表征天线性能的主要参数有方向图

表征天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化方式等。

1.1 天线的输入阻抗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为50Ω。

驻波比：它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。

驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。

在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5，但实际应用中VSWR应小于1.2。

过大的驻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。

回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。

回波损耗的值在0dB的到无穷大之间，回波损耗越小表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。

0表示全反射，无穷大表示完全匹配。

在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于14dB。

1.2 天线的极化方式所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。

当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。

由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。

因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。

另外，随着新技术的发展，最近又出现了一种双极化天线。

就其设计思路而言，一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化方式。

天线波瓣图天线方向图、增益、波瓣宽度是表征天线性能的主要参数。

波瓣图天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入的比值。

天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是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，天线的输入阻抗随的变化比较平缓。

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为50Ω。

驻波比：它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。

驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示，完全失配。

在移动通信系统中，一般要求驻波比小于，但实际应用中VSWR应小于。

过大的驻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。

回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。

回波损耗的值在0dB的到无穷大之间，回波损耗越小表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。

0表示，无穷大表示完全匹配。

在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于14dB。

极化方式所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的方向。

当方向垂直于地面时，此电波就称为波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为波。

由于电波的特性，决定了传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了的大幅衰减，保证了信号的有效传播。

因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。

另外，随着新技术的发展，最近又出现了一种双极化天线。

就其设计思路而言，一般分为垂直与和±45°极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化方式。

双极化天线组合了+45°和-45°两副相互正交的天线，并同时工作在收发双工模式下，大大节省了每个小区的天线数量；同时由于±45°为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果。

天线方向图的特征参数与天线的方向图作图
 天线方向图又叫辐射方向图（radiation pattern）、远场方向图（far-field pattern）。

从方向图上面不能得到天线增益，由方向图得到的是方向系数。

天线增益=方向系数* 天线效率。

所以方向系数大于增益是肯定的。

 天线增益主要是通过方向图的测试而表现出来。

这里有很多的种测试方向图的测试系统。

也就是暗室。

而在暗室的测试出来的结果，也只是一种和理想对称振子比较的的结果。

都知道理想对称振子的增益为2.15dB。

这样就可以根据测试电平的高低来计算出天线的增益。

G=D*N%.而天线的效率一般情况下是没有百分百的，所以G<d 。

在计算天线的方向系数D是，通常所采用的就是根据方向图上面表现出来的主瓣的波瓣宽度计算，如半功率波瓣宽度，也就是电平下降3dB是的波瓣宽度。

 天线增益：
 天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。

它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。

增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。

天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信。

第二章 天线的基本特性参数2.1 方向图函数和方向图天线的最基本特性是它的方向特性。

对发射天线来说，方向特性通常是表示在相同距离条件下天线的远区辐射场与它的空间方向之间的关系。

描述天线的方向特性，最常用的是方向图函数和方向图。

方向图函数是定量表示远区天线辐射能量在空间相对分布情况的一个参数，通常是指远区同一距离处天线辐射场强(或能流密度)的大小与方向坐标关系的函数。

若用图形把它描绘出来，便是天线方向图。

其中表示场强大小与方向关系的，称为场强振幅方向图，表示能流密度大小与方向关系的，称为功率方向图。

习惯上又把场强振幅方向图简称为场强方向图，或进一步简称为方向图。

把场强振幅方向图函数用),(θf 表示，或进一步简写成f (,)θϕ。

把最大值为1的方向图称为归一化方向图。

把归一化场强振幅方向图函数用F (,)θϕ表示，或进一步简写成F (,)θϕ。

方向图一般是三维立体图形。

为了简单，大多数实际应用场合中通常只画出两个具有代表性的正交平面上的方向图。

这两个正交的平面称为主平面。

主平面经常选取水平面(平行于地面的面)和垂直面(垂直于地面的面)，或E 面(包含天线最大辐射方向及其电场方向的面)和H 面(包含天线最大辐射方向及其磁场方向的面)。

