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1.天线原理及选型


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。

走线架
用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。

馈线过窗器
主要用来穿过各类线缆,并可防止雨水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。

天线增益一般常用dBd和dBi两种单位。dBi用于表示天线在最大辐 射方向场强相对于全向辐射器的参考值;而相对于半波振子的天 线增益用dBd表示:

0dBd=2.15 dBi
天线增益

板状天线的高增益是通过多个基本振子排列成天线阵而合成。
例:1个 对称振子
接收功率:1mW
4个对称振子组阵
接收功率:4 mW

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。
基站天馈系统

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臵有所不 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。

VSWR=(1+)/(1- )=1.57

一般要求天线的驻波比小于1.5,驻波比是越小越好,但工程上没 有必要追求过小的驻波比。
旁瓣
上副瓣 (dB)
下副瓣 (dB)
旁瓣抑制与零点填充
旁瓣抑制与零点填充
课程内容
天线原理 天线选型
天线选型

选择天线时,涉及的参数很多,其中:
辐射方向图、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ益、水平波瓣宽度、垂直波瓣宽度、下倾方式等参
数,需要根据覆盖区内的地形、地物、基站高度、覆盖半径来选取;
其它参数的选择相对简单,根据所设计系统的情况确定。
基站天馈系统
1 天线调节支架 抱杆(50~114mm)
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

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。

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。
天线选型

根据基站覆盖类型大致分为:
电下倾情况下的波束覆盖
无下倾
电下倾
机械下倾情况下的波束覆盖
无下倾
机械下倾
下倾比较
10°电下倾
6° 电下倾 + 4° 机械下倾
10°机械下倾
前后比

方向图中,前后瓣最大电平之比称为前后比。
后向功率
前向功率
室外基站天线前后比一般应大于25dB较好
天线的输入阻抗

天线和馈线的连接端,即馈电点两端感应的信号电压与信号电流 之比,称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。 输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。因 此,必须使电抗分量尽可能为零,使天线的输入阻抗为纯电阻。
为赫芝;λ为波长,单位为米。由上述关系式不难看出,同一频率的无线电波 在不同的媒质中传播时,速度是不同的,因此波长也不一样。
波长
无线电波和超短波的基本知识

无线电波的极化
无线电波在空间传播时,其电场方向是按一定的规律而变化的,这
种现象称为无线电波的极化。
天线原理

什么是天线?
把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... 收集无线电波并产生电信号
驻波比

天线驻波比是表示天馈线与基站匹配程度的指标。它的产生是由 于入射波能量传输到天线输入端后未被全部辐射出去,产生反射 波,迭加而成的。假设基站发射功率是10W,反射回0.5W,由此可 算出回波损耗:RL=10lg(10/0.5)=13dB,计算反射系数:RL=-20lg, =0.2238
天线工作频段和极化方式
在城区,基站数目较多,每个基站的覆盖
半径较小,考虑到安装方便,加上城区基 站调整可能性比较大,建议采用双极化天 线。


在郊区和农村,基站数目较少,覆盖半径 较大,采用空间分集可以增强基站接收效 果,可以采用单极化天线。
天线辐射方向图

基站天线按照辐射方向图可以分为全向天线和 定向天线。
一个天线与对称振子相比较 的增益用“dBd”表示 一个天线与各向同性辐射器 相比较的增益用“dBi”表示 例如: 3dBd = 5.15dBi
天线的方向性

天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于 接收天线而言,方向性表示天线对不同方向传来的电波所具 有的接收能力。天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表 示。
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
基站天馈系统

天线调节支架
用于调整天线的俯仰角度,一般调节范围为:0°~15 °;

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。

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

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。
在 850MHz 1/2 波长振子 最佳
在 820 MHz
在 890 MHz
天线振子
天线极化

天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向。基站天线通常使用 线极化。以大地为基准面,电场矢量垂直于地面为垂直极化(VP),平 行于地面为水平极化(HP)。
全向天线在同一水平面内各方向的辐射强度是
dB dBm dBi dBuv

dB:仅仅是个相对值,dB=10log(P1/P2),比如A基站的发射功 率是 600mw,B基站是300mw,那么A基站比B基站发射功率高10lg (600/300)=3 dB,从公式中可以看出dB是表征两个功率的相对 值,是没有单位的。dB是一个无单位的量纲。


对于任一天线,我们都可通过天线阻抗调试,在要求的工作频率 范围内,使输入阻抗的虚部很小且实部相当接近 50 欧,从而使得 天线的输入阻抗为Zin = Rin = 50 欧--这是天线能与馈线处于良好的 阻抗匹配所必须的。
驻波比

驻波比(VSWR):Voltage Standing Wave Ratio
- 10dB点 Peak - 10dB Peak
Peak - 3dB
Peak - 10dB
垂直面方向图
水平波瓣3dB宽度
定向天线
全向天线
垂直波瓣3dB宽度
定向天线
全向天线
基站天线的垂直波瓣3dB宽度多在10左右。一般来说,在采用同类的天线设 计技术条件下,增益相同的天线中,水平波瓣越宽,垂直波瓣3dB越窄。
倾斜 (+/- 45°)
天线波束下倾

作用 :控制覆盖、减小干扰 两种方法:机械下倾、电调下倾
下倾对覆盖的影响
波束下倾

下倾技术的主要目的是倾斜主波束以降低朝邻覆盖区域的辐射电
平。在这种情况下,虽然在区域边缘载波电平降低了,但是干扰
电平比载波电平降低更多。
无下倾
电下倾
机械下倾
电调下倾原理示意
防水胶带(3M2228)和PVC绝缘胶带3M33+)。

接地装臵(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。
基站天馈系统

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
垂直极化
水平极化
+ 45度倾斜的极化
- 45度倾斜的极化
双极化天线

双极化天线是由极化彼此正交的两根天线封装在同一天线罩中组 成的,采用双线极化天线,可以大大减少天线数目,简化天线工程 安装,降低成本,减少了天线占地空间。在双极化天线中,通常 使用+45°和-45°正交双线极化。
V/H (垂直/水平)
当馈线和天线匹配时,高频能量全部被负载吸收,馈线上只有入射波,没有
反射波。而当天线和馈线不匹配时,也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时, 负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收,而只能吸收部分能量。入射 波的一部分能量反射回来形成反射波。VSWR越大,反射越大,匹配越差。
前向: 10W
50 ohms 反向: 0.5W 80 ohms 9.5 W
Blah blah blah bl ah
天线辐射电磁波的基本原理

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. 当导线的长度增大到可与波长相比拟时, 导线上的电流就大大增加,因而就能形成较强的辐射。通常将上 述能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
(一) 话务量高密集市区 (二) 县城及城镇地区 (三) 乡镇地区 (四) 在铁路或公路沿线及乡镇
天线工作频段和极化方式

选择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。

基站天线多采用线极化方式,其中单极化天线采用垂直线极化, 双极化天线多采用45双线极化。
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