COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统天线线基本教程1COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统天线是什么?=电信号从有线转为无线电波形式向空中发射出去=将收集的无线电波转为电信号。2COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统=无线电波是电磁能量在空中传播时的“振动”=无线电波在空中以30万公里/秒的速率传播=无线电波就象池塘水面顶部的波纹=无线电波在传播过程中会衰减无线电波3COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统=频率即“振动”的速率，或解释为在一秒内通过的波的数量（即每秒的周期数，又叫赫兹，如取一百万作为单位，则为兆赫兹） 波长低频 高频 =波长是波在两个相邻周期上的相同点的距离频率与波长4COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统A 1/2 波长偶极子的长度800MHz is 200mm 长400MHz is 400mm 长=偶极子是天线中广泛应用的一种辐射单元。=偶极子的长度与波长成正例。偶极子波长1/2 波长1/4 波长1/4 波长 1/2 波长偶极子5COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统820 MHz 的1/2 波长 180mm, 890 MHz 的 1/2 波长 170mm 天线将优化为 850MHz - 175mm 天线带宽 = 890 - 820 = 70MHz=当波长不是最优值时，性能下降=在频率范围内可保持可接受的性能水平频率范围850MHz偶极子的1/2波长 最优值890 MHz天线偶极子820 MHz6COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统俯视图侧视图=使“汽车轮胎”“扁平化”，将信号集中到地面需要覆盖的地区=一个单一偶极子的辐射能量图看起来就象一个“汽车轮胎”天线如何控制无线辐射能量走向？立体图7COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统性能的增强称为增益. 在这里，增益 = 10log(4mW/1mW) = 6dBd一个偶极子的接收机 功率为1mW（例）偶极子阵列接收机功率为 4 mW （例）集中性更强 的信号“汽车轮胎”“扁平化”控制辐射能量走向 =将偶极子组成阵列8COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统“扇形天线”中的反射板将能量聚焦到一个方向，进一步提高了天线的增益。在这个例子中，扇形天线的增益比单一偶极子的增益为：10log(8mW/1mW) = 9dBd 方向性聚焦控制无线辐射能量走向“扇形天线”接收机功率为 8mW （例）“全向阵列”接收机 功率为4mW（例）天线 （俯视图）9COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统1、增益 2、前后比 3、波瓣宽度 4、旁瓣 5、天线下倾角 6、阻抗 7、回波损耗 8、极化 9、隔离度天线线的基本特性10COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统天线通常是无源器件，它并不放大电磁信号， 天线的增益是将天线辐射电磁波进行聚束以后比起 理想的参考天线，在输入功率相同条件下，在同一 点上接收功率的比值，显然增益与天线的方向图有 关。方向图中主波束越窄，副瓣尾瓣越小，增益就 越高。可以看出高的增益是以减小天线波束的照射 范围为代价的。 增 益11COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统单一偶极子的 “汽车轮胎”形辐射图全向辐射器在各个方向上 的辐射能量相等天线相对于偶极子的增益用 “dBd” 表示 天线相对于全向辐射器的增益用 “dBi” 表示 如: 3dBd = 5.17dBi2.17dB偶极子比全向辐射器的增益高 2.17dBdBd 和 dBi12COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统前后比=前后比是指扇形天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比后向功率前向功率前后比(dB) = 10 log ，典型值约为25dB目的是尽可能减少后向辐射功率前向功率 后向功率13COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统波瓣宽度=方位角 (如水平面) 图10dB 波瓣宽度120 (eg)峰值峰值 - 10dB峰值 - 10dB60 (eg)峰值峰值 - 3dB峰值 - 3dB3dB 波瓣宽度15 (eg)峰值峰值 - 3dB峰值 - 3dB32 (eg)峰值峰值 - 10dB峰值 - 10dB=仰角(如垂直面) 图14COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统旁瓣上旁瓣抑制 (dB)下旁瓣抑制 (dB)15COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统电缆 50 欧姆天线50 欧姆阻抗=阻抗是电磁能量通过介质的一个特性=阻抗的单位为欧姆()。为实现良好的性能，阻抗需达到匹配状态80 欧姆16COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统回波损耗=阻抗的变化会干扰能量流传输的方式，并使部分能量反弹9.5 W80 欧姆50 欧姆前向: 10W回波: 0.5W此例中，回波损耗为 10log(10/0.5) = 13dBVSWR (驻波比) 是对此现象的另一种度量方法，17COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统垂直方式水平方式+ 45斜角- 45斜角极化=无线电波振动的平面称为它的极化面18COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统双极化天线=即一个单元中有两个天线=两个天线中的波是相互独立的V/H (垂直/水平)斜角 (+/- 45)19COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统隔离度=隔离度是某一极化接收到的另一极化信号的比例1000mW (即 1W)1mW该例子中，隔离度为：10log(1000mW/1mW) = 30dB20COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统交调 = 天线交调产物是指当两个或多个频率信号 经过天线时，由于天线的非线性而引起的 与原信号有和差关系的射频信号。 =在多载波T/R双工系统中必需重点考虑充分 了解其非线性特点。 =我国移动通信系统基站天线技术条件要求 ：三阶交调信号 -107dBm。 21COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统1、天线分集技术2、 遥控电调电下倾天线 网络优络优 化中的天线线22COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOComba Telecom Systems京 信 通 信 系 统=抗衰落方式：我们都很熟悉在移动通信中由于多径 传输使信号产生快衰落，衰落电平变化幅度可达 30dB，每秒钟近20次，这显然是严重的干扰。 A、 目前解决多径干涉引起的快衰落主要依靠天线的 空间分集与极化分集； B、 第三代移动通信中利用Rake接收机技术及智能天 线可以更有效的解决多径传输引起的信号快衰落效 应。网络优化中天线的作用 23COMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACOMBACO