天馈系统2详细
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移动通信天馈系统天馈系统是任何一个无线通信系统不可或缺的一个组成部分。
在发信端,它将高频传导电流转变为空间的电磁波而发送出去;在接收端,它反过来将空间电磁波转变成高频信号的传导电流输入接收机。
通常,一个移动通信的天馈系统由天线,共用设备,以及传输线共同组成。
由于天线系统在理论上涉及较深的电磁场理论,我们将不多叙述,而仅以工程实用为主,介绍其一些基本参数及主要性能。
第一节 传输线传输线的作用主要是将无线电收发设备与天线相连接。
对传输线的主要要求是损耗小,两端阻抗相匹配,足够的功率容限,阻燃防火等。
在某些特殊场合,传输线还可用来作阻抗变换用途。
一、传输线的基本参数移动通信频段使用的传输线绝大多数是同轴电缆。
它是一种外导体接地作为屏蔽层的不对称传输线。
其等效电路如图3-1所示。
图中L 、R 、C 、G 都是分布参数,分别代表传输线单位长度、电感、电阻、电容和电导。
当传输线的损耗足够小时,即ωL>>R ,ωC>>G ,其特性阻抗。
图3-1 不对称传输线的等效电路CLZ ≈0 (3-1)当两导体间全部充满相同的介质时,同轴电缆的分布电感和分布电容为:)(2)(2m FdDn C m H dDn L πεπμ== (3-2) 式中,D 和d 分别为同轴电缆的外导体和内导体直径;μ和ε分别为内外导体之间介质的绝对导磁率和绝对介电常数。
在一般情况下,介质均为非磁性物质,因此,00εεεμμμ⋅=⋅=r r 和式中μr 和εr分别为介质的相对导磁率和相对介电常数,而μ0和ε0为真空的导磁率和介电常数:)(9410)(1049070mFm H ⨯=⨯=--πεπμ将上述数值及式(3-2)代入式(3-1),则可得:dDn d D n Z r r εμεμπ60210==(3-3) 或者当1→r μ时,dD nZ rε600=二、传输线的一般性能当传输线的终端负载为Z L 时,在终端处的电压和电流分别为V L 和I L ,对于特性阻抗为Z 0的传输线,在线上任何位置的电压和电流可以表示为:ax Z V jax I I ax Z jI ax V V LL x L L x sin cos sin cos 00⋅+⋅=⋅⋅+⋅= (3-4)式中,a 为相移常数,x 为离终端的距离。
天馈介绍及维护➢ ➢天线主要用来接收UE发射过来的上行信号和发射基站输出的下行信号。
天馈系统除天线外的其它部分主要用来传输天线和基站之间的射频信号,其中塔放对接收到的上行信号进行了一定的放大。
另外天馈系统对基站还有一定的雷电保护作用,天馈系统中的避雷器将非常大的雷电流导通到地,从而大大减小了到达基站的雷电流。
天馈介绍及维护天馈系统是指在机柜机顶和天线之间,传输射频信号的设备(包括天线)。
基站天馈系统示意图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6走线架8防雷保护器5馈线卡7馈线过线窗基站主设备天馈介绍及维护3G基站可与2G基站共用天线,各自使用独立馈线,实现共天馈。
天馈介绍及维护3G基站可与2G基站共用天线和馈线,实现共天馈。
天馈介绍及维护RRU和天线安装于同一抱杆上的接地情况馈线长度小于5M无需接地馈线长度大于5M一点接地天馈介绍及维护RRU和天线不安装于同一抱杆上馈线长度小于5M一点接地馈线长度大于5M两点接地天馈介绍及维护馈线长度小于5M需两点接地馈线长度大于5M需三点接地天馈介绍及维护天馈系统检查➢ 馈线馈管排列整齐美观。
➢ 按照规范要求粘贴馈管、跳线标签,标签排列应整齐美观,方向一致。
➢ 馈管无明显的折、拧现象,馈管无裸露铜皮。
➢ 馈管最小弯曲半径应不小于馈管半径的20倍。
➢ 安装后的馈管固定夹间距应均匀,方向应一致。
➢ 馈管入室的室内、室外部分馈管应保持0.5米以上平直,避雷架两侧应有0.3m平直。
➢ 馈管布放不得交叉,要求入室行、列整齐、平直,弯曲度一致。
➢ 天线的安装位置应与设计相符。
➢ 天线应在避雷针保护区域内(逼雷针保护区域为避雷针顶点下倾45度范围内)。
➢ 天线支架与铁塔连接要求可靠牢固。
➢ 馈线密封窗的密封套上的注胶孔应朝上,密封窗板应安装在室内一侧(新馈窗无此项)。
学习记录1、基站天馈系统组成:一副天线和两根馈线组成一副天馈系统,形成一收一发工作模式。
双极化天线中,一根天线引出的两根跳线与两根馈线连接形成天馈系统。
而单极化天线,一副天线由两根天线组成,其中一根天线向外引出一跟跳线连接一根馈线,两根单极化天线连接两根馈线组成一副天馈。
