天线原理讲稿 - 副本.ppt

* 基站天线基本原理 一. 天线概念 将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波 将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能 什么是天线? 天线可视为一个四端网络 天线等效电路 传输线演变为天线 导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关.如由于两导线的距离很近，且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。当导线的长度 L远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱. 当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。 2. 天线辐射电磁波的基本原理 一个1/2波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长  400MHz 约 400mm 长 1/2波长 1/4波长 1/4波长 1/2波长 波长 两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长。全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。将振子折合起来的，称为折合振子。 对称振子 半波振子上的场分布 电场 电场 电场 振子 电波传输方向 磁场 磁场 电磁波的传播  Antenna 天线等效图 垂直极化 水平极化 + 45度倾斜的极化 天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向 - 45度倾斜的极化 10. 天线的极化 两个天线为一个整体，传输两个独立的波 V/H (垂直/水平) 倾斜 (+/- 45°) 双极化天线 在我们的“扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。 这里, “扇形覆盖天线” 与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/1mW) = 9dBd “扇形覆盖天线 ” “全向阵” (顶视) 天线 定向辐射的原理 反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线 增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。 增益的定义 13. 天线的增益 一个单一对称振子具有面包圈形的方向图辐射  一个各向同性的辐射器在所有方向具有相同的辐射 一个天线与对称振子相比较的增益 用“dBd”表示 一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用“dBi”表示 例如: 3dBd = 5.15dBi 2.15dB 对称振子的增益为2.15dB dBd 和 dBi的区别 90? 180? 360? 半功率波瓣宽度 半波振子 带反射板的半波振子 带反射板的两个半波振子 以半波振子 为参考的增益 0dBd 3dBd 6dBd 理论辐射图 板状天线增益与水平波瓣宽度 全向天线增益与垂直波瓣宽度 方位即水平面方向图 120° (eg) 峰值 - 10dB点 - 10dB点 10dB 波束宽度 60° (eg) 峰值 - 3dB点 - 3dB点 3dB 波束宽度 15° (eg) Peak Peak - 3dB Peak - 3dB 32° (eg) Peak Peak - 10dB Peak - 10dB 俯仰面即垂直面方向图 在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。称为半功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。 14. 波束宽度 15. 方向图旁瓣显示 上旁瓣抑制 下旁瓣抑制 方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为１，所以对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。 前向功率 后向功率 以dB表示的前后比 = 10 log 典型值为 25dB 左右 目的是有一个尽可能小的反向功率 (前向功率) (反向功率) 17. 前后辐射比 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（?50~114mm） 2室外馈线 9室内超柔馈线 7馈线过线窗 基站主设备 基站天馈系统 *