基站天线设计讲座(2)

天线部分一、天线理论知识天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其质量的优良和是否合理使用对无线通信工程的成败起到重要作用。

所以我们必须全面了解天线。

1、天线的方位图：方位图是天线电气性能的最重要指标它直接全面的反映出天线的辐射特性。

定义：天线的辐射电磁场在一定距离上随空间角坐标分布的图形。

由于电磁场的矢量特征包含了幅度、相位、极化方向等信息，因此，对应有：幅度方向图、相位方向图。

而电磁场的幅度可用场强和功率密度表示，所以，幅度方向图又分为场强方向图和功率方向图。

除非特殊说明，在一般情况下，通常天线方向图指的是功率方向图，幅度以dB为单位。

根据定义，天线的方向图是三维立体图，但实际获得完整的三维方向图是非常困难的。

通常根据天线的结构特点，选择两个或多个特征面测得该平面内的二维方向图如：E面方向图：通过最大辐射方向并与电场矢量平行的平面；H面方向图：通过最大辐射方向并与磁场矢量平行的平面；水平面方向图（Horizontal）：是指与地面平行的平面内的方向图；垂直面方向图（Vertical）：是指与地面垂直的平面内的方向图。

当天线为垂直极化时，H面近似为水平面，E面近似为垂直面，如果天线为水平极化则情况正好相反。

E面图和H面图只是描述了天线的功率密度的分布情况，但不能定量的反映天线的主要特征。

为了更好的描述天线的方向图，常使用半功率波束宽度、副瓣电平、前后比、第一上副瓣抑制、第一下零点填充等都是描述方向图特征的指标。

2、波瓣：零功率点波瓣宽度：主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。

半功率点波瓣宽度：在E面或H面的等距线上，主瓣最大值两边场强等于最大场强的0.707倍（或一半功率密度）的两辐射方向之间的夹角。

副瓣电平：在E面或H面的等距线上，副瓣最大值与主瓣最大值之比，通常用dB表示。

后瓣：与主瓣相反方向上的副瓣。

前后比：等距线上，主瓣功率密度最大值和后瓣功率密度最大值之比(dB)在实际应用中由于天线的上副瓣信号不能起到覆盖的作用，且常常造成越区覆盖的问题，所以我们会想方设法抑制这个方向上信号的发射，而一般与主瓣方向夹角较小的第一上副瓣的功率密度最大，影响最坏，所以我们以对它的抑制为考察指标：第一上副瓣抑制（FirstUpper Side Lobe Suppression ）。

天线都是有下倾角的.合理设置天线下倾角不但可以降低同频干扰的影响，有效控制基站的覆盖范围和整网的软切换比例（对CDMA网络而言），而且可以加强本基站覆盖区内的信号强度。

通常天线下倾角的设定有两方面侧重，即侧重于干扰抑制和侧重于加强覆盖。

这两方面侧重分别对应不同的下倾角算法。

一般而言，对基站分布密集的地区应侧重于考虑干扰抑制(大下倾角)。

而基站分布较稀疏的地区则侧重于考虑加强覆盖(小下倾角)。

基站天线的知识:一、天线类型选择在移动通信网工程设计中，应该根据网络的覆盖要求、话务量分布、抗干扰要求和网络服务布紧密相关，可以将天线使用环境大致分为五种类型：城区、密集城区、郊区、农村地区、交通干线等。

1、城区基站天线城区基站密度较高，单站预期覆盖范围较小，选择基站天线时应考虑以下几方面。

（1）为减少干扰，应选用水平半功率角接近于60度的天线。

这样的天线所构成的辐射方向图接近于理想的三叶草型蜂窝结构，与现网适配性较好，有助于控制越区切换。

如下图所示。

（2）城区基站一般不要求大范围覆盖，而更注重覆盖的深度。

由于中等增益天线的有效垂直波束相比于高增益天线较宽，覆盖半径内有效的深度覆盖范围较大，可以改善室内覆盖效果，所以选用中等增益天线较好。

（3）由于城区基站天线安装空间往往有限，所以选用双极化天线比较切合实际。

综上所述，城区基站宜选用水平半功率角为60度左右的中等增益的双极化天线。

例如水平半功率角为65度的15dBi双极化天线。

2、密集城区基站天线密集城区基站天线的选择与一般城区基站类似。

但由于密集城区基站站距往往只有400米到600米，在使用水平半功率角为65度的15dBi双极化天线，且天线有效挂高35米的情况下，天线下倾角可能设置在14.0度到11.5度之间。

