全向天线方向图

全向天线方向图
在振子的轴线方向上辐射为零，最大 辐射方向在水平面上
在水平面上各个方向上的 辐射一样大
定向天线的水平及垂直方向图
方向图
一个单一的对称振子具有“面包圈” 形的方向图
顶视
侧视
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
方向图旁瓣显示
上旁瓣抑制

• 波束下倾用于
– 控制覆盖 – 减小交调
天线的下倾
无下倾 10度电 下倾
6度电 下倾 +4度 机械 下倾
10度机械 下倾
电下倾的产生
移相器
无下倾时
在馈电网络中 路径长度相等
有下倾时
在馈电网络中 路径长度不相等
机械下倾与电下倾的比较

天线波束下倾通常采用下列三种方法及其组合：机械 下倾、预置电下倾、可调电下倾（电调天线）。 预置电下倾天线与电调天线原理基本相似，只是其预 置倾角是固定不能调整的（可同时结合机械下倾）。 成本上电调天线最高，预置电下倾天线次之，机械下 倾天线最低。
天线的作用
将传输线中的高频电磁能转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 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天 线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由 天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到 无线电接收机。
天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备， 没有天线也就没有无线电通信。

双极化天线
两个天线为一个整体
传输两个独立的波
两个单极化天线安装在一起组成一付双极化天线， 注意，双极化天线有两个接头，双极化天线辐射（ 或接收）两个极化在空间相互正交（垂直）的波
V/H (垂直/水平)
倾斜 (+/- 45°)
天线的极化
天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向
垂直极化
水平极化

天线方向图


天线方向图是空间立体图形，但是通常用两个互相垂直的主平面內 的方向图来表示，称为平面方向图；一般叫作垂直方向图和水平方 向图 水平方向图有全向天线与定向天线之分，而定向天线的水平方向图 的形状也有很多种，如心型、8字形等 天线具有方向性本质上是通过振子的排列以及各振子馈电相位的变 化来获得的，在原理上与光的干涉效应十分相似。因此会在某些方 向上能量得到增强，而某些方向上能量被减弱，即形成一个个波瓣 或波束和零点。能量最强的波瓣叫主瓣，上下次强的波瓣叫第一旁 瓣，依次类推。对于定向天线，还存在后瓣。
GSM/CDMA基站天馈系统
5 7/8〞馈线卡子 用于固定主馈线，在垂直方向，每间隔1.5米装一个，水平方向 每间隔1米安装一个（在室内的主馈线部分，不需要安装卡子， 一般用尼龙白扎带捆扎固定）。 常用的7/8〞卡子有两种；双联和三联。 7/8〞双联卡子可固定两根馈线；三联卡子可固定三根馈线。 6 走线架 用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。 7 馈线过窗器 主要用来穿过各类线缆，并可用来防止雨水、鸟类、鼠类及灰 尘的进入。 8 防雷保护器（避雷器） 主要用来防雷和泄流，装在主馈线与室内超柔跳线之间，其接 地线穿过过线窗引出室外，与塔体相连或直接接入地网。
蜂窝单元内的手提电话信号
下倾Downtilt

天线下倾是常用的一种增强主服务区信号电平，减小对其他小区干扰的一种重要手 段。通常天线的下倾方式有机械下倾、电子下倾两种方式。机械下倾是通过调节天 线支架将天线压低到相应位置来设置下倾角，而电子下倾是通过改变天线振子的相 位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线的 垂直方向图下倾。在采用电子下倾角的同时可以结合机械下倾一起进行。 电子下倾天线一般倾角固定，最新的技术是倾角可调的电子下倾天线，通常称作电 调天线
+ 45度倾斜的极化
- 45度倾斜的极化
极化方式的对比(1)

垂直单极化天线与双极化天线：

从发射的角度来看，由于垂直于地面的手机更容易与垂直极化信号 匹配，因此垂直单极化天线会比其他非垂直极化天线的覆盖效果要 好一些，特别是在开阔的山区和平原农村就更明显。 实验证明在开阔地区的山区或平原农村，这种天线的覆盖效果比双 极化±45° 天线更好，但在市区由于建筑物林立，建筑物内外的金 属体很容易使极化发生旋转，因此无论是单极化还是± 45 ° 双极 化天线在覆盖能力上没有多大区别
基站天馈系统示意图
3接头密封件 绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带
GSM/CDMA 板状天线 4接地装置 主馈线（7/8“）
9室内超柔馈线 2室外馈线
6走线架
5馈线卡 7馈线过线窗
8防雷保护器 基站主设备
GSM/CDMA基站天馈系统
1天线调节支架 用于调整天线的俯仰角度，范围为：0°~15 °； 2 室外跳线 用于天线与7/8〞主馈线之间的连接。常用的跳线采用1/2 〞 馈线， 长度一般为3米。
前后抑制比