2、基站天馈系统结构:基站天馈系统分为天线和馈线系统。
天线本身性能直接影响整个天馈系统性能并起着决定性作用;馈线系统在安装时匹配好坏,直接影响天线性能的发挥。
上图是基站天馈系统示意图,其组成主要包括以下几部分:(1)天线,用于接收和发送无线信号,常见的有单极化天线、双极化天线和全向天线;(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3m;(3)主馈线,目前用于移动基站的馈线主要有7/8″馈线、5/4″馈线、15/8″馈线;(4)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+);(5)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2~3m;(6)其他配件,主要有接地装置(7/8〞馈线接地件)、7/8〞馈线卡子、走线架、馈线过窗器、防雷保护器(避雷器)、各种尼龙扎带等。
3、基站天线连接错误现象分析:DT、CQT测试方面:接收信号出现偏差;手机发射功率抬高;切换频繁,切换失败较多;通话质量差;C/I提升;BLER提升,干扰质差;拨打、接通电话困难;掉话增多;GPRS附着困难;数据速率降低;话务统计分析方面:上下行链路不平衡;切换次数增多;切换失败率升高;出现干扰带;指配失败;掉话次数增多;TBF建立成功率降低;数据吞吐量下降;4、基站天线连接现象分类:✓基站小区天线正确连接;✓基站小区天线接反;✓基站小区天线交叉;✓基站小区天线“鸳鸯线”;5、基站小区天线正确连接:6、基站小区天线接反:小区主集天线是否接反,现象是:接反的2个小区覆盖方向的频点与BSC系统中配置的频点颠倒。
移动通信天馈系统1·引言1·1 编写目的本文档旨在提供有关移动通信天馈系统的详细信息,包括其定义、组成部分、功能、操作指南以及维护要求等内容,以便相关人员能够了解和使用该系统。
1·2 目标受众本文档适用于移动通信领域的专业人员、系统工程师、网络工程师以及与移动通信天馈系统相关的技术人员。
2·概述2·1 定义移动通信天馈系统是一种通过天线和馈线系统提供信号传输的通信系统。
它通常由天线、馈线、分配器、滤波器、放大器等组件组成,并与基站设备相连。
2·2 组成部分移动通信天馈系统由以下主要组成部分构成:●天线:负责将电信号转换为无线电信号,并将接收到的无线电信号转换为电信号。
它是系统与外界通信的接口。
●馈线:负责将基站设备发送的射频信号传输给天线,同时将从天线接收到的射频信号传输给基站设备。
●分配器:用于将信号分配给不同的天线。
●滤波器:用于对信号进行滤波,去除干扰信号。
●放大器:负责放大信号,以提高信号传输的质量和距离。
2·3 功能移动通信天馈系统具有以下主要功能:●实现基站设备与用户设备之间的信号传输。
●提供无线覆盖,以保证用户在通信过程中的信号稳定性和质量。
●支持多用户同时进行通信。
●支持不同频段和协议的通信需求。
●提供通信网络的容量和覆盖扩展能力。
3·系统设计和安装3·1 天线选择与布局3·1·1 天线类型选择3·1·2 天线布局要求3·2 馈线设计和安装3·2·1 馈线类型选择3·2·2 馈线布局要求3·2·3 馈线安装和连接3·3 分配器和滤波器设计和安装3·3·1 分配器类型选择3·3·2 分配器布局要求3·3·3 滤波器类型选择3·3·4 滤波器布局要求3·4 放大器选择与配置3·4·1 放大器类型选择3·4·2 放大器配置要求4·系统操作和维护4·1 系统启动与关闭4·1·1 系统启动步骤4·1·2 系统关闭步骤4·2 故障排查与维修4·2·1 常见故障类型4·2·2 故障排查步骤4·2·3 维修要求和注意事项4·3 系统性能监测与优化4·3·1 性能监测指标4·3·2 优化方法和措施5·附件本文档附带以下附件:●移动通信天馈系统设计示意图●移动通信天馈系统安装手册●移动通信天馈系统维护手册6·法律名词及注释●移动通信:指在移动终端之间进行语音、视频、数据等通信的技术和系统。
天馈系统天馈系统天馈系统是指天线向周围空间辐射电磁波。
电磁波由电场和磁场构成。
人们规定:电场的方向就是天线极化方向。
一般使用的天线为单极化的。
下图示出了两种基本的单极化的情况:垂直极化和水平极化。
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力,这就是天线的方向性。
衡量天线方向性通常使用方向图,在水平面上,辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线,有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。
