3dB Beamwidth Peak - 3dB
65° (eg)
Peak
Peak - 3dB
水平波瓣3dB宽度
定向天线： 65°/90°/105°/120 ° 全向天线： 360°
从上往下看方向图
垂直波瓣3dB宽度
定向天线 全向天线
从前往后看方向图
水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度
• 天线辐射的大部分能量都集中在波瓣宽度内，波瓣宽度的大小反映了 天线的辐射集中程度。 • 全向天线的水平波瓣宽度为360，定向天线的水平波瓣宽度有25 、 65、90、105、120、180等，常用65、90； • 天线的垂直波瓣宽度一般在3～80之间，基站采用较多的是5～18 的天线。
增益
全向辐射器
理想点源（无损耗均匀辐射）
2.15dB
eg:
0dBd = 2.15dBi
• 常用单位：dBd 和 dBi
理想半波振子 – dBi：表示天线在最大辐射方向场强相对于全 向辐射器的参考值。 – dBd: 表示天线在最大辐射方向场强相对于半 波振子的参考值 – 两者有一个固定的差值：dBi=dBd+2.15
振子
交变电流
振子
天线基础－半波振子(Dipoles)
对称振子：两臂长度相等的振子叫做对称振子。 半波对称振子：每臂长度为四分之一波长，全长为二分之一波长的振子， 称半波对称振子。 对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对 称振子可简单地、单独立地使用，也可采用多个半波对称振子组成天线 阵列。
– S111基站：一般选用水平波 瓣宽度为65，垂直波瓣宽度 为7～10的天线，天线增益 在15～18dBi之间 – S110或定向单扇区基站：可 以选用水平波瓣宽度为65、 90甚至更宽的天线，根据覆 盖需求选用；垂直波瓣及增 益选择同S111站型 – 全向基站：选用增益较小、 带电子下倾的天线
•
极化分集（水平极化和垂直极化各自收发信号）
–每个载频的每个扇区使用一个45°双极化天线就可以完成分集接收，两个相 互垂直的45°极化是正交极化，有较好的分集接收能力。
方向图（Pattern）
发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐 射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。 但实际 中的天线辐射图都比较复杂，称之为天线方向图。
工作频段(Frequency Range)
天线的工作频段必须与所设计系统的频段相对应，从降低带 外干扰信号的角度考虑，所选天线的带宽刚好满足频带要求 即可。
中国电信800MHz的CDMA占用的带宽： 反向链路带宽：825MHz——835MHz； 前向链路带宽：870MHz——880MHz
输入阻抗(Impedance)
dBm能很容易表示一个很大的数
1W
10W
10^3mW
10^4mW
30dBm
40dBm
100W
1000W 10^nW
10^5mW
10^6mW 10^(n+3)mW
50dBm
60dBm (30+10*n)dBm=10*(n+3)dBm
dBm dB dBd dBi
dBm能很容易表示一个很小的数 1W 0.1W 0.01W 0.001W 0.0001W 10^3mW 100mW 10mW 1mW 0.1mW 30dBm 20dBm 10dBm 0dBm (-10)dBm (-20)dBm
天线分集方式
常用的天线分集方式主要有 空间分集、极化分集、时间分集 、
频率分集等多种方式 。
• 空间分集（两个以上的天线收发信号）
当两个接收天线间隔一定距离，就可接收到具有不同衰落包络的同一个信 号，这两个信号的相关系数小于0.7 ，就可满足分集接收要求。 空间分集对天线安装提出了要求： –D>10λ h/D≤11 –h是天线高度，D是天线间隔，λ 是电磁波的波长 –空间分集天线仅采用在水平方向的间隔。
天线电气性能参数
Blah bl ah blah bl ah
• • • • • •
半波振子 工作频段 电压驻波比 极化方式 增益 方向图
• • • • • • •
波束宽度 下倾角 方位角 前后比 输入阻抗 波瓣抑制和零点填充 天线口隔离
天线原理—振子
• 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。通常将能够产生显著辐 射的直导线称为振子。 • 振子的角度与电磁波辐射能力的关系
• 天线的增益、水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度密切相关，一般来说，天 线的波瓣宽度越小，其增益越大，在确定这三个参数时，需一起考虑
• 方向图中主瓣越窄，副瓣越小，增益越高
水平和垂直波瓣宽度的选取原则
• 对不同传播环境、不同地形地貌，天线的水平波瓣宽度、垂直波瓣 宽度一般可遵循下面的原则选取：
水平波瓣宽度
dBw
0.00001W 0.01mW 10^(-n)mW
-10*n dBm
结论：10^(m) mW=10*m dBm
dBm dB dBd dBi
dBm与W之间的对应关系 1W 30dBm
dBw
功率侧加倍，dBm侧加3dBm
2W
4W
33dBm
36dBm
功率侧减1倍，dBm侧减3dBm
