移动通信天线原理.ppt

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1、天线基本原理ISSUE1.0前言天线在无线通信系统中起着重要的作用。各种场景下天线的选型会直接影响到网络的性能。内容介绍第1章天线的工作原理第2章天线的分类第3章天线的指标第四章天线的选型第五章合分路单元第六章分布式天线系统天线作用把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间收集无线电波并产生电信号天线的位置和作用基站天馈系统示意图防雷保护器主馈线（7/8“）馈线卡走线架接地装置接头密封件绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带天线调节支架板状天线抱杆（50~114mm）室外跳线室内超柔跳线馈线过线窗基站天线的作用：将馈管中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波；反之将自由空间中的电磁波转化为馈管中的高频

2、电磁能。天线工作原理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；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。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。天线工作原理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，称为半波振子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1/2波长波长1/4波长1/4波长1/2波长移动天线的工作原理内容介绍第1章天线的工作原理第2章天线的分类第3章天线的指标第4章天线新技术介绍天线的分类（一）定向天线全向天线按照辐射方向划分天线的分类（二）板状天线帽形天线鞭状天线

3、面状天线按照外形划分天线的分类（三）垂直极化全向天线垂直极化定向天线双极化天线按照极化方式划分天线极化天线的极化方向：天线辐射的电磁场的电场方向垂直极化水平极化+45度倾斜的极化-45度倾斜的极化双极化天线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°)内容介绍第1章天线的工作原理第2章天线的分类第3章天线的指标第4章天线新技术介绍天线主要电气指标天线方向图天线辐射的电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形，称为方向图。用辐射场强表示的称为场强方向图，用功率密度表示的称之功率方向图，用相位表示的称为相位方向图。在移动通信工程中，通常用功率方向图来表示，分为水平方向图和垂直

4、方向图。天线方向图对称半波振子方向图顶视侧视定向天线方向图全向天线方向图天线增益增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线在最大辐射方向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。dBd和dBi的区别一个单一对称振子具有面包圈形的方向图辐射对称振子的增益为2.15dB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天线其它电气指标波束宽度、前后抑制比、零点填充、上副瓣抑制前后比方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。前后比越大，

5、表示天线的定向接收性能就越好。后向功率前向功率以dB表示的前后比=10log典型值为25dB左右(前向功率)(反向功率)波束宽度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。——工程上一般用3dB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)峰值-3dB点-3dB点32°(eg)峰值-10dB点-10dB点俯仰面即垂直面方向图波束宽度天线是一种能

6、量集中的装置，在某个方向辐射的增强意味着其他方向辐射的减弱。通常可以通过水平面波瓣宽度的缩减来增强某个方向的辐射强度以提高天线增益。在天线增益一定的情况下，天线的水平波束宽度与垂直波束宽度成反比，其关系可以表示为：其中：Ga为天线增益，单位：dBi；β为垂直波束宽度，单位：角度；θ为水平波束宽度，单位：角度。波束宽度例如：某一全向天线，增益11dBi，水平波束宽度360°，其垂直波束宽度为：由于设计和制造工艺上的差异，实际全向天线的垂直波束宽度往往比上述计算结果要小。两者差别越小，说明天线设计得越好。波束宽度天线增益与波束宽度的关系机械下倾与电下倾机械下倾电下倾可调电下倾天线若ZA表示天线的输

7、入阻抗，Z0为天线的标称特性阻抗，则天线的反射系数为，。也可以用回波损耗表示端口的匹配特性，。VSWR=1.5:1时，R.L.=13.98dB。天线的主要电气指标9.5W80ohms50ohms朝前:10W返回:0.5W天线驻波比极化损失当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程中通常都要产生极化损失，例如：当用圆极化天线接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，都要产生3