天线基本知识

天线基本知识

及其在移动通信系统中的应用

天线在通信系统中的作用

天线的基本参数•方向性

•增益

•输入阻抗

•极化方式

•驻波比

•带宽

天线的方向性——方向图

天线的方向性——波瓣宽度

前后比，20~30dB

天线的增益

•天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力。•DBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的；dBd 对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下，增益越

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。

驻波比

驻波比：是衡量天馈匹配的，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。

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。

频带宽度

天线的电参数性能一般都与工作频率有关，天线的频带宽度就是保证天线的性能参数符合一定标准，正常工作的频率范围。

移动通信中天线的位置与作用

天线的工作原理

移动天线的工作原理

•按照辐射方向划分

图：定向方向图：全向天线

•按照外型划分

板状天线

帽形天线鞭状天线

面状天线

天线的主要机械指标

•天线尺寸

•天线输入接口

•天线重量

•风载荷

•工作温度

•湿度要求

•雷电防护

•三扇区

选用双极化定向天线，65度水平波瓣宽度，13度垂直波瓣宽度，15dBi增益，3度~5度固定电下倾+机械可调下倾。

•六扇区

选用双极化定向天线，43度水平波瓣宽度，6.5度垂直波瓣宽度，20dBi增益，3度~5度固定电下倾+机械可调下倾

•全向天线

建议选用度垂直波瓣宽度，11dBi增益，0度固定电下倾，当天线较高时，建议采用有零点填充或预置下倾的天线。当为平原农村时，建议采用定向高增益天线解决覆盖问题。

•定向天线

建议选用单极化定向天线，90或105度水平波瓣宽度，6.5度垂直波瓣宽度，17dBi增益（或更高），0度电下倾+机械可调下倾。当天线较高时，建议采用有零点填充的天线。

•全向天线

1、建议采用高增益“8”字型天线

2、对于高速公路一侧有小村镇，用户不多时，可以采用210 -

220°变形全向天线（心形天线）

•定向天线

建议选用双极化定向天线，30度水平波瓣宽度，6.5度垂直波瓣宽度，21dBi增益，0度电下倾+机械可调下倾。用功分器实现扇区的空间分裂。

天线的选型原则-隧道

•小于两公里

建议选择10-12dB的八木/对数周期/平板天线安装在隧道口内侧对2km以下的公路隧道进行覆盖。

•大于两公里

建议采用泄漏电缆、同轴电缆、光纤分布式系统等解决。

天线的选型原则-室内

•全向天线

垂直极化，2dBi增益，形状可为帽状、茶杯状等，尺寸小，便于安装和美观

•定向天线

垂直极化，90度水平半功率角，7dBi增益的定向天线

移动通信系统天线安装规范

由于移动通信的迅猛发展，目前全国许多地区存在多网并存的局面。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。这就涉及到天线的正确安装问题，即如何安装才能尽可能地减少天线之间的相互影响。在工程中我们一般用隔离度指标来衡量，通常要求隔离度应至少大于30dB，为满足该要求，常采用使天线在垂直方向隔开或在水平方向隔开的方法，实践证明，在天线间距相同时，垂直安装比水平安装能获得更大的隔离度。

定向天线的塔侧安装

为减少天线铁塔对天线方向性图的影响，在安装时应注意：定向天线的中心至铁塔的距离为λ/4或3λ/4时，可获得塔外的最大方向性。

全向天线的塔侧安装

为减少天线铁塔对天线方向性图的影响，原则上天线铁塔不能成为天线的反射器。因此在安装中，天线总应安装于棱角上，且使天线与铁塔任一部位的最近距离大于λ。

多天线共塔

要尽量减少不同网收发信天线之间的耦合作用和相互影响，设法增大天线相互之间的隔离度，最好的办法是增大相互之间的距离。天线共塔时，应优先采用垂直安装。

•安装天线时需要注意：

a、安装环境

a安装环境分为天线附近环境和基站附近环境。对于天线附近环境主要考虑天线之间的隔离度和天线受铁塔、楼面等的影响；对于基站附近环境则主要考虑500米以内高层建筑物对无线信号传播的影响。

a基站天线在安装时还应该注意其在覆盖区是否会产生较大的阴影，安装时应尽量避开阻挡物，如：安装在楼顶的天线须注意楼顶天面对无线信号的阻挡，应尽量靠近边沿安装。

a由于天面的复杂性，当天线必须离大楼边沿较远安装时，天线应尽量架设在离天面

时工程上必须考虑楼面的

受力问题。