24dBm = 0.25W 21dBm = 0.125W
Horizontal
- 45degree slant
单极化
极化方式 (Polarization)
V/H (Vertical/Horizontal)
Slant (+/- 45°)
双极化
极化方式 (Polarization)
单极化天线多采用垂直极化
双极化天线多采用45双极化
天线极化方式的选取原则
• 50
Antenna Cable 50 ohms 50 ohms
输入阻抗(Impedance)
天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流 的比值。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗 是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功 率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变 化比较平缓。天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中 的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。 匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波 系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值 关系，使用那一个纯出于习惯。在我们日常维护中，用 的较多的是驻波比和回波损耗。一般移动通信天线的输 入阻抗50Ω。
波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能。
天线极化 (Polarization)
• 无线电波的极化：无线电波在空间传播时，其周围形成的场是按一 定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。 • 无线电波的电场方向称为电波的极化方向。
Vertical + 45degree slant
天线基本知识及天线选型
学习目标 • 学习完此课程，您将会： –了解半波振子天线 –了解增益、方向图、下倾角、电压驻波比等 天线的电气性能参数 –了解天线尺寸、天线抱杆等天线的机械性能 参数 –了解天线的选型
课程内容
• 天线简介 • 基站天馈系统的结构 • 天线电气性能参数及选型 • 天线机械参数及选型 • 室内分布系统天线及选型
了解
回波损耗(Return Loss)
Forward: 10W
50 ohms
Backward: 0.5W
80 ohms
9.5 W
回波损耗Return Loss： 10log(10/0.5) = 13dB
驻波比VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
电压驻波比 电压驻波比: (VSWR)
定向天线
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所 具有的发射或接收电磁波的能力。
波束宽度（Beamwidth 方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其 ）
余的瓣称为副瓣或旁瓣。 波瓣宽度：在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低 3 dB（功率密度 降低一半）的两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称 波束宽度 或 主瓣 宽度 或 半功率角）。波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远， 抗干扰能力越强。 （ 还有一种是辐射强度减低10dB 的天线） 分为水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度
对基站数目较多、覆盖半径 较小、话务分布较大的区域， 水平波瓣宽度应选得小一点。 对覆盖半径较大，话务分布 较少的区域，水平波瓣宽度 应选得大一些。
垂直波瓣宽度
对地形平坦，建筑物稀疏， 平均高度较低的区域，垂直



波瓣宽度可选得小一点。

对地形复杂、落差大的区域， 垂直波瓣宽度可选得大一些。
水平和垂直波瓣宽度的选择建议1 • 城区
课程内容
• 简介
• 基站天馈系统结构
• 天线电气性能参数介绍及选型
• 天线机械参数介绍及选型
• 室内分布系统的天线选型 • 美化天线介绍
基站天馈系统结构
天线
1/2 跳线
1/2 跳线 避雷器
7/8 主馈线
BTS设备 机柜
基站天馈系统结构
课程内容
• 简介 • 基站天馈系统结构 • 天线电气性能参数及选型 • 天线机械参数及选型 • 室内分布系统的天线选型 • 美化天线介绍
Wavelength 1/4 Wavelength 1/2 Wavelength 1/4 Wavelength 1/2 Wavelength Dipole
1900MHz ：166mm 800MHz ：375mm
半波振子 (Dipoles)
1Байду номын сангаас dipole