移动基站天线基础概念.ppt

谢谢！ 我们讨论的几个问题 无线电波---电磁波 什么是天线 天线辐射电磁波的基本原理 对称振子天线 天线阵原理 天线的主要技术参数 天线的下倾 如何选用天线 * * 匹配的概念 什么叫匹配？我们可简单地认为，馈线终端所接负载阻抗ＺA等于馈线特性阻抗ＺO时，称为馈线终端是匹配连接的。当使用的终端负载是天线时，如果天线振子较粗，输入阻抗随频率的变化就较小，容易和馈线保持匹配，这时振子的工作频率范围就较宽。反之，则较窄。 在实际工作中，天线的输入阻抗还会受周围物体存在和杂散电容的影响。为了使馈线与天线严格匹配，在架设天线时还需要通过测量，适当地调整天线的结构，或加装匹配装置。 电缆 50 ohms 天线 50 ohms 匹配和失配例 要获得良好的电性能阻抗必须匹配 80 ohms 当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波，没有反射波。馈线上传输的是行波，馈线上各处的电压幅度相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。 而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。 9.5 W 80 ohms 50 ohms 朝前: 10W 返回: 0.5W 这里的回波损耗为 - 10log(0.5 / 10) = 13dB VSWR 是反射损耗的另一种计量 为什么天线系统需要匹配 为什么天线系统需要匹配 天线不能从发信机获得最大有效功率； 传输线产生天线效应, 增大了传输线的损耗, 降低了传输线的传输效率； 在线上电压波腹点易发生跳火现象, 破坏绝缘而造成故障； 增加了发信机输出电路的调谐困难, 使发信机工作不稳定； 接收系统引入噪声。 馈线和天线的电压驻波比 在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系数。 反射波幅度 （Ｚ－Ｚ。） 反射系数Γ＝───── ＝─────── 入射波幅度 （Ｚ＋Ｚ。） 驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比(VSWR) 驻波波腹电压幅度最大值Ｖmax （1+Γ） 驻波系数Ｓ＝──────────────＝──── 驻波波节电压辐度最小值Ｖmin （1-Γ） 终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波系数越接近于１，匹配也就越好。 驻波比、回波损耗和反射系数 天线的工作频率范围(带宽) 无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。 有几种不同的定义： 一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度； 一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。 在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，就是当天线的输入驻波比≤1.5时，天线的工作带宽。 在 820 MHz 1/2 波长 为~ 180mm, 在890 MHz 为~ 170mm 175mm对~ 850MHz 将是最佳的 该天线的频带宽度 = 890 - 820 = 70MHz 当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降 在 850MHz 1/2 波长振子最佳 在 890 MHz 天线振子 在 820 MHz 在天线工作频带内,天线性能下降不多,仍然是可以接受的。 互调的概念 互调是指非线性射频线路中，两个或多个频率混合后所产生的噪音信号。 互调产生的本来并不存在“错误”信号，此信号会被系统误认为是真实的信号。 互调可由有源元件（无线电设备、二极管）或无源元件（电缆、接头、天线、滤波器）引起。 具有两个载波信号的互调失真频率实例 频率A及B上的载波，产生如下互调信号： 1阶： A，B 2阶： （A+B），（A-B） 3阶： （2A±B），（2B ±A） 4阶： （3A±B），（3B ±A），（2A±2B） 5阶： （4A±B），（4B ±A），（3A±2B），（3B ±2A） 互调失