华为天线基础知识培训V2.0-20150209
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天线基础知识 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Contents1 天线的工作原理以及分类2 基站天线指标介绍3 华为天线新技术介绍天线工作原理能量转换器:导波信号 VS 电磁波信号阻抗匹配器:导波系统特性阻抗 VS 自由空间波阻抗Blah bl ah blah bl a h天线是保障无线通讯的最后一公里天线的工作原理偶极子单元方向图阵列方向图天线方向图d阵列注:当d=λ,kd=2π; 实际设计d=(0.8~0.9) λ;◆天线的方向是由单元方向图与阵列方向图乘机获得 ;◆天线的水平波束宽度取决于单元方向图;◆天线的垂直波束宽度取决于阵列方向图;偶极子单元理论平行馈线内传播电磁波,随着平行馈线间距加大产生电磁场辐射,当间距达到谐振长度(λ/2)辐射效率最佳电场和磁场的交互感应使电磁波在空间传播天线阵列理论d ◆这列天线包含多个振子;◆每个振子赋予不同的幅度和相位的信号;◆幅度按照中间向两端逐渐递减分布◆每个振子的相位有一定的时延天线的阵列理论(另外形式)阵列单元幅度三角形分布d阵列单元幅度切比雪肤分布天线增益的决定因素-天线口径d L增益估算:G=10log{32000/ (E 2Θ* H 2Φ) }0dBi3dBi偶极子单元方向图增益 单元激励垂直面方向图天线反射板宽度越宽,反射能量越集中,水平面波束宽度越窄;单元相位和幅度合成,单元越多(天线越长)能量合成越集中,波束宽度边窄◆由于蜂窝小区覆盖,水平波束宽度已经确定,天线宽度基本确定,不可能无限的做小;◆通过增益理论计算,水平波束宽度确定情况下提升增益只能较少垂直面波束宽度(增加单元数量),所以高增益天线垂直面波束宽度相对比较窄;◆由于馈电网络有损耗,当天线长度增加到一定长度时在增加长度增益不会增加反而会下降;天线内部结构及部件介绍内部结构正面背面单元移相器线缆反射板天线罩天线的分类●用途分类,通信天线、电视天线、雷达天线等;●工作频段分类,短波天线、超短波天线、微波天线等; ●方向性分类,全向天线、定向天线等;●外形分类,可分为线状天线、面状天线(平板、抛物面)等;通讯系统中,天线是用来辐射和接收电磁波按照波束下倾的特性划分基站天线手动可调电下倾角天线 固定电下倾角天线远程可调电下倾角天线基站天线全向天线定向天线单极化全向天线 单极化定向天线 双极化定向天线按照水平方向图和极化特性划分基站天线分类-按照天线水平方向图及极化特性基站天线全向天线定向天线单极化全向天线单极化定向天线双极化定向天线单极化天线双极化天线水平极化天线垂直极化天线水平/垂直极化天线+/-45 交叉极化定向天线广泛采用广泛采用移动通信广泛采用的基站天线形态是定向+/-45度双极化天线,满足蜂窝组网并实现分集发射/接收基站天线分类-按照天线工作频段基站天线单频天线多频天线宽带天线窄带天线三频天线双频天线四频天线仅支持某一个移动系统频段,如:•824-896MHz仅支持CDMA850系统•880-960MHz仅支持GSM900系统工作频段可同时支持多个移动系统频段,如:•690-960MHz可同时支持LTE700/LTE800/CDMA850/GSM900系统•1710-2690MHz可同时支持GSM1800/WCDMA2100/LTE2600系统五频天线一面天线可以支持的工作频段的数量,要求:•每个频段具有一定的频段范围•每个频段要求可以支持独立的电下倾角调节•如三频天线790-960/1710-2180/1710-2180MHz•天线多频化、宽带化已经成为基站天线的发展趋势...天线和制式无关,只和频段相关。
2天线基础知识关于本章2.1 天线的分类2.2 天线角度2.3 天线增益2.4 接收灵敏度2.5 波瓣宽度2.1 天线的分类天线是一种用来发射或接收无线电波的设备,是WLAN网络的重要组成部分。
按水平方向图特性划分按照水平方向图的特性划分,可以把天线分为以下几种类型:●全向天线:–全向天线在水平面内的所有方向上辐射出的电波能量都是相同的,但在垂直面内不同方向上辐射出的电波能量是不同的。
–方向图辐射类似白炽灯辐射可见光,水平方向上360度辐射。
●定向天线–定向天线在水平面与垂直面内的所有方向上辐射出的电波能量都是不同的。
–方向图辐射类似手电筒辐射可见光,朝某方向定向辐射,相同的射频能量下可以实现更远的覆盖距离,但是是以牺牲其他区域覆盖为代价的。
●智能天线–智能天线在水平面上具有多个定向辐射和1个全向辐射模式。
–天线以全向模式接收终端发射的信号;智能天线算法根据接收到的信号判断终端所在位置,并控制CPU发送控制信号选择最大辐射方向指向终端的定向辐射模式。
按照极化方式划分按照极化方式划分,可以分为单极化天线和双极化天线。
单极化和双极化在本质上都是线极化方式,通常有水平极化和垂直极化两种。
●单极化天线:接收、发送是分开的两根天线,一根天线中只包含一种极化方式。
无线信号是水平发射水平接收或垂直发射垂直接收。
故需要更多的安装空间和维护工作量。
●双极化天线:接收、发送是一根天线,一根天线中包含垂直和水平两种极化方式。
2.2 天线角度天线角度是指天线分别与正北和水平两方向形成的夹角,分别为方位角与下倾角。
天线按照方向性分为全向天线和定向天线,全向天线是水平面上360°发射或接收信号,故一般情况下所说的天线角度是指定向天线的方位角和下倾角,如图2-1所示。
天线角度与天线增益有关:角度越小,增益越大。
但在选择增益指标时并不是越高越好,关键在于满足信号覆盖要求。
一般可通过调节天线方位角和下倾角的方法,可以控制天线信号覆盖范围。