移动信道的电波传播与天线
4、场分量分集
电磁波的E场和H场载有相同的消息， 而反射机理不同，是互不相关的； 场分量分集不要求天线间有实体上的 间隔， 可用于较低工作频段，而当工 作频率较高时，可以容易地实现空间 分集。
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5、角度分集
使电波通过几个不同路径，并以不同 角度到达接收端；而接收端利用多个 方向性尖锐的接收天线分离出不同方 向来的信号分量； 这些分量具有互相独立的衰落特性， 因而可以实现角度分集。分离方法：相关接收来自移动信道的电波传播与天线
Rake接收技术
在扩频通信中，利用伪随机码的 相关特性，对接收信号中可分辨 的多径分量分别进行跟踪、接收， 对输出基带信号进行合并，这种 接收方式称为Rake接收。
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多径分集的合并方式
对多径信号检测获得的多个相互独立的 信号进行采样，并以适当的方式合并这 些采样值。 常用的合并准则： 最大信噪比准则 自适应合并准则 最强路径准则 等增益合并准则
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独立衰落信号的特点
如果一条无线传播路径中的信号 经历了深度衰落，而另一条相对独 立的路径中可能仍包含着较强的信 号。
t
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分集接收的含义
分散传输：使接收端能获得多 个统计独立的、携带同一信息 的衰落信号； 集中处理：把收到的多个统计 独立的衰落信号进行合并以降 低衰落的影响。
M M 2 k
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最大比值合并示意图
a1 接收机 1 a2 接收机 1 Σ
rk ∑ k ≡ 1 Nk
M
2
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等增益合并
无需对信号加权，各支路的信号等 增益相加，输出的信号包络为：
rE rk
k 1 接收机 1
∑ 接收机 1
M
rk ∑ k =1
M
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3、天线的增益
天线增益系数是方向系数与天线 效率的乘积，方向图主瓣越窄， 副瓣越小，增益就越高。 在同等条件下，天线增益越高， 电波传播的距离越远，一般基地 台天线都采用高增益天线，
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4、天线的输入阻抗
天线的输入阻抗为输入端电压 与输入端电流之比。 为使天线能获得最大的功率， 应使天线输入阻抗与馈线特性 阻抗匹配。
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基站常用天线
基地固定式通信设备天线，主要 有全向天线和定向天线两种； 受通信范围要求，基地固定式天 线一般采取高架。
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1、高增益全向天线
半波偶极子天线：将半波振子垂 直排列组成，水平方向图不变，垂 直方向性将增强；可以是二单元、 四单元或六单元。 直立鞭天线 同轴偶极天线 布朗天线
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并行相关Rake接收机
相关器1 合 IF信号 A/D 相关器3 信号搜寻 相关器2 并 去交织
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发送分集
利用线性系统的互易原理，将基 站的分集接收等效地搬至发送端实 现，改善移动台的接收性能。 移动信道是一个复杂的非线性系 统，但一般也可看作近似的线性时 变系统。
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水平波瓣
全向天线的水平波瓣宽度为360度
后瓣
主瓣
第一副瓣
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垂直波瓣
基站定向天线的垂直波瓣宽度 为10度左右； 对于同一种类的天线，增益相 同时，水平波瓣越宽，垂直波 瓣就越窄； 较窄的垂直波瓣会在基站近端 产生信号“死区” 。
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2、定向天线
用于扇形的信号覆盖，在移动通 信中也称扇区天线； 天线增益更高，有利于控制天线 覆盖范围，减小对邻近小区的影响。
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角反射天线 板式天线 引向天线（八木天线）
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泄漏同轴电缆
用于隧道等特殊环境的覆盖要求； 场强分布均匀、可控性高，工作频带 宽、兼容性好。
r(t ) a1r1 (t ) a2r2 (t ) aM rM (t ) ak rk (t )
k 1 M
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1、选择式合并
检测所有分集支路的信号，选 择其中信噪比最高的那一个支 路的信号作为合并器的输出。 信号表达式中的加权系数只有 一项为1，其余均为0。
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终端天线
车载台天线：吸盘鞭天线 手持台天线：螺旋鞭天线、环形 天线
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如何选择天线架设地点？
选择天线架设位置应注意的问题：
1、 天线的发射或接收方向应避开障碍物（楼房、 铁塔、桥梁等）；
2、 天线架设地点应尽量远离干扰源（高压线、 航线、铁塔、公路等）；
天馈系统如何防水？
