天线基本知识及应用-与非网.PDF

天线基本知识及应用 移动通信系统是有线与无线的综合体，它是移动网络在其覆盖范围内， 通过空中接口（无线）将移动台与基站联系起来，并进而与移动交换 机相联系（有线）的复合体。而在移动通信系统中，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，举着举足轻重的作用，如果天线的选择（类型、位置）不好， 或者天线的参数设置不当，都会直接影响整个移动通信网络的运行质 量。尤其在基站数量多，站距小，载频数量多的高话务量地区，天线 选择及参数设置是否合适，对移动通信网络的干扰，覆盖率接通率及 全网服务质量都有很大影响。不同的地理环境，不同服务要求需要选 用不同类型，不同规格的天线。天线调整在移动通信网络优化工作中 有很大的作用。 为了帮助大家对天线的知识有一定的了解以及在移动通信系统中的应 用，推出“天线基本知识及应用”技术讲座。 本讲座由网友张守国撰写提供，在此表示衷心的感谢！ 第一讲 天线的基础知识 1.1 天线的输入阻抗 1.2 天线的极化方式 1.3 天线的增益 1.4 天线的波瓣宽度 1.5 前后比(FRONT-BACK RATIO) 第二讲 天线的分类与选择 2.1 全向天线 2.2 定向天线 2.3 机械天线 2.4 电调天线 2.5 双极化天线 第三讲 移动通信系统天线安装规范 第四讲 移动通信系统天线参数调整 4.1 天线高度的调整 4.2 天线府仰角的调整 4.3 天线方位角的调整 4.4 天线位置的优化调整 第五讲 链路及空间无线传播损耗计算 5.1 链路预算 5.2 各类损耗的确定 5.3 无线传播特性 5.4 常用的两种电波传播模型 5.5 参考覆盖标准 第六讲 补充：天线基本知识 6.1 天线 6.2 电波传播的几个基本概念 6.3 传输线的几个基本概念 第一讲 天线的基础知识 表征天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化方式等。 1.1 天线的输入阻抗 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，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻 波，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。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，使用那一个纯出 于习惯。在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。一般移动通信天线的输入阻 抗为50 Ω。 驻波比：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，但实际 应用中VSWR 应小于1.2。过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站 的服务性能。 回波损耗：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，回波损耗越大表示匹配越好。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。 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，而垂直极化方式则不易产生极化电流， 从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。 因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。另外，随着新技术的发展，最 近又出现了一种双极化天线。就其设计思路而言，一般分为垂直与水平极化和±45°极化两 种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化方式。双极化天线 组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线，并同时工作在收发双工模式下，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。） 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。 一般来说，增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度，而在水平面上保持全向的辐 射性能。天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要，因为它决定蜂窝边缘的信号电平。 增加增益就可以在一确