有时也选取XY 面、YZ 面、ZX 面等。

在所有方向的辐射都相同的天线称为无方向性天线。

显然无方向性天线的立体方向图呈球状，它在任一平面的方向图均为园。

在某一平面上无方向性的天线称为该平面全向天线，它在该平面上的方向图为园。

天线的平面方向图有两种表示方式。

一种是以直角坐标表示的，称为直角坐标方向图.。

此时横轴代表角度(以度为单位)，纵轴代表函数值。

另一种是以极坐标表示的，称为极坐标方向图。

它用极角(射线与极轴的夹角)代表角度(以度为单位)，用射线的长度代表函数值。

极坐标方向图由于直观形象，应用很广。

天线的平面方向图一般呈花辫状。

我们把它的每一个辫称为波辫。

其中把包含最大辐射方向的一个辫称为主辫，位于主辫相反方向的辫称为后辫，与主辫完全相同的辫称为栅辫。

天线的方向性：是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。

它的这种能力可采用方向图，方向图主瓣的宽度，方向性系数等参数进行描述。

所以方向性是衡量天线优劣的重要因素之一。

天线有了方向性，就能在某种程度上相当于提高发射机或接收机的效率，并使之具有一定的保密性和抗干扰性。

方向性图：方向性图是表示天线方向性的特性曲线，即天线在各个方向上所具有的发射或接收电磁波能力的图形。

散射波：在无法建立微波接力的地区，如沙漠、海疆、岛屿之间的通信，可以利用散射波传递信息。

电离层和比电离层低的对流层等，都能散射微波和超短波无线电波，并且可以把它们散射到很远的地方去，从而实现超视距通信。

散射信号一般很弱，进行散射通信要求使用大功率发射机，高灵敏度接收机和方向性很强的天线。

天线及天线程式：天线是在无线电收发系统中，向空间辐射或从空间接收电磁波的装置。

是无线电通信系统中必不可少的部分。

由于各种设备要求采用的波段不同，天线的设计也就不同，不同用途的天线需要设计成各种样式，就是我们通常称的天线程式。

如在长、中、短波段，一般用导线构成天线，有T形、倒L形、环形、菱形、鱼骨形、笼形天线等。

在微波波段，用金属板或网制成喇叭天线，抛物面天线，金属面上开槽的裂缝天线，金属或介质条排成的透镜天线等。

天线有五个基本参数：方向性系数、天线效率、增益系数、辐射电阻和天线有效高度。

这些参数是衡量天线质量好坏的重要指标。

实用天线处在三度几何空间中，所以，它的方向性图应该是个立体图。

在这个立体图中，由于所取的截面不同而有不同的方向性图。

最常用的是水平面内的方向性图（即和大地平行的平面内的方向性图）和垂直面内的方向性图（即垂直于大地的平面内的方向性图）。

有的专业书籍上也称赤道面方向性图或子午面方向性图。

波瓣宽度：有时也称波束宽度。

系指方向性图的主瓣宽度。

一般是指半功率波瓣宽度。

由图（18）可以看出A、Aˊ点至O点间的夹角，称主瓣角宽度。

当L/λ数值不同时，其波瓣宽度也不同。

1、天馈安装要求1.1 天线安装要求1.1.1 基站天线天线安装加固必须稳定、牢固、可靠。

全向天线安装时应保证天线垂直，允许偏差±0.5°。

定向天线的方位角和下倾角应符合工程设计要求，方位角允许偏差为±0.5°，下倾角允许偏差为±1°。

天线的主瓣辐射面方向附近应无任何金属物件或障碍物阻挡。

天线安装于楼顶时，应考虑楼面及女儿墙对天线的阻挡以选择合适的抱杆高度。

天线固定底座上平面应与天线抱杆的顶端平行，允许误差±5cm。

天线抱杆应高出天线顶部至少200mm。

采用女儿墙抱箍安装时，天线底部必须高出女儿墙最高部分至少500mm。

同一扇区两根单极化天线的方位角和下倾角相同，在水平方向上间距应不小于3.5m，相邻的两个扇区之间两定向天线的水平间距应不小于0.5m。

微波天线与CDMA 定向天线同平台安装时，CDMA 天线与微波天线互不影响。

天线应处于避雷针下45°角的保护范围内，天馈系统的防雷接地设计应执行YD 5098-2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》的有关规定。

天线与跳线的接头应作防水处理。

天馈线系统的电压驻波比应≤1.50。

工程设计中，应充分考虑与其他各电信业务经营者相同或相近频段无线网络的杂散、阻塞、互调干扰协调，除考虑必要的保护频带外，还可合理利用地形地物、空间隔离、天线方向去耦或加装滤波器满足系统间的隔离度要求。