此时如果单纯采用机械下倾的方式，倾角过大将引起水平波束变宽，干扰增大，同时上副瓣也会引入较大干扰；而采用电子式倾角天线，则可以较好的解决波形畸变的问题，产生的干扰相对较小。

基站天线工作原理
基站天线是无线通信系统中的重要组成部分，主要用于接收和发送无线信号。

其工作原理如下：
1. 接收信号：基站天线通过接收器接收来自用户设备（如手机）的无线信号。

当用户设备发送信号时，信号会经过空气中传播到基站天线。

2. 信号增强：基站天线会将接收到的信号进行增强和优化处理。

这些处理包括信号放大、滤波、频率选择等，以确保信号的质量和可靠性。

3. 信号转换：接收到的信号会由基站天线转换为数字信号，以便后续的处理和传输。

这个过程通常通过射频前端模块完成，将模拟信号转换为数字信号。

4. 发送信号：基站天线也可以用于发送无线信号给用户设备。

通过发送器，基站天线将数字信号转换为模拟信号，并将其发射到空气中。

5. 方向性和覆盖范围：基站天线通常具有一定的方向性，可以根据需求调整其辐射方向和角度，以实现更好的信号覆盖范围和信号强度。

不同类型的基站天线（如定向天线、全向天线）可以用于不同的场景和应用。

总的来说，基站天线通过接收和发送无线信号，实现了无线通信系统中的信号传输和覆盖功能。

它在移动通信、无线网络等领域中发挥着重要作用。

通宇通讯TONGYU COMMUNICATION基站天线交流基站天线研发部伍裕江2010.12.23提纲天线基础知识介绍新产品介绍室外宽频天线多系统共用天线水平可调肩并肩天线双波束(BSA)天线路测性能对比常见问题天线基础什么是天线?•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Blah blahblah bl ah天线：收发机与无线信道的接口•如何才能有效辐射Tongyu Communication Equipment Co. Ltd.无线电波的传播自由空间通信距离方程：设发射功率为P T ，发射天线增益为G T ，工作频率为f . 接收功率为P R ，接收天线增益为G R ，收、发天线间距离为R，那么电波在无环境干扰时，传播途中的电波损耗L 0 有以下表达式：L 0 (dB) = 10 Lg（P T / P R ）= 32.45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) -G T (dB) -G R (dB)[举例]设：P T = 10W= 40dBmw ；G R = G T = 7dBi ； f = 1910MHz则R = 500m 时，P R = ？解答：(1) L 0 (dB) 的计算L 0 (dB)= 32.45 + 20 Lg1910(MHz) + 20 Lg0.5 (km) -G R (dB)-G T (dB)= 32.45 + 65.62 - 6 -7 -7 = 78.07 (dB) （2）P R 的计算P R = P T / ( 10 7.807 ) = 10 ( W ) / ( 10 7.807 ) = 1 ( μW ) / ( 10 0.807 )= 1 ( μW ) / 6.412 = 0.156 ( μW ) = 156 ( mμW ) # 顺便指出，1.9GHz电波在穿透一层砖墙时，大约损失(10~15) dB .1. 工作频带与输入阻抗•无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。

