[信息与通信]华为WLAN产品天线与附件安装配置指导.ppt

WLAN产品天线与附件安装配置指导,目录,WLAN系列产品简介 WLAN室外机箱、天线、电缆及附件介绍 WA2110-AG室内安装典型配置 WA1208E室外安装典型配置 WA2200X室外安装典型配置 WA2600吸顶天线安装 网口防雷器PoEMH典型应用 WLAN天线系列编码与选用说明 WLAN电缆及附件编码与选用说明 附录：天线基础知识,WLAN系列产品简介11a/b/g系列,室内型产品：该类产品用于办公室、写字楼、家庭等条件较好的室内环境。均为塑料壳设计，体积小巧时尚，WA2110-AG为FitAP，WA2210-AG和WA2220-AG为双模AP，可配置为Fit或Fat模式。WA2110-AG和WA2210-AG为单射频、分集天线，可通过软件配置为11b/g或11a模式；WA2220-AG为双射频设计，可同时支持11b/g和11a,复杂环境型产品：该类产品可用于制造车间、仓库、超市、体育馆等条件比较恶劣的室内环境。外壳均采用金属壳，高可靠性设计。包括WA1208E系列AP和新一代WA2220E-AG产品。WA1208E系列为铸铝机壳，分G/DG/AG/AGP四款型号，可分别支持11b/g、11a、11b/g大功率，射频指标好。WA2220E-AG为钣金壳设计，表面处理好外观大方，支持-3055度宽温度范围。,室外型产品：该类产品可直接用于各种恶劣的室外环境。外壳采用铸铝和耐候的GE塑料，-3055度宽温度范围，高可靠性设计。包括WA2210X-G、WA2220X-AG、WA2220X-AGP三款型号，支持长距离光口和PoE供电，支持11b/g、11a、11b/g大功率，射频指标好。,WA2110-AG,WA2210-AG/WA2220-AG,WA1208E系列,WA2220E-AG,WA2210X-G/WA2220X-AG/WA2220X-AGP,WLAN系列产品简介11n系列,室内型产品：11n室内产品分为两种型号，圆形适合吸顶安装，内置33MIMO天线，工程安装简单，外形美观；方形产品适合壁挂安装及桌面放置。,复杂环境型产品：该类产品可用于制造车间、仓库、超市、体育馆等条件比较恶劣的室内环境。外壳均采用钣金设计，高可靠性设计。包括WA2610E-AGN和WA2620E产品。,室外型产品：该类产品可直接用于各种恶劣的室外环境。外壳采用铸铝和耐候的GE塑料，-3055度宽温度范围，高可靠性设计。包括WA2210X-GN、WA2210X-AN两款型号，支持长距离光口和PoE供电，支持本地供电。内置MIMO天线，便于安装。,WA2612AGN,WA26100-AGN,WA2610E-AGN,WA2620E-AGN,WA2610X-GN/WA2610X-AN,NOT AVAILABLE,NOT AVAILABLE,WLAN室外机箱,室外机箱外观,室外机箱内部图,WLAN室外机箱：为支持室外部署使用，防水防尘防雷防低温设计，内置电源防雷器和加热模块，体积小外型美观。主要用于WA1208E的室外部署，特殊情况下也可用于WA2110-AG。后面有典型配置案例。,WLAN天线系列,2dB全向天线：该类天线为AP的缺省天线，随AP发货。包括一种双频段的微带天线，用于室内型设备如WA2110，WA2210-AG；一种2.4G黑色半波天线和5G天线，用于WA1208E和WA2220E-AG等复杂环境型AP，这些天线的接头均为反极性SMA头。,双频室内应用天线：该类天线为室内部署使用，包括一种吸顶天线，一种平板天线。非常适合于WA2110-AG和WA2210-AG，这两种AP可通过软件配置成不同的频段，使用双频天线避免了更换天线的麻烦。这类天线也可用于单频AP设备。,2.4G室内应用天线：该类天线为室内部署11b/gAP使用，包括一种桌面天线，一种吸顶天线。适合于WA1208E和WA2220E。,2.4G室外高增益天线：该类天线为室外部署11b/g使用，包括一类高增益全向天线，包括各种增益；一类板式定向天线，有不同的方向角和增益；一类八木天线，包括两种不同增益，用于地铁环境；一类碟型天线，用于11g网桥应用。,5.8G室外高增益天线：该类天线为室外部署11a网桥使用，可部署点到点和点到多点网络。包括一种高增益全向天线；一种背射定向天；一种高增益碟型天线。