不同电信业务经营者无线网络之间的系统于扰处理办法应按原信息产业部的相关规定执行。

在繁华街道、居民小区、旅游景点等区域，根据当地政府相关市政建设规定或满足业主要求，天线及馈线的设置宜与安装应与周围环境协调。

1.1.2 GPS 天线GPS 天线的安装位置处天空视野应较为开阔，周围没有高大建筑物阻挡，距离屋顶小型附属建筑物应尽量远，离开周围金属物体的距离≥1.5m。

GPS 天线安装平台的可使用面积越大越好，必须保证周围遮挡物对其的遮挡≤30°，GPS 天线竖直向上的视角应≥120°。

天线的参数短波通信是指波长10 0 — 10米（频率为3 — 30MHZ）的电磁波进行的无线电通信。

短波通信传输信道具有变参特性，电离层易受环境影响，处于不断变化当中，因此，其通信质量，不如其它通信方式如卫星、微波、光纤好。

短波通信系统的效果好坏，主要取决于所使用电台性能的好坏和天线的带宽、增益、驻波比、方向性等因素。

近年来短波电台随着新技术提高发展很快，实现了数字化、固态化、小型化，但天线技术的发展却较为滞后。

由于短波比超短波、卫星、微波的波长长，所以，短波天线体积较大。

在短波通信中，选用一个性能良好的天线对于改善通信效果极为重要。

下面简单介绍短波天线如何选型和几种常用的天线性能。

一、衡量天线性能因素天线是无线通信系统最基本部件，决定了通信系统的特性。

不同的天线有不同的辐射类型、极性、增益以及阻抗。

1•辐射类型：决定了辐射能量的分配，是天线所有特性中最重要的因素，它包括全向型和方向型。

2.极性：极性定义了天线最大辐射方向电气矢量的方向。

垂直或单极性天线（鞭天线）具有垂直极性，水平天线具有水平极性。

3 .增益：天线的增益是天线的基本属性，可以衡量天线的优劣。

增益是指定方向上的最大辐射强度与天线最大辐射强度的比值，通常使用半波双极天线作为参考天线，其它类型天线最大方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较，得出天线增益。

一般高增益天线的带宽较窄。

4.阻抗和驻波比（VSWR）:天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率。

当驻波比（VSWR）1 :1时没有反射波，电压反射比为1。

当VSWR大于1时，反射功率也随之增加。

发射天线给出的驻波比值是最大允许值。

例如：V SWR为2:1时意味着，反射功率消耗总发射功率的11%,信号损失0.5 dBoVSWR为1 .5: 1时，损失4%功率，信号降低0 .18dE。

二、几种常用的短波天线1.八木天线（Yagi Antenna）八木天线在短波通信中通常用于大于6 MHz以上频段，八木天线在理想情况下增益可达到1 9dB, 八木天线应用于窄带和高增益短波通信，可架设安装在铁塔上具有很强的方向性。

天线工摸拟试题一、填空题：1、表征天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化方式等2、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。

3、天线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。

4、一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。

视频输入口的输入阻抗为75Ω。

5、在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。

6、天线增益是用来衡量天线朝一个方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。

7、增加增益就可以在一确定方向上增大网络的范围，或者在确定范围内增大余量。

8、波瓣宽度它是指天线的辐射图中低于峰值3dB处所成夹角的宽度9、如果要调整机械天线下倾角度，整个系统要关机，不能在调整天线倾角的同时进行监测；10、天线方位：对于定向天线，第一扇区北偏东60度，第二扇区正南方向，第三扇区北偏西60度。