天线与馈电线主要是靠连接器连 接，采用防水胶泥和防水胶带进行 密封 馈线进入室内处弯一个返水弯， 避免雨水沿馈线进入室内。
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如何防雷
基站天线附近要装置避雷针。
–避雷针在可能条件下应尽量远离天线，以免影 响天线方向性； –保护角应小于45o； –避雷针一定要连接大地
空间分集的接收机至少需要两副相隔距离为 d的天线，间隔距离d与工作波长、地物及天 线高度有关，在移动信道中， 通常取：
市区 d=0.5λ
郊区
d=0.8λ
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空间分集工作示意图
1 2
G1 G1
天线
m
G1 可变增益
切换 逻辑 或解 调器
输出
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2、频率分集
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分集方式分类
宏分集：减小大尺度衰落的分 集技术；
“多基站”分集
微分集：减小小尺度衰落影响 的分集技术。
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微分集的种类
空间分集 时间分集 频率分集 极化 分集 场分量分集 角度分集
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2、空间分集
空间分集的依据在于快衰落的空间独立性。
3、 天线应尽量架设在附近的制高点： 4、 若几付天线同时工作，应特别注意左右和上 下的间距，防止耦合干扰。
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如何检测天馈系统？
在发射机和天馈系统之间串接通 过式功率计，检验发射机功率和反 射功率的大小； 通过驻波比检测来判断天馈系统 是否正常。
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天线的种类
按工作频段分：短波、超短 波、微波 按用途分：基地台、移动台 按方向性分：全向、定向 按结构分：线状、面状、天 线阵列
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常用短波天线
鞭天线（顶端加载） 双匝环天线 三匝环天线 斜天线 双极天线，笼形天线 菱形天线 行波天线
不同合并方式的性能对比
在相同分集重数情况下，最大比值合并方式 改善信噪比最多，等增益合并方式次之； 在分集重数较小时，等增益合并的信噪比改 善接近最大比值合并，是一种较实用的合并 方式；
选择式合并只利用了最强的一路信号，而其 它各支路信号都没有被利用，所得到的信噪 比改善量最少。
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5、工作频带
天线的各种电性能参数不超过允 许范围时，所对应的工作频率宽 度即为天线工作频带。 对频分双工的收发共用天线，必 须考虑天线的工作频带宽度。
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6、天线极化方式
分为线极化天线、圆极化天线 和椭圆极化天线； 基站多采用线极化方式，又分 为垂直极化和水平极化方式；
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天线参数
移动通信中讨论天线的性能主要关 心其信号覆盖范围和辐射强度。 决定天线性能因素有些与天线本身 无关，如天线架设高度等。 有些因素与天线的设计生产工艺相 关，这些因素称为天线参数。
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主要的天线参数
方向图 增益 工作频带 效率 输入阻抗 极化方式
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全向天线
全向天线由 于其无方向 性，所以常 用在一点对 多点通信的 中心台。
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定向天线
定向天线具有 最大辐射或接 收方向，因此 能量集中，增 益相对较高， 适合于远距离 点对点通信。
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波瓣宽度
天线方向图的最大辐射功率所 在的波瓣称为主瓣，其余为副 瓣； 主瓣最大辐射方向两侧，辐射 强度降低3 dB的两点间的夹角 定义为波瓣宽度。
频率分集方式是指用两个或两个 以上的频率来传送相同的信息的 方式。
频率分集的工作原理是基于在信 道相干带宽之外的频率上不会出 现同样的衰落。
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3、极化分集
基本工作原理：空中的水平极化 和垂直极化路径是非相关的。 使用水平和垂直两个正交的分集 支路，也称正交极化分集； 可看作是一种特殊的空间分集方 式，只使用两副天线，且天线间距 缩短。
天线下倾调整
限制信号在所服务的小区 范围内，减小“死区”，降低 对其它小区的干扰。 机械下倾：小于10度
电调下倾：角度可调，后瓣同
时下倾
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2、天线效率
天线效率定义为：天线辐射功率 Pr与天线输入功率Pin之比； 天线辐射功率与所消耗的功率Ps 之和为输入功率。
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天线的工作原理
电磁波从发射天线辐射出来后， 向四面传播出去形成电磁场。 在交变电磁场中放置一导线，在 电磁波的作用下，导线会产生感应 电动势。 该导线与接收设备相连，在接收 设备的输入端就会产生高频电流。
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天线的互易原理
发信天线和收信天线都属于能 量变换器，具有“可逆性”； 天线用作发信时的参数和收信 时的参数保持不变，这就是天 线的互易原理。