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引导页* 移动通信系统基站天线 江苏亚信电子科技有限公司 目 录 基站天线的基本理论 天线的电磁场问题 基于Maxwell方程: 天线主要的辐射单元 偶极子 喇叭 缝隙波导 印刷类（微带） 对称振子单元的辐射机理 由同轴线到对称振子的演变过程： 半波振子的场分布 电磁场的传播 微带贴片天线的结构 场分布 辐射机理 阵列天线 为了增强天线的方向性，提高天线的增益，得到所需要的辐射特性，把若干个相同的天线按一定的规律排列起来，并给予适当的激励，这样组成的天线系统称为天线阵。组成天线阵的独立单元称为阵元或天线单元。天线阵可分为线阵、面阵、立体阵以及共形阵。 天线阵的辐射特性取决于阵元的类型、数目、排列方式、阵元间距以及阵元上电流的幅度和相位分布、反射板形状及单元离反射板的高度等。 阵列结构 天线的方向图 天线的辐射电磁场在固定距离上随空间角( )分布的图形称为方向图，方向图是三维立体图。 工程上通常用两个相互垂直的主平面内的方向图表示（即E面和H面 ）。E面是通过最大辐射方向并与电场矢量平行的平面，H面是通过最大辐射方向并与磁场矢量平行的平面。 常用天线的方向图覆盖示意 天线的方向性系数 天线最大辐射方向上的方向性系数是指在相同辐射功率、相同距离情况下，天线在该方向上的辐射功率密度（或场强的平方）与无方向性天线（假想的、无损耗的、向各方向均匀辐射的天线，其立体方向图是球面，方向性系数为1）在该方向上的辐射功率密度之比。 波瓣参数 天线方向图参数 零功率点波瓣宽度：主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。 半功率点波瓣宽度：主瓣最大值两边场强等于最大场强的0.707倍的两辐射方向之间的夹角。 副瓣电平：副瓣最大值与主瓣最大值之比，通常用dB表示。 后瓣：与主瓣相反方向上的副瓣。 前后比：主瓣最大值和后瓣最大值之比(dB)。 前后比（F/B） 波束宽度 天线的副瓣 电调天线的原理 利用遥控装置，控制天线单元的移相器，使天线辐射单元的相位发生改变，利用相位加权技术，使天线方向图合成为所需要的下倾（或上倾）角度。 电调天线主要应用在城市地区。 电调和机械调节的比较 机械调节和电调节都是为了控制覆盖范围，实验表明，在小倾角下，机械调节和电调节效果没有区别；但是当倾角变大时，机械调节天线下倾，会使方向图发生畸变，而电调节可以克服这一缺点。（见下图） 电调和固定电子下倾天线的比较 电调和固定电子下倾天线相比各有优缺点： 1、电调天线调节天线主瓣下倾角比较方便，现场可根据实际情况，选择最佳下倾角度； 2、电调天线价格高，是固定电子下倾天线的2~3倍； 3、电调天线在大下倾角时，上侧副瓣抑制一般＜12dB，不如固定电子下倾天线； 4、固定电子下倾天线可实现一些特殊性能，如上侧副瓣抑制、下侧零填充等； 5、固定电子下倾天线可以实现大下倾角，如20°、30°； 6、固定电子下倾天线可结合机械调节来进行下倾角微调，虽然给实际使用带来不方便，但成本很低； 7、目前国产电调天线尚处于研发和试用阶段，技术完全成熟的仍然是国外天线。 下倾天线（1） 下倾天线（2）-立体图 电子下倾和机械调节下倾方向图的区别 隔离度 回波损耗 驻波、回波损耗以及反射系数间的关系 天线的增益 在相同输入功率、相同距离条件下、天线在最大辐射方向上的功率密度与无方向性天线在该方向上的功率密度之比定义为天线的增益Gi(单位dBi)，有时也以无耗半波振子的增益系数(1.64)作比较标准，记为Gd(单位dBd)。 Gd=Gi/1.64 或 Gd(dBd)=Gi(dBi)-2.17 dBd和dBi 天线增益与半功率波束宽度的关系 增益与垂直波束宽度间的关系 天线的极化 天线的极化是指该天线在给定空间方向上远区无线电波的极化，即时变电磁场矢量端点运动轨迹的形状、取向和旋转方向。根据电场矢量端点呈直线、圆形和椭圆形，天线的极化可分为线极化（水平、垂直以及+450/-450)、圆极化和椭圆极化（左旋、右旋）三种。 通常，天线的辐射除辐射预定极化的波以外，还辐射非预定极化的波，前者称为主极化，后者称为交叉极化。线极化天线的交叉极化方向与主极化方向垂直；圆极化天线的交叉极化与主极化方向旋向相反的圆极化分量。 水平、垂直、+450、-450极化 双极化 天线的带宽 方向图带宽：方向图的变化（最大