全向天线由于其无方向性,所以多用在点对多点通信的中心台。
定向天线由于具有最大辐射或接收方向,因此能量集中,增益相对全向天线要高,适合于远距离点对点通信,同时由于具有方向性,抗干扰能力比较强。
天馈系统主要包括天线和馈线系统两大类。
天线主要包括a) 吸盘天线:价格适中、安装方便、增益适中,适合于安装在移动车辆上,或吸附在金属物体上。
一般增益在2.6dB、5 dB等几种。
b) 防盗天线:价格适中、安装方便、增益同吸盘天线,安装在金属箱体外时从箱体外无法拆除,故名为防盗天线。
c) 低增益全向天线:增益为3.5dB,安装需有固定支架,适合远距离多点传输。
d) 高增益全向天线:增益为8.5dB,安装需有固定支架,适合远距离多点传输。
e) 定向天线:增益很高,为12dB,安装需有固定支架,适合远距离固定方向传输。
馈线主要包括a) 50―3(阻抗50Ω,截面3)的馈线损耗为0.2dB/m.b) 50―7(阻抗50Ω,截面7)的馈线损耗为0.1dB/mc) 50―9(阻抗50Ω,截面9)的馈线损耗为0.07dB/m。
馈线是连接电台与天线的重要设备。
不同粗细、不同质量的馈线对通信距离会产生很大的影响。
信号在馈线里传输,除有导体的电阻性损耗外,还有绝缘材料的介质损耗。
这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。
因此,应合理布局尽量缩短馈线长度。
电馈系统原理传输线的特性阻抗无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗,用Z0 表示。
天馈系统天馈系统是指天线向周围空间辐射电磁波。
电磁波由电场和磁场构成。
人们规定:电场的方向就是天线极化方向。
一般使用的天线为单极化的。
下图示出了两种基本的单极化的情况:垂直极化和水平极化。
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力,这就是天线的方向性。
衡量天线方向性通常使用方向图,在水平面上,辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线,有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。
全向天线由于其无方向性,所以多用在点对多点通信的中心台。
定向天线由于具有最大辐射或接收方向,因此能量集中,增益相对全向天线要高,适合于远距离点对点通信,同时由于具有方向性,抗干扰能力比较强。
天馈系统主要包括天线和馈线系统两大类。
天线主要包括a) 吸盘天线:价格适中、安装方便、增益适中,适合于安装在移动车辆上,或吸附在金属物体上。
一般增益在2.6dB、5 dB等几种。
b) 防盗天线:价格适中、安装方便、增益同吸盘天线,安装在金属箱体外时从箱体外无法拆除,故名为防盗天线。
c) 低增益全向天线:增益为3.5dB,安装需有固定支架,适合远距离多点传输。
d) 高增益全向天线:增益为8.5dB,安装需有固定支架,适合远距离多点传输。
e) 定向天线:增益很高,为12dB,安装需有固定支架,适合远距离固定方向传输。
馈线主要包括a) 50―3(阻抗50Ω,截面3)的馈线损耗为0.2dB/m.b) 50―7(阻抗50Ω,截面7)的馈线损耗为0.1dB/mc) 50―9(阻抗50Ω,截面9)的馈线损耗为0.07dB/m。
馈线是连接电台与天线的重要设备。
不同粗细、不同质量的馈线对通信距离会产生很大的影响。
信号在馈线里传输,除有导体的电阻性损耗外,还有绝缘材料的介质损耗。
这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。
因此,应合理布局尽量缩短馈线长度。
电馈系统原理传输线的特性阻抗无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗,用Z0 表示。
同轴电缆的特性阻抗的计算公式为:Z0=〔60/√εr〕×Log ( D/d ) [ 欧] 式中:D 为同轴电缆外导体铜网内径;d 为同轴电缆芯线外径;εr为导体间绝缘介质的相对介电常数。
通常Z0 = 50 欧,也有Z0 = 75 欧的。
由公式不难看出,馈线特性阻抗只与导体直径D和d以及导体间介质的介电常数εr有关,而与馈线长短、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗无关.介质损耗信号在馈线里传输,除有导体的电阻性损耗外,还有绝缘材料的介质损耗。
