移动通信天线基本知识

射（或接收）越小。前后比 F / B 的计算十分简单-----F / B = 10 Lg {（前向功率密度）/（后向功率密度）} 对天线的前后比 F / B 有要求时，其典型值为 （18 ~30）dB，特殊情况下则要求达（35
~ 40）dB。
后向功率
前向功率
1.3.6 天线增益的若干近似计算式 1）天线主瓣宽度越窄，增益越高。对于一般天线，可用下式估算其增益： G（dBi）= 10 Lg { 32000 / （ 2θ3dB,E ×2θ3dB,H ）} 式中， 2θ3dB,E 与 2θ3dB,H 分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度； 32000 是统计出来的经验数据。
天线基础知识
1 天线
1.1 天线的作用与地位
无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形 式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并 通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没 有天线也就没有无线电通信。天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要 求等不同情况下使用。对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分 为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微 波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、 面状天线等；等等分类。
E
E
垂直极化 E
水平极化 E
+45°极化
-45°极化
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下图示出了两个单极化天线安装在一起组成一付双极化天线，注意，双极化天线有两个 接头。
双极化天线辐射（或接收）两个极化在空间相互正交（垂直）的波。

天线基本知识及应用--链路及空间无线传播损耗计算1 链路预算上行和下行链路都有自己的发射功率损耗和路径衰落。

在蜂窝通信中，为了确定有效覆盖范围，必须确定最大路径衰落、或其他限制因数。

在上行链路，从移动台到基站的限制因数是基站的接受灵敏度。

对下行链路来说，从基站到移动台的主要限制因数是基站的发射功率。

通过优化上下行之间的平衡关系，能够使小区覆盖半径内，有较好的通信质量。

一般是通过利用基站资源，改善网络中每个小区的链路平衡（上行或下行），从而使系统工作在最佳状态。

最终也可以促使切换和呼叫建立期间，移动通话性能更好。

上下行链路平衡的计算。

对于实现双向通信的GSM系统来说，上下行链路平衡是十分重要的，是保证在两个方向上具有同等的话务量和通信质量的主要因素，也关系到小区的实际覆盖范围。

下行链路（DownLink）是指基站发，移动台接收的链路。

上行链路（UpLink）是指移动台发，基站接收的链路。

上下行链路平衡的算法如下：下行链路（用dB值表示）：PinMS = PoutBTS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdMS - LslantBTS - LPdown式中：PinMS 为移动台接收到的功率；PoutBTS为BTS的输出功率；LduplBTS为合路器、双工器等的损耗；LpBTS为BTS的天线的馈缆、跳线、接头等损耗；GaBTS为基站发射天线的增益；Cori为基站天线的方向系数；GaMS为移动台接收天线的增益；GdMS为移动台接收天线的分集增益；LslantBTS为双极化天线的极化损耗；LPdown为下行路径损耗；上行链路（用dB值表示）：PinBTS = PoutMS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdBTS -LPup +[Gta]式中：PinBTS为基站接收到的功率；PoutMS为移动台的输出功率；LduplBTS为合路器、双工器等的损耗；LpBTS为BTS的天线的馈缆、跳线、接头等损耗；GaBTS为基站接收天线的增益；Cori 为基站天线的方向系数；GaMS为移动台发射天线的增益；GdBTS为基站接收天线的分集增益；Gta为使用塔放的情况下，由此带来的增益；LPup为上行路径损耗。

天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。

电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。

可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。

天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。

对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类：可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类：可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类：可分为全向天线、定向天线等；按外形分类：可分为线状天线、面状天线等。

电磁波的辐射导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。

如图1.1 a所示，若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱；将两导线张开，如图1.1 b所示，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。

必须指出，当导线的长度L远小于波长入时，辐射很微弱；导线的长度L增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。

对称振子对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个 半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。

两臂长度相等的振子叫做对称振子。

每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子，见图 1.2a 。

另外，还有一种异型半波对称振子，可看成是将全波对称振 子折合成一个窄长的矩形框，并把全波对称振子的两个端点相叠， 这 个窄长的矩形框称为折合振子，注意，折合振子的长度也是为二分之 一波长，故称为半波折合振子，见图 1.2 b 。

El l a图1】天线方向性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。

垂直 放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图（图1.3.1 a ）。

天线工作原理天线是无线通信系统中不可或缺的设备，它起到接收和发送无线信号的作用。

本文将详细介绍天线的工作原理及其相关知识。

一、天线的基本概念天线是将电信号转化为电磁波或将电磁波转化为电信号的设备。

它一般由导电材料制成，如金属，并根据特定的原理进行设计和调整。

天线可以分为接收天线和发射天线两种类型。

二、天线的工作原理天线的工作原理基于电磁波的发射和接收。

下面将分别介绍接收天线和发射天线的工作原理。

1. 接收天线的工作原理接收天线通过接收电磁波将其转化为电信号。

当电磁波经过天线时，它会激发天线中的电荷，产生电流。

这个电流会经过连接到天线的电路，从而实现信号的解调和放大。

最终，这个电信号可以被传递到无线接收器，用于进行进一步的处理和解码。

2. 发射天线的工作原理发射天线将电信号转化为电磁波，以便进行无线传输。

当电信号通过连接到天线的电路时，它会产生交变电流。

这个交变电流会导致天线上的电荷也发生交变，从而产生电磁波。

这些电磁波会在空间中传播，并被接收天线接收到。

同样地，接收天线会将电磁波转化为电信号，以进行进一步的处理和解码。

三、天线的优化设计为了提高天线的工作性能，可以进行一些优化设计。

下面列举一些常见的优化设计方法。

1. 天线长度调整：天线的长度对于接收和发射的频率有直接影响。

通过调整天线的长度，可以使其与所传输的频率匹配，从而提高效率。

2. 天线形状设计：天线的形状对于天线的辐射模式有重要影响。

通过设计合适的天线形状，可以实现不同方向的辐射或接收，以满足具体的通信需求。

3. 天线材料选择：天线的材料对于信号的传输和接收也有一定影响。

根据需要选择导电性能好、损耗小的材料，以提高天线的性能。

四、天线在无线通信中的应用天线广泛应用于各种无线通信系统中，包括移动通信、卫星通信、无线局域网等。

下面列举几个常见的应用场景。

1. 移动通信：天线用于手机、基站等设备中，将电信号转化为电磁波进行传输，以实现无线通信。