方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。前后比大，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。 一般天线的前后比在18~ 45dB之间，对于密集市区要积极采用前后比抑制大的天线
后向功率 以dB表示的前后比 = 10 log
(前向功率) (反向功率)
零点填充和上副瓣抑制

旁瓣抑制与零点填充
（Elevation Upper Side lobes & Null Fill）

基站的服务对象是地面上 的移动电话用户，指向天 空的辐射是毫无意义的。
零点填充和上副瓣抑制
低上旁瓣能减少干扰 下旁瓣零值填充减小塔下黑
低上部旁瓣波形
来自邻近蜂窝单元的干扰信号
GSM/CDMA基站天馈系统
9 室内超柔跳线 用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之间的连接，常用的跳线采 用1/2〞超柔馈线，长度一般为2~3米。 由于各公司基站主设备的接口及接口位置有所不同，因此室内超柔 跳线与主设备连接的接头规格亦有所不同，常用的接头有7/16DIN 型、有N型。有直头、亦有弯头。 10 尼龙黑扎带 主要有两个作用： （1）安装主馈线时，临时捆扎固定主馈线，待馈线卡子装好后， 再将尼龙扎带剪断去掉。 （2）在主馈线的拐弯处，由于不便使用馈线卡子，故用尼龙扎带 固定。室外跳线亦用尼龙黑扎带捆扎固定。 11 尼龙白扎带 用于捆扎固定室内部分的主馈线及室内超柔跳线。
前向功率
典型值为 25dB 左右
目的是有一个尽可能小的反向功率
传输线
连接天线和发射（或接收）机输出（或输入）端的导线称为传输线
或馈线。传输线的主要任务是有效地传输信号能量。 因此它应能将天线接收的信号以最小的损耗传送到接收机输入端，或 将发射机发出的信号以最小的损耗传送到发射天线的输入端，同时它本身 不应拾取或产生杂散干扰信号。这样，就要求传输线必须屏蔽或平衡。 当传输线的几何长度等于或大于所传送信号的波长时就叫做长传输线， 简称长线。


机械下倾与电下倾的比较

不同的下倾方式对后瓣的不同影响
电调下倾与机械下倾在对后瓣的影响方面也不同，电调下倾会使得后瓣的影响得到进一步的
控制，而机械下倾可能会使后瓣的影响扩大。

机械下倾较大时，该天线辐射信号会通过后瓣传播到背面方向的高 层建筑物内，从而导致额外的干扰
基站天馈系统
1天线调节支架 抱杆（50~114mm）
极化方式

移动通信天线的极化方式有单极化天线、双极 化天线两种，其本质都是线极化方式，双极化 天线利用极化分集来减少移动通信系统中多径 衰落的影响，提高基站接收信号质量的，通常 有0°/90°、±45°两种 对于GSM频段水平极化波的传播效果不如垂直 极化，因此目前很少采用0°/90°的交叉极化 天线
3 接头密封件
用于室外跳线两端接头（与天线和主馈线相接）的密封。常用的 材料有绝缘防水胶带（3M2228）和PVC（绝缘胶带3M33+）。 4 接地装置（7/8〞馈线接地件 ）
主要是用来防雷和泄流，安装时与主馈线的外导体直接连接在一 起。一般每根馈线装三套，分别装在馈线的上、中、下部位，
接地点方向必须顺着电流方向。

下倾方式选择原则
下旁瓣抑制
形成定向辐射的原理
反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线
天线
(顶视)
“全向阵” 例如在接收机中为4mW功率
“扇形覆盖天线 ” 将在接收机中有8mW功率
在“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
传输线的种类



超短波段的传输线一般有两种：平行双线传输线和同轴电 缆传输线；微波波段的传输线有同轴电缆传输线、波导和 微带。 平行双线传输线由两根平行的导线组成，它是对称式或平 衡式的传输线，这种馈线损耗大，不能用于UHF频段。 同轴电缆传输线的两根导线分别为芯线和屏蔽铜网，因铜 网接地，两根导体对地不对称，因此叫做不对称式或不平 衡式传输线。 同轴电缆工作频率范围宽，损耗小，对静电耦合有一定的 屏蔽作用，但对磁场的干扰却无能为力。使用时切忌与有 强电流的线路并行走向，也不能靠近低频信号线路。

极化式的对比(2)

从接收的角度来看，由于单极化天线要用两根天线才能实现分集接 收，而双极化天线只要一根就可以实现分集接收，因此单极化天线 需要更多的安装空间，且在以后的维护工作方面要比双极化天线要 大，至于空间分集与极化分集增益差别不大，一般空间分集增益在 3.5dB左右。 从天线尺寸方面来说由于双极化天线中不同极化方向的振子即使交 叠在一起也可保证有足够的隔离度，因此双极化天线的尺寸不会比 单极化天线更大