这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。
因此,应合理布局尽量缩短馈线长度。
单位长度产生的损耗的大小用衰减系数β表示,其单位为dB / m (分贝/米),电缆技术说明书上的单位大都用dB / 100 m(分贝/百米)。
设输入到馈线的功率为P1 ,从长度为L(m )的馈线输出的功率为P2 ,传输损耗TL可表示为:TL =10 ×Lg ( P1 /P2 ) ( dB )衰减系数为:β=TL / L ( dB / m )例如,NOKIA 7 / 8英寸低耗电缆,900MHz 时衰减系数为β=4.1 dB / 100 m ,也可写成β=3 dB / 73 m ,也就是说,频率为900MHz 的信号功率,每经过73 m 长的这种电缆时,功率要少一半。
而普通的非低耗电缆,例如,SYV-9-50-1,900MHz 时衰减系数为β=20.1 dB / 100 m ,也可写成β=3 dB / 15 m ,也就是说,频率为900MHz 的信号功率,每经过15 m 长的这种电缆时,功率就要少一半。
匹配概念什么叫匹配?简单地说,馈线终端所接负载阻抗ZL 等于馈线特性阻抗Z0 时,称为馈线终端是匹配连接的。
匹配时,馈线上只存在传向终端负载的入射波,而没有由终端负载产生的反射波,因此,当天线作为终端负载时,匹配能保证天线取得全部信号功率。
当天线阻抗为50欧时,与50欧的电缆是匹配的,而当天线阻抗为80欧时,与50欧的电缆是不匹配的。
如果天线振子直径较粗,天线输入阻抗随频率的变化较小,容易和馈线保持匹配,这时天线的工作频率范围就较宽。
反之,则较窄。
在实际工作中,天线的输入阻抗还会受到周围物体的影响。
为了使馈线与天线良好匹配,在架设天线时还需要通过测量,适当地调整天线的局部结构,或加装匹配装置。
反射损耗前面已指出,当馈线和天线匹配时,馈线上没有反射波,只有入射波,即馈线上传输的只是向天线方向行进的波。
这时,馈线上各处的电压幅度与电流幅度都相等,馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗.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,负载就只能吸收馈线上传输的部分高频能量,而不能全部吸收,未被吸收的那部分能量将反射回去形成反射波。
电压驻波比在不匹配的情况下, 馈线上同时存在入射波和反射波。
在入射波和反射波相位相同的地方,电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ,形成波腹;而在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ,形成波节。
其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。
这种合成波称为行驻波。
反射波电压和入射波电压幅度之比叫作反射系数,记为R -i@ `$C N反射波幅度(ZL-Z0)~,_5w7|0u,[R =─────=─────── 'i y$oL!b入射波幅度(ZL+Z0 )波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数,也叫电压驻波比,记为VSWR波腹电压幅度Vmax (1 + R)波节电压辐度Vmin (1 - R)终端负载阻抗ZL 和特性阻抗Z0 越接近,反射系数R 越小,驻波比VSWR 越接近于1,匹配也就越好。
爱立信天馈系统就天线系统和馈线系统的合称.天馈系统知识问答编辑天线工作原理及作用是什么答:天线作为无线通信不可缺少的一部分,其基本功能是辐射和接收无线电波。
发射时,把高频电流转换为电磁波;接收时,把电磁波转换为高频电流。
天线有多少种类答:天线品种繁多,主要有下列几种分类方式:按用途可分为基地台天线(base station antenna)和移动台天线(mobile portable antennas)按工作频段可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波;按其方向可划分为全向和定向天线;如何选择天线答:天线作为通信系统的重要组成部分,其性能的好坏直接影响通信系统的指标,用户在选择天线时必须首先注重其性能。
具体说有两个方面,第一选择天线类型;第二选择天线的电气性能。