基站天线的天线增益与覆盖范围优化基站天线作为无线通信系统中的重要组成部分，发挥着连接用户和网络的关键作用。

天线的天线增益和覆盖范围是设计和优化无线网络时需要考虑的重要因素。

本文将从天线增益和覆盖范围两个方面探讨基站天线的优化方法。

一、基站天线增益的意义与作用基站天线增益是指天线将发射或接收的信号能量集中在某一方向上的能力。

天线增益的大小直接影响无线信号的传输距离和覆盖范围。

天线增益的提高可以使信号传输更远，增强信号的强度和稳定性，提高系统传输性能。

因此，在设计和优化基站天线时，合理提高天线增益对于优化无线通信系统至关重要。

基站天线增益的优化方法主要有以下几种：1. 天线选择与配置优化选择合适的天线类型和配置方式对于增加天线增益至关重要。

根据实际需求和环境条件，选择适合的天线类型，如定向天线、扇形天线、阵列天线等。

同时，合理调整天线的安装高度和方向，确保信号的覆盖范围和质量。

2. 天线增益参数调整通过调整天线的增益参数，如天线的增益值、方向性、波束宽度等，可以有效提高天线的增益。

在实际应用中，根据不同的信号需求，合理调整天线增益参数，以实现最佳的信号覆盖效果。

3. 天线辐射图优化通过优化天线的辐射图，可以进一步提高天线的增益效果。

辐射图是描述天线辐射特性的图形化表示，通过调整天线辐射图的形状和方向，使信号传播更加集中和稳定，增加信号的传输距离和强度。

二、基站天线覆盖范围的优化方法基站天线的覆盖范围是指基站信号能够到达的区域范围。

在实际应用中，优化基站天线的覆盖范围可以有效提高无线网络的维护和服务质量。

以下是一些常见的基站天线覆盖范围优化方法：1. 功率控制策略合理控制基站的发射功率，可以有效优化基站天线的覆盖范围。

通过根据地理环境和用户需求等因素，灵活调整发射功率，使信号覆盖范围更加精确和合理。

2. 信道规划与频率重用通过合理的信道规划和频率重用策略，可以避免信号之间的干扰和重叠，提高基站天线的覆盖范围。

基站天线的工作原理基站天线是移动通信系统中最关键的部分之一，其主要作用是将电磁波信号从基站发射出去或是接收到信号。

基站天线通常就是安装在基站上的一种天线设备，其工作原理主要基于电磁波辐射，我们可以从以下几个方面来加以阐述。

1. 天线原理：首先，我们需要了解天线的辐射原理，天线本质上就是一种发射和接收电磁波的设备，它可以将电磁波信号从无线电传输系统中提取、发射和辐射到空中，或是接收从天空中下来的电磁波信号并将其转化为电信号。

具体来说，基站天线是将电磁波信号传输到空中，这里的传输是通过天线辐射电磁波的方式完成的。

2. 天线类型：基站天线主要分为室外天线和室内天线，这两种天线的安装方式和使用场景有所不同。

室外天线安装在移动通信塔上或是建筑物的屋顶上，用于向周围地区发送和接收无线电信号，范围一般是很广泛的。

室内天线则通常安装在室外天线附近，通过同轴电缆将所接收到的信号转化为室内无线电信号，用于提供室内的无线覆盖。

3. 天线系统：基站天线通常是作为无线通信系统的一部分，它们可以与通信系统中的其他设备一起协同工作。

这些设备通常包括计算机、数据终端设备、无线电链路和话音终端设备等。

通过协调这些设备，基站天线可以实现不同频段的辐射、数据传输和数字信号处理等功能，以满足用户的通信需求。

4. 天线环境：基站天线的工作环境主要包括温度、风力、降雨等因素，这些因素对基站天线的性能和使用寿命都会产生影响。

一般来说，基站天线会在经过多次的严格测试后，才会被用于与其他无线通信设备配合工作，以确保其能够在各种恶劣的环境下稳定运行。

总之，基站天线作为移动通信系统中重要的一部分，其工作原理主要是基于电磁波辐射，其类型包括室内天线和室外天线，它们与通信系统中的其他设备协同工作，以满足用户的通信需求。