11、基站无线信号所能达到的最远距离（即基站的覆盖范围）是由天线高度决定的。

12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。

13、移动通信系统是有线与无线的综合体，它是移动网络在其覆盖范围内，通过空中接口（无线）将移动台与基站联系起来，并进而与移动交换机相联系（有线）的复合体。

14、目前全国许多地区存在多网并存的局面，即A、B、G三网并存，其中有些地区的G网还包括GSM9000和GSM1800。

为充分利用资源，实现资源共享，我们一般采用天线共塔的形式。

15、人耳可听见的声波的频率范围在。

16、使载波振幅按照调制信号改变的调制方式叫。

经过调幅的电波叫。

它保持着高频载波的频率特性，但包络线的形状则和信号波形相似。

的振幅大小，由调制信号的强度决定。

17、调幅波用英文字母表示。

调频波用英文字母表示。

18、使载波频率按照调制信号改变的调制方式叫。

1920、国际上规定中波广播的频道间隔为千赫。

《通信工程设计与施工》课程考试试卷（A卷）《通信工程设计与施工》课程考试试卷评分标准及参考答案一、选择题(每题2分，10题，共20分)1-5ACBDC 6-10ABCBD二、填空题(每空1分，共10分)1.天线，铁塔2.1Ω3.1204.定向天线，特种天线，双极化5.馈线口，避水弯6.±5 °，±0.5 °，±2°7.垂直，方向角，下倾角8.主瓣辐射面，10m9.333210.增益，驻波比三、判断题（每题1分，共10题，共10分）1. √2. ×3. √4. ×5. √6. √7. ×8. √9. ×10. ×四、简答题（每题5分，共20分）1. 基站机房的主要设备有哪些？1)Node –B2)室内接地排3)蓄电池4)室内走线架5)输配线盒6)-45V直流供电设备7)交流配电柜2.基站位置图需要绘制哪些内容？1)基站周边主要建筑物2)基站3)人孔4)光缆走线5)光缆分芯细节6)指北针7)图衔3.请简述安装室外GPS天线的关键工艺。

安装室外GPS天线的关键工艺如下：(1) GPS天线应在避雷针保护区域内(避雷针顶点下倾45°范围内)；(2) 安装时应使金属底座保持水平，可用垫片予以修正；(3) GPS天线支架安装稳固，天线垂直张角90°范围内无遮挡。

4.请列出天馈线系统常见故障;答：1）.天线根部1/2”软跳线接不好，引起部分或全反射。

2）．馈线和软跳线接头处，软跳线和天线连接处和馈线接地处密封不好，长期刮风下雨会引起馈线进水，从而导致天馈线驻波比加大（即反射增大）。

３）．天线固定不牢，经大风吹后偏移正确方位。

４）．室内或室外软跳线接错。

５）．馈线头或软跳线头制作质量不好（短路、断路、接触不良）。

6）. 扇区间天线交错五、综合分析题（每题15分，共30分）1.（1）请分别写出计算公式:建筑安装工程费：一+二+三+四直接工程费：（一）+(二)+(三)税金:(一+二+三)×3.14%（2）根据你的公式，请计算建筑安装工程费一+二+三+四=37813.42（元）、直接工程费: （一）+(二)+(三)=30969.70（元）、税金: (一+二+三)×3.14%=1246.92（元）。

1、应急通信保障方案要点：①、首先确定应急保障区域的大概人数（市场部提供）。

②、按照人数预测产生话务量为每观众话务量(爱尔兰)0.03erl*人数。

③、统计目前应急保障区域覆盖小区（现场测试）。

④、根据现场测试统计覆盖小区的信道配置及最大能承载的话务（参照之前话务最忙时的话务情况）。

⑤、若现网配置不能满足应急保障区域产生的话务量则尽可能的扩容载频。

⑥、扩容后还是不能满足活动区域产生的话务量则建议增派应急通信车。

⑦、根据话务情况增派应急通信车信道配置，目前应急通信车最大配置为12＋12＋12，一般分两层UL/OL,OL配置4个GSM900载频、UL配置8个GSM1800载频。

⑧、时时监控话务，若有拥塞小区作话务分担。

2、道路质量①、勘查道路涉及的基站,路测数据采集、分析。

形成道路覆盖情况图。

②、对信号强度较高而有质差的路段，查看测试LOGFILE,C/I值较低的建议重新规划频点，对于占用某小区信号很强而持续的6、7级干扰，则有可能载频故障或天馈线问题。

③、弱信号质差，则查看周围是否有基站覆盖或是掉站引起，若有基站覆盖则可以调整天线下倾角、增加基站发射功率等增强信号，若现网无法调整解决的则可以建议增加基站覆盖（主要是农村）。

④、弱信号覆盖较多的质差区域则可以通过小区参数、天线调整，确定主覆盖小区，优化道路信号覆盖，理顺切换关系，提高道路通话质量。

3、差小区处理差小区比例指忙时话音信道掉话率高于3％的小区总数占所有小区总数的比例。

其中小区总数指每信道话务量>0.1爱尔兰的小区处理方法如下：1、首先检查硬件，TCH信道完好率是否100％，若不是100％，则建议基站代维检查硬件。

2、若无硬件故障，则根据STS统计，查看掉话类型，质差掉话多可能是频点干扰或外部干扰，可以通过FAS修改频点或通过RLCRP查看上行干扰情况；弱信号掉话则查看小区附近基站分布情况，检查是否有漏定义切换关系的现象；突然掉话则检查是否有传输误码、天馈线告警、TRA设备故障；3、另外可以通过TS统计查看掉话是否集中某一块载频，排除载频软件故障。