选择天线类型的意义是:所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求;选择天线电气性能的要求是:选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。
因此,用户在选择天线时最好向厂家联系咨询。
什么是天线的增益答:增益是天线的主要指标之一,它是方向系数与效率的乘积,是天线辐射或接收电波大小的表现。
增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求,简单地说,在同等条件下,增益越高,电波传播的距离越远,一般基地台天线采用高增益天线,移动台天线采用低增益天线。
什么是电压驻波比答:天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时,产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成的磁波,其相邻电压的最大值和最小值之比是电压驻波比,它是检验馈线传输效率的依据,电压驻波比小于1.5,在工作频点的电压驻波比小于1.2,电压驻波比过大,将缩短通信距离,而且反射功率将返回发射机功放部分,容易烧坏功放管,影响通信系统正常工作。
电压驻波比1.0 1.1 1.2 1.5 2.0 3.0反射功率% 0 0.2 0.8 4.0 11.1 25.0传输功率% 100 99.8 99.2 96 88.9 75.0什么是天线的方向性答:天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力,这就是天线的方向性。
衡量天线方向性通常使用方向图,在水平面上,辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线,有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。
全向天线由于其无方向性,所以多用在点对多点通信的中心台。
定向天线由于具有最大辐射或接收方向,因此能量集中,增益相对全向天线要高,适合于远距离点对点通信,同时由于具有方向性,抗干扰能力比较强。
如何理解天线的工作频带宽度答:天线的电参数一般都于工作频率有关,保证电参数指标容许的频率变化范围,即是天线的工作频带宽度。
一般全向天线的工作带宽能达到工作频率范围的3-5%,定向天线的工作带宽能达到工作频率的5-10%。
如何选取电缆及电缆长度答:移动通信系统常使用特性阻抗为50欧的同轴电缆作为馈线。
为了有效地把电波传输到天线接口,应尽量减小馈线的传输损耗。
传输损耗取决于电缆的直径和长度,同一频率下电缆直径越大,损耗越小,电缆越长损耗越大,原则上,要求电缆的传输损耗不宜超过3分贝。
下表列出常用电缆的衰减值(db/m),用户可根据自已情况,合理选择电缆型号及长度。
频率型号150MHz 400MHz 900MHzSYV-50-7 0.121 0.203 0.295CTC-50-7 0.060 0.100 0.165CTC-50-9 0.050 0.085 0.135CTC-50-12 0.040 0.060 0.105进口10D-FB 0.040 0.070 0.110如何选择天线安装地点答:由于地形和环境的影响,天线接收到的电磁波是直射波、反射波及散射波的叠加,其结果决定了接收点处的场强幅度和相位,并直接影响天线的应用效果。
因此,选择天线架设位置应注意以下几个方面: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);3、天线应尽量架设在附近的制高点:4、如有几付天线同在一个铁塔上工作,应特别注意它们之间的左右和上下的间距,以防相互耦合影响系统性能。
天馈系统应如何安装答:首先将天线、馈线和配套零部件按产品说明的要求组装好,然后在天线的支撑位置,用卡具固定于塔杆的天线支架上,并使天线与塔杆的平行间距大于使用波长,减少塔杆对天线性能的影响。
在天线端口处,将馈电线用连接器(或称电缆头)与天线接好,弯一个直径约五十倍于馈电线直径的圆环固定于天线支架上,避免连接器部位直接受力而断线或损坏。
天馈系统如何防水答:天线与馈电线主要是靠连接器连接,采用自粘性橡胶密封带,将其拉伸后,以半搭形式缠绕在接连器上,可起到良好的密封防水作用。
另外,在馈电线进入室内处弯一个返水弯,可避免雨水沿馈电线进入室内设备。
如何检测天馈系统答:天馈系统架设好后,应由专业技术人员使用专用检测仪器进行检测。
通常可在发射机和天馈系统之间串接通过式功率计,检验设备发射机功率和反射功率的大小来判断系统工作是否正常。