在使用过程中，基站天线也需要考虑环境因素对其性能和使用寿命的影响。

移动通信基站天线原理及基本知识讲座移动通信基站天线是移动通信系统中不可缺少的组成部分，它承担着信号的发射和接收任务。

在移动通信系统中，基站天线起着连接用户终端和移动通信网的桥梁作用，它负责将来自用户终端的信号进行调制，并通过无线电波形式传输到移动通信网中。

同时，基站天线还负责接收来自移动通信网的信号，并将其解调成用户终端能够识别的形式传递给用户。

下面我们将从基站天线的工作原理、基本知识以及未来发展趋势等方面进行讲解。

首先，基站天线的工作原理是基于电磁辐射的原理。

在移动通信系统中，天线通过发射和接收无线电波来实现通信。

当天线收到来自用户终端的信号时，它会将信号进行放大、调制等处理，然后通过天线辐射出去。

当其他基站收到信号时，他们会进行处理，并将信号传递到目标用户终端。

同时，基站天线也可以接收其他基站发出的信号，并通过解调等处理将其传递给用户终端。

基站天线的工作频段通常在800MHz至2600MHz之间，根据不同的通信制式和频段有不同的天线类型。

例如，对于CDMA制式的通信，通常采用的是宽带天线，而对于LTE制式的通信，通常采用的是多天线技术，以提高通信质量和速率。

此外，天线的天线增益也是衡量天线性能的重要指标之一、天线增益越高，天线的辐射效果越好，信号的覆盖范围也越广。

在移动通信系统中，天线的布局和排列也是非常重要的。

通常情况下，基站天线会根据信号的覆盖范围和干扰情况进行合理的布置。

例如，在城市中，由于建筑物的高度和密集度较高，通常采用分布式布局的方式，即将天线分布在建筑物的各个角落，以实现全方位的覆盖。

而在农村地区，由于建筑物较少，通常采用集中布局的方式，即将天线集中在一起，以实现较大的覆盖范围。

除了基本的工作原理和布局以外，基站天线的发展也面临着许多挑战和机遇。

随着移动通信技术的不断发展，对于天线性能的要求也越来越高。

例如，在5G时代，由于更高的频段和更大的数据传输量，天线需要具备更宽的工作频段和更高的天线增益。

移动通信基站天线基础知识目录1.简介1.1 移动通信基站天线的定义1.2 移动通信基站天线的分类1.3 移动通信基站天线的应用2.移动通信基站天线类型2.1 定向天线2.2 扇形天线2.3 环形天线2.4 通用天线2.5 室内天线2.6 室外天线3.移动通信基站天线结构3.1 天线辐射元件3.2 天线射频部分3.3 天线机械部分4.移动通信基站天线的性能指标 4.1 增益4.2 波束宽度4.3 驻波比4.4 前后比4.5 频率带宽4.6 天线效率4.7 电辐射中心5.移动通信基站天线的安装与调试 5.1 天线安装位置选择5.2 天线安装注意事项5.3 天线调试步骤6.移动通信基站天线的维护与保养 6.1 定期巡视6.2 清洁保养6.3 防雷防腐7.移动通信基站天线的常见问题及处理方法7.1 信号覆盖不到位7.2 杂散泄露问题7.3 天线照射安全问题7.4 天线故障排查附件：移动通信基站天线安装示意图法律名词及注释：1.移动通信基站：在移动通信网络中,用于无线通信的设备,包括天线、基站设备等。

2.天线辐射元件：组成天线辐射系统的基本单元,负责接收和发送无线信号。

3.增益：衡量天线辐射信号强度的指标,增益越高,辐射范围越大。

4.波束宽度：指天线在水平和垂直方向上的辐射范围。

5.驻波比：衡量天线匹配性能的指标,数值越小表示天线与传输线的匹配越好。

6.前后比：衡量天线辐射信号与背景噪声的关系,前后比越大,天线接收信号的性能越好。

7.电辐射中心：天线在空间中辐射信号的中心位置。

本文档涉及附件,详见附件部分。

本文所涉及的法律名词及注释供参考,具体解释请参考相关法律文件。

附件：移动通信基站天线安装示意图法律名词及注释：1.移动通信基站：在移动通信网络中,用于无线通信的设备,包括天线、基站设备等。

2.天线辐射元件：组成天线辐射系统的基本单元,负责接收和发送无线信号。

3.增益：衡量天线辐射信号强度的指标,增益越高,辐射范围越大。