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1、移动通信天线原理简介贝尔阿尔卡特网络规划部7/18/20211上海贝尔阿尔卡特通信公司目录无线电波的基本知识天线的基本原理传输线的基本概念典型的移动通信天线技术指标电磁波安全标准基站天馈线系统抛物面天线简介7/18/20212上海贝尔阿尔卡特通信公司电场电场电场振子磁场磁场无线电波的基本知识-传播无线电波及其传播无线电波是一种能量传输形式,在传播过程中,电场、磁场和传播方向三者相互垂直。电场方向传播方向磁场方向7/18/20213上海贝尔阿尔卡特通信公司无线电波的基本知识-分类和传播形式按照波长来分,无线电波可分为长波(波长1000米以上)中波(波长100~1000米)短波(波长1
2、0~100米)超短波和短波(波长10米以下)电波的各种传播形式地面波传播:表面波传播是指电波沿着地球表面传播情况。这时电波是紧靠着地面传播的,地面的性质,地貌,地物等的情况都会影响着电波的传播。7/18/20214上海贝尔阿尔卡特通信公司无线电波的基本知识-传播形式电波的各种传播形式天波传播:借由电离层的反射作用,电波在地面与电离层之间来回反射传播至较远的地方。我们把经过电离层反射到地面的电波叫天波。空间波传播:当发射以及接收天线架设得较高的时候,在视线范围内,电磁波直接从发射天线传播到接收天线,另外还可以经地面反射而到达接收天线。所以接收天线处的场强是直接波和反射波的合成场强,直
3、接波不受地面影响,地面反射波要受到反射点地质地形的影响。7/18/20215上海贝尔阿尔卡特通信公司无线电波的基本知识-传播形式电波的各种传播形式散射传播当天线辐射出去的电波,投射到如对流层的层状气流等不均匀体的时候,电波发生散射或反射,一部分能量传播到接收点的这种传播称为散射传播。通信距离可达300-800km,适用于无法建立微波中继站的地区,例如用于海岛之间和跨越湖泊,沙漠,雪山等地区。外层空间传播电磁波由地面发出(或返回),经低空大气层和电离层而到达外层空间的传播,如卫星传播,宇宙探测等均属于这种远距离传播。7/18/20216上海贝尔阿尔卡特通信公司无线电波的基本知识-超短
4、波GSM和CDMA使用的频段属于UHF(特高频)超短波段.超短波由于频率高,波长短,故它的地面波衰减很快,不适合做较远距离传播.超短波主要由空间波来传播.在LOS内的接受装置能稳定地接受直接波,而地面反射波会受到地表的影响.7/18/20217上海贝尔阿尔卡特通信公司无线电波的基本知识-传播速度无线电波波长,频率和传播速度的关系公式:λ=V/f传播速度还与传播介质有关,可表示为:Vε`=C/√ε,其中ε为介质的相对介电常数.空气的相对介电常数与真空中的接近,略大于1.在传播中波会减弱,能量会损耗.通常使用的聚四氟乙烯绝缘同轴射频电缆的相对介电常数约为2.1.7/18/20218上海
5、贝尔阿尔卡特通信公司无线电波的基本知识-多径传播无线电波遇到障碍物时,会发生反射,绕射,散射等多种传播形式,会以不同的时延从不同的方向通过多条路径到达接收机端的天线,这种现象就叫多径传播.多径传播使得信号在接收端通过矢量叠加后会产生或强或弱的合成信号.合成矢量和7/18/20219上海贝尔阿尔卡特通信公司无线电波的基本知识-损耗和效应电波在传播上产生三类损耗和三种效应:三类不同损耗路径传播损耗:又称衰耗,是指电波在空间传播所产生的损耗,反应了传播在宏观大范围(公里量级)的空间距离上的接收电平平均值的变化趋势.慢衰落损耗:是由于电波在传播路径上受到建筑物等阻挡所产生的阴影效应而产生的
6、损耗.它反应了中等范围内数百波长量级接收电平平均值变化而产生的损耗,一般遵从对数正态分布,其变化率较慢,故又称慢衰落.快衰落损耗:是由于多径传播而产生的衰耗,它反应了微观范围数十波长量级接收电平平均值变化而产生的损耗,一般遵从Rayleigh(瑞利)分布或Rician(莱斯)分布,其变化率较慢衰落快,故称为快衰落.又可分为:空间选择性,频率选择性和时间选择性衰落.7/18/202110上海贝尔阿尔卡特通信公司无线电波的基本知识-损耗和效应三种效应:阴影效应:由大型建筑物或其它物体阻挡而形成在传播接受区域上的半盲区.远近效应:由于接收用户的随机移动性,用户和基站间的距离也在随机变化,
7、若各用户的发射功率一样,那么到达基站的信号强弱不同,近者强,远者弱,系统的非线性进一步加重,出现强者更强,弱者更弱和以强压弱的现象,称为远近效应.多普勒效应:是由于接收的移动用户高速运动而引起传播频率的扩散而引起的,其扩散程度与用户的运动速度成正比.7/18/202111上海贝尔阿尔卡特通信公司无线电波的基本知识-电波的极化无线电波的极化无线电波的空间传播时,其电场方向是按照一定的规律变化的,这种现象称为无线电波的极化.其电场方向称为电波的极化方向.与地面比较,分垂直