移动通信基站天线基础知识

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1、移动通信基站天线基础知识交流京信通信系统（中国）有限公司2013年1月StockCode:2342.HK京信通信未来无限延伸三、天线分类二、天线主要性能参数四、电调天线介绍一、天线辐射原理天线的定义能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。一、天线辐射原理天线功能能量转化空间电磁波定向辐射（接收）电缆内高频电流无线电设备效率要求---追求高效率方向图要求---满足特定空间分布要求进得去，出得来。天线的辐射原理天线的辐射原理~一、天线辐射原理半波振子是天线的基本辐射单元，

2、波长越长，天线半波振子越大。天线半波振子一、天线辐射原理1/4波长半波振子（电长度）水平面垂直面1/4波长1/2波长半波振子示例：一、天线辐射原理天线辐射方向图用来表述天线在空间各个方向上所具有的发射和接收电磁波的能力。一般为三维辐射立体图。单个辐射单元多单元阵列一、天线辐射原理实际评判中是其转化成的二维平面图形，即水平面方向图及垂直面方向图。水平面一、天线辐射原理天线辐射方向图垂直面同一款基站天线有多种设计方案来实现。设计方案涉及到天线的以下四部分：1、辐射单元（对称振子or贴片[阵元]）2、反射板（底板）3

3、、功率分配网络（馈电网络）4、封装防护（天线罩）馈电网络天线组成部件一、天线辐射原理振子反射板天线罩京信通信未来无限延伸三、天线分类二、天线主要性能参数四、电调天线介绍一、天线辐射原理二、天线主要性能参数无论天线还是其他通信产品，总是在一定的频率范围（频带宽度）内工作，其取决于指标的要求。通常情况下，满足指标要求的频率范围即可为天线的工作频率。一般来说，在工作频带宽度内的各个频率点上，天线性能是有差异的。因此，在相同的指标要求下，工作频带越宽，天线设计难度越大。天线工作频率辐射参数主瓣；副瓣；半功率波束宽度；增

4、益；波束下倾角；前后比；交叉极化鉴别率；上旁瓣抑制；下零点填充；天线辐射方向图二、天线主要性能参数10dB波束宽度120°(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB60°(eg)峰值峰值-3dB峰值-3dB3dB波束宽度半功率波束宽度：在方向图主瓣范围内，相对最大辐射方向功率密度下降至一半时的角域宽度，也叫3dB波束宽度。水平面的半功率波束宽度叫水平面波束宽度；垂直面的半功率波束宽度叫垂直波束宽度。二、天线主要性能参数水平面波束宽度每个扇区的天线在最大辐射方向偏离±60º时到达覆盖边缘，需要切换到相邻扇区工作。在

5、±60º的切换角域，方向图电平应该有一个合理的下降。电平下降太多时，在切换角域附近容易引起覆盖盲区掉话；电平下降太少时，在切换角域附近覆盖产生重叠，导致相邻扇区干扰增加。二、天线主要性能参数理论仿真和实际应用结果表明：在密集建筑的城区，由于多径反射严重，为了减小相邻扇区之间的相互干扰，在±60º的电平下降至-10dB左右为好,反推半功率宽度约为65º；而在空旷的郊区，由于多径反射少，为了确保覆盖良好，在±60º的电平下降至-6dB左右为好，反推半功率宽度约为90º。水平面波束宽度、波束偏斜及方向图一致性决定了覆

6、盖区方位向的性能好坏。垂直面波束宽度及电下倾角精度：决定了网络覆盖区中距离向性能的好坏。观察图3-1的垂直面方向图。波束应该适当下倾，下倾角度最好使得最大辐射指向图3-1中目标服务区的边缘。如果下倾太多（黄色），服务区远端的覆盖电平会急剧下降；如果下倾太少，覆盖在服务区外，且产生同频干扰问题。二、天线主要性能参数图3-1垂直面波束下倾角的设置电下倾角度：最大辐射指向与天线法线的夹角。二、天线主要性能参数夹角法线方向最大辐射方向前后比抑制同频干扰或导频污染的重要指标通常仅需考察水平面方向图(?)的前后比,并特指后

7、向±30°范围内(?)的最差值。前后比指标越差，后向辐射就越大，对该天线后面的覆盖小区造成干扰的可能性就越大。特殊应用中才会考察垂直面方向图的前后比，比如基站背向区域有超高层建筑物。后向功率前向功率二、天线主要性能参数P1天线理想辐射单元P2G=10log(P1/P2)P0系指天线在某一规定方向上的辐射功率通量密度与参考天线（通常采用理想点源）在相同输入功率时最大辐射功率通量密度的比值。天线增益二、天线主要性能参数19天线增益、方向图和天线尺寸之关系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

8、站天线重要的参数之一。天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。增益越高，天线长度越长。二、天线主要性能参数增益：影响覆盖距离指标合理选择增益！！！提高天线增益，覆盖的距离增大，但同时会压窄波束宽度，导致覆盖的均匀性变差。天线增益的选取应以波束和目标区相配为前提，为了提高增益而过分压窄垂直面波束宽度是不可取的，只有通过优化方案，实现服务区外电平快速下降、压低旁瓣和后瓣，降低交叉极