基站天线理论及应用.ppt

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1、基站天线基础理论及其应用主题关于无线传播原理天线的作用天线的常见参数天线的类型天线的隔离天线的参数调整无线传播的链路预算关于直放站天线关于无线传播原理无线电波在空中传输方式电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场关于无线传播原理1、快衰落----即瑞利衰落，由多径传播造成，衰落速率最快为每秒2V÷λ次。2、慢衰落----也称地形衰落，由于地形起伏和沿途建筑物的不一，中值场强会在大范围内产生慢衰落，亦称阴影效应，服从对数正态分布。3、远近效应----由移动站位置不同引起。4、噪声干扰----由人为产生。5、方向性----由天线的辐射方向性和电磁波反射、折射产生。关于无线传播原

2、理多径传输电波遇到障碍物如山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物，会产生反射。因此，到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种现象就叫多径传输。天线的作用基站天线是移动通信网络与用户手机终端进行空中无线联结的设备。天线是能量置换设备，是无源器件。天线辐射时将高频电流转换为电磁波，将电能转换电磁能。天线接收时将电磁波转换为高频电流，将磁能转换为电能。天线的性能质量直接影响移动通信网络的覆盖和服务质量不同的地理环境和不同服务要求需要选用不同类型、不同规格的天线。上行链路下行链路空中接口天线的作用在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把“面包圈”压成扁平的。天线的

3、功能:控制辐射能量的去向一个单一的对称振子具有“面包圈”形的方向图顶视侧视天线常见参数输入阻抗（天线馈电端输入电压和输入电流的比值，一般是50欧）最佳情形：等于纯电阻，且等于馈线的特性阻抗，Z随f变化比较平缓匹配的优劣：行波系数反射系数驻波比回波损耗Z=X+jY?=X天线常见参数驻波比VSWR(行波系数的倒数,0到无穷之间,一般要求小于1.5,实际应用应该小于1.2)1：表示完全匹配反射功率=0无穷：表示完全反射（完全失配）反射功率=发射功率驻波比过大的影响：电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放管。影响通信系统正常工作，减小基站

4、的覆盖并且造成系统内干扰加大天线常见参数回波损耗（反射系数绝对值的倒数，0dB到无穷，一般要求大雨14dB）0：表示完全反射（完全失配）无穷：表示完全匹配天线常见参数极化方式A（线极化、圆极化、椭圆极化）（天线辐射时的电场强度方向）垂直极化波水平极化波贴近地面时产生极化电流受大地阻抗影响，产生热能使电信号急剧衰减不易产生极化电流避免能量大幅衰减，保证信号有效传播移动通信系统一般采用垂直极化的传播方式天线常见参数极化方式B（双极化天线）组合了两副+/-45度极化方向正交的天线，同时工作在收发双工模式节省同一扇区的天线数量，有效保证分集接收的效果，极化分集增益约5dB,比单

5、极化方式增加2dB垂直极化水平极化+/-45度极化天线常见参数增益衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，决定蜂窝边缘的信号。电平天线本身并没有增加所辐射信号的能量，它只是通过天线阵子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一方向。天线增益不但与阵子单元数量有关，还与水平半功率角和垂直半功率角有关。提高天线增益的主要措施：减小垂直波瓣宽度，在水平方向上保持全向辐射性能提高天线增益的直接后果：增大网络覆盖范围确定的覆盖区内提高增益余量dBi=dBd+2.15对应点源对应对称阵子天线dBm表征的是功率绝对值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）dB是一个表征相对值的值，当考虑

6、甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）dBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。天线常见参数方向图水平波瓣图垂直波瓣图最大值主瓣第一旁瓣零点天线常见参数波瓣宽度（天线的辐射图中低于峰值3dB处所成夹角的宽度-半功率角）垂直波瓣影响小区对应方向的覆盖半径水平波瓣影响小区交界处的覆盖增

7、大有利于扇区交界覆盖。当俯仰角增大时，大H波瓣角容易发生波束畸变，形成越区市区基站间距小，宜采用水平波瓣小，垂直波瓣小的天线减小有利于控制扇区覆盖。当俯仰角增大时，不容易发生波束畸变，偏移主波束能量急剧衰减天线常见参数（波瓣宽度）天线常见参数前后比（天线对后瓣抑制的好坏，一般在18dB到45dB之间,优先考虑30dB以上）前后比差的直接后果：后瓣产生越区覆盖切换关系紊乱产生掉话前后比=10lg(前向功率密度/反向功率密度）天线常见参数零点填充（天线对后瓣抑制的好坏，一般在18dB到45dB之间,优先考虑30dB以上）零点填充性能差的直