电防护,三防能力,13,案例：天线参数表,例二：某天线参数,技术参数,性能指标,增益,Gain,16dBi,频率范围,Frequency Range,870-960 MHz,双极化,Polarisation Dual,Slant 45,端口隔离度,Isolation between ports,330 dB,水平平面,-3dB,功率角,Horizontal Plane-3dB Power Beamwidth,65,阻抗,Impedance,50 Ohm,回波损耗,Return Loss 870-960 MHz,316 dB,前后比,Front to Back Ratio,325 dB,端口最大输入功率,Max Input Power per port,150 W,Electrical Downtilt,1 to 10,例一：,7217.04,天线参数,14,二,、,天线分类与选择,2.1,天线的分类,辐射方向分,定向天线、全向天线,按极话方式分,单极化天线、双极化天线,按外型,板状天线、帽状天线、鞭状天线、面状天线,15,二,、,天线分类与选择,全向天线,定向天线,帽状天线,板状天线,鞭状天线,面状天线,16,2.2,天线下倾,实践证明：机械天线的最佳下倾角度为,1,5,；当下倾角度在,5,10,变化时，其天线方向图稍有变形但变化不大；当下倾角度在,10-15,变化时，其天线方向图变化较大；当机械天线下倾,15,后，天线方向图形状改变很大，这时虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短，但是整个天线方向图不是都在本基站扇区内，在相邻基站扇区内也会收到该基站的信号，从而造成严重的系统内干扰。,另外，对于电调天线，实践证明，电调天线下倾角度在,1-5,变化时，其天线方向图与机械天线的大致相同；当下倾角度在,5-10,变化时，其天线方向图较机械天线的稍有改善；当下倾角度在,10-15,变化时，其天线方向图较机械天线的变化较大；因此采用电调天线能够降低呼损，减小干扰。,17,2.2,天线下倾,电调天线的优点：,覆盖区波束畸变小,允许网络配合移动信号场强测试进行调整,增加网络调整的灵活性调整出最佳小区尺寸,减少上旁瓣和后瓣向无关区域的辐射,无下倾,电下倾,机械下倾,18,2.3,双极化天线,双极化天线,单极化天线,19,2.4,天线的选择,天线选择,天线的选择是决定网络质量的一个很重要部分；,应根据基站服务区内的覆盖、服务质量要求、话务分布、地形地貌等条件，并综合考虑整网的覆盖、干扰情况来选择天线；,根据地形或话务分布情况可以把天线使用的环境分为以下几种类型：,市区、郊区、农村、公路、山区、近海、隧道、室内等。,20,2.4,天线的选择,市区基站天线选择,a,、通常选用水平半功率角,60,65,的定向天线；,b,、一般选择,15dBi,左右的中等增益天线；,c,、最好选择带有一定电下倾角（,3,6,）的天线；,d,、建议选择双极化天线。,郊区基站天线选择,a,、根据实际情况选择水平半功率角,65,或,90,的定向天线；,b,、一般选择,15,18dBi,的中、高增益天线；,c,、根据具体情况决定是否采用预置下倾角；,d,、双极化和垂直极化天线均可选用。,21,2.4,天线的选择,农村基站天线选择,a,、根据具体情况和要求选择,90,、,120,定向天线或全向天线；,b,、所选的定向天线增益一般比较高（,16,18dBi,）；,c,、一般不选预置下倾天线，高站可优先选择零点填充天线；,d,、建议选择垂直极化天线。,公路基站天线选择,a,、一般选择窄波束、高增益的定向天线，也可以根据实际情况选择,8,字型天线、全向或变形全向天线；,b,、公路基站对覆盖距离要求高，因此一般不选预置下倾角天线,c,、建议选择垂直极化天线；,d,、所选定向天线的前后比不宜太高。,22,2.4,天线的选择,隧道内的天线选型小于两公里的隧道,建议选择,10-12dB,的八木,/,对数周期,/,平板天线安装在隧道口内侧对,2km,以下的公路隧道进行覆盖。,大于两公里的隧道,建议采用,泄漏电缆、同轴电缆、光纤分布式系统等解决。,23,四、馈线,馈线是同轴电缆，即在一根导线的外层覆盖一层一定厚度的物理发泡塑料（称为中间绝缘层），再外层是一层金属屏蔽网兼做外导体。,常见的馈线类型,1/2,、,7/8,、,5/4,常用的馈线型号、厂家及损耗,馈线型号 生产厂家 损耗（,100,米）,SYFY-50-22(7/8”,）天津,609,厂,6.46dB,LDF5-50A,（,7/8”,）,ANDREW 6.46dB,LDF6-50(5/4”,）,ANDREW 4.77dB,FSJ4-50B(1/2”,）,17.7dB,24,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,GS