移动通信技术——第8章 天馈系统
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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。
天馈系统方案1. 引言天馈系统是电信运营商用于将信号从室外天线传送到室内设备的关键系统之一。
它在移动通信、广播电视、卫星通信等领域扮演着重要角色。
本文将介绍天馈系统的概述,其组成部分以及不同组件的功能和特点。
2. 天馈系统概述天馈系统是指由天线、馈线、分配器等组成的一个集中的传输系统,用于把无线电频率的电磁波从室外传送到室内设备。
它是无线通信的重要组成部分,起到信号传输、增强和补偿的作用。
3. 天馈系统组成部分天馈系统主要由以下几个组成部分构成:3.1 天线天线是天馈系统中最重要的组件之一,负责接收和发送电磁波信号。
根据不同的应用场景,可选择不同类型的天线,包括定向天线、全向天线等。
天线的选择要考虑到信号的频率范围、增益、方向性等因素。
3.2 馈线馈线是将天线接收到的信号传输到室内设备的媒介。
常用的馈线类型有同轴电缆、平行线等。
馈线的选择要考虑到信号损耗、阻抗匹配和可靠性等因素。
3.3 分配器分配器是将馈线的信号分配到不同的室内设备的组件。
它可以根据需要分配信号的数量和功率要求选择不同类型的分配器,如功率分配器、信号分配器等。
3.4 放大器放大器是用来增强天馈系统中的信号强度的设备。
它可以根据馈线的损耗和传输距离的要求选择不同功率和增益的放大器。
3.5 过滤器过滤器是用来滤掉不需要的频率信号的设备。
在天馈系统中,过滤器可以用来滤掉干扰信号,以保证通信信号的质量和可靠性。
3.6 连接器连接器是用来连接天线、馈线和设备之间的接口。
它要具备良好的防水、耐腐蚀和可靠的连接特性。
4. 天馈系统的功能和特点天馈系统的主要功能包括信号传输、增强和补偿。
它具有以下特点:•低损耗:天馈系统中的馈线采用低损耗的材料,以降低信号传输过程中的能量损耗。
•高增益:通过选择合适的天线和放大器,天馈系统可以增强信号的强度,提高通信的覆盖范围和质量。
•阻抗匹配:为了提高信号的传输效率,天馈系统中的各个组件要保持良好的阻抗匹配。
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。
移动通信天馈系统第一节 天线的基本概念一、电磁辐射与电波传播电磁辐射的机理源自麦克斯韦方程。
英国科学家麦克斯韦(James Clerk Maxwell)总结了法拉第、安培、高斯、库仑等前人的工作,创立了电磁理论学说,这一学说以他于1864年在英国皇家学会上宣读的论文《电磁场的动力学理论》为标志。
麦克斯韦通过(3-1)式的方程组预言了电磁波的存在:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=⋅∇-=⋅∇-∂∂+=⨯∇-∂∂-=⨯∇)13(0),()13(),(),()13(),(),(),()13(),(),(d t r B c t r t r D b t r D t t r J t r H a t r B t t r E ρ在麦克斯韦方程组中,(3-1a )称为法拉第电磁感应定律,它表示变化的磁场可以产生电场;(3-1b )称为全电流安培环路定律,它表示传导电流和位移电流(也即变化的电场)都可以产生磁场;(3-1c )称为电场高斯定理,它表示电荷可以产生电场;(3-1d )称为磁场高斯定理,它表示磁场是无散场。
22年之后,1886年德国科学家赫兹(Heinrich Hertz)完成了著名的电磁波辐射实验,证明了麦克斯韦的电磁理论学说以及电磁波存在的预言。
此后,一般认为大约是在1892~1897年之间,意大利的马可尼(Guglielmo Marconi)、俄国的波波夫(Alexander Popov)分别实现了无线电远距离传播,并很快投入商业使用。
根据麦克斯韦方程,如果导电体上有随时间变化的电流,就会有电磁辐射的产生。
研究电磁波的辐射,具有双重含义:一方面,电磁辐射是有害的,导电系统的电磁辐射场会对系统本身或者其它系统形成干扰,因此在系统设计时,需要进行合理的考虑,使系统的电磁辐射及防护达到规定的指标,达到规定的电磁环境的要求,以使系统中各电路之间以及各电子系统之间互不干扰地正常工作,这一研究范围称为电磁兼容;另一方面,电磁辐射是有益的,可以被有效的利用,利用电磁辐射源与场的关系,合理地设计辐射体——天线,使电磁能量能够携带有用的信息,有效地辐射到指定的空间区域,实现无线电通信等用途。
移动通信天馈系统一引言 (2)二基站天馈系统组成及匹配原理 (2)1 基站天馈系统的组成 (2)2.匹配原理 (3)三天馈系统不匹配对移动通信系统的影响 (4)1.不匹配对发射功率的影响 (4)2.不匹配对通信质量的影响 (4)3.不匹配对基站设备的影响 (4)四影响天馈线系统匹配的主要因素及解决方法 (4)1.影响天馈线系统匹配的主要因素 (4)2.解决天馈系统不匹配的方法 (5)3.现场检测天馈线系统方法 (5)4.测试案例 (6)移动通信天馈系统天馈系统是移动通信系统的重要组成部分,其性能优劣对整体移动通信质量的影响至关重要。
根据移动网运行质量统计结果分析,造成移动通信质量指标下降的主要原因来自天馈系统(约占一半以上),而在天馈系统中最为重要的指标就是匹配。
因此,我们在无线网络建设和日常维护中,必须高度重视对天馈系统性能的检查,减小天馈系统器件间不匹配对系统的影响,最大限度发挥天馈系统的性能。
一引言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。
二基站天馈系统组成及匹配原理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。
1 基站天馈系统的组成图1 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。