,WLAN天线系列MIMO天线,MIMO天线：目前我司认证的MIMO天线只有一种33 MIMO天线，可应用于我司11n产品。该天线自带电缆，可与WA2600E系列产品直接相连。该天线支持龙骨、吊顶等多种安装方式,NEW!,33 MIMO天线,WLAN电缆与附件,射频电缆：用于连接AP和天线，包括两种不同长度的SMA转N头电缆；三种不同长度的N转N头电缆；一种超柔转接电缆。,网口防雷器：室外应用时，用于保护AP和交换机免遭感应雷损伤，包括一种对交换机侧防护且支持POE供电的POE-MH模块，和一个对AP侧防护的网口防雷单元。建议在多雷雨地区必配。接地线：用于给室外机箱、网口和天馈防雷器提供接地,天馈防雷器：室外应用时，天线感应的雷击能量，可以被串连在天线和设备间的天馈防雷器通过接地线泄放到地上，从而对AP设备起到保护作用。该防雷器支持2.4G,5G双频段，户外应用时，建议必配该器件，并保证可靠接地！,N型接头连接器：用于AP、电缆、天馈防雷器等N型接口设备的硬性互连，包括一种双阴N头连接器，一种双阳N头连接器,绝缘胶带和防水胶带：户外应用时，电缆、天馈防雷器、天线的接头处，先用绝缘胶带缠裹，再用防水胶带缠裹，保证绝缘和防水，使系统可以长期可靠的运行下去！,WLAN电缆与附件,电源适配器：用于AP设备的本地供电，；或者与PoE-MH网口防雷器配合使用为远端的AP设备供电,射频匹配负载：当AP的分集天线接口有不使用的时候，或者在做分布式系统时，功分器的端口没有使用，这种情况下，需要用射频负载拧到接口上，防止射频干扰对系统产生影响。包括一种反极性SMA接头负载，和一种N型接头负载，特征阻抗均为50欧姆,防水接头光纤套件：WA2200室外型AP设备支持光口，该套件的防水接头一端连接到AP上，起连接和防水作用，另一端需要融纤与远端设备连接，该套件有硬质光纤护套，可有效保护光纤。,功分器：用于部署分布式系统，可将AP输出的功率等分到远端的天线。包括一分二、一分三、一分四共三种规格，可以组合使用,磁吸：专为WA2110-AG设计，可将一对磁吸用螺丝固定在WA2110的底壳上，然后AP就可以吸附在任何铁质表面上了，吸力大且牢固，可用于室外机箱的安装。该磁吸已放入室外机箱附件中，不需要单独选配,WA2110-AG吸顶天线典型配置一,吸顶天线,WA2110-AG,射频匹配负载,射频转接电缆,配置图,连接后效果图,注意事项：1、射频电缆要连接到AP左侧主天线接口2、射频负载连接到AP的右侧天线接口3、射频负载必须要加，否则会引入干扰4、这种配置适用于AP和天线放置位置很近的情况，选用20厘米长的SMA转N头的电缆连接5、位置较远的情况请看下一页配置图,WA2110-AG吸顶天线典型配置,吸顶天线,WA2110-AG,射频匹配负载,射频转接电缆,配置图,连接后效果图,注意事项：1、射频电缆要连接到AP左侧主天线接口2、射频负载连接到AP的右侧天线接口3、这种配置适合与AP与天线位置较远的情况，这种硬质黑色射频电缆有两种长度，可根据需要选择,WA1208E室外机箱安装典型配置,SMA转N头射频电缆,超柔射频转接电缆,绝缘胶带,防水胶带,天馈防雷器,WA1208E,室外机箱,室外天线,双阴连接器,防雷器的接地线,黑色线扣用于捆扎电缆,室外安装套件：0223A08X,室外安装套件说明：1、该套件包含了WLAN室外部署所需的各种附件，可直接选用；2、套件中的天馈防雷器为双频，可用于2.4G或5.8G，所以11b/g或11a都可以使用；3、套件中的接地线是为天馈防雷器配备的，必须可靠接地才能保证天馈防雷效果；4、套件中还有20根黑色防紫外线的线扣，用于捆扎电缆,WA1208E室外机箱安装典型配置,室外机箱内部安装步骤：1、将以太网线从中间的防水接头处穿入室外机箱，然后插到AP的以太网口上；2、将超柔转接电缆拧到需要的天线接口上；3、将AP装入室外机箱并固定；4、将SMA转N头射频电缆从左侧的防水接头插入机箱，并与超柔电缆连接；5、将室外机箱发货附件中的接地电缆穿过机箱右侧防水接头，并拧紧在室外机箱的接地螺柱上6、将所有的防水接头拧紧,注意事项：1、WA1208E的以太网口内置防雷能力，因此不需要再配置以太网防雷器；2、室外机箱的接地线必须可靠接地，才能保证可靠运行，并在雷击发生时保护设备；3、由于以太网线和接地线较细，防水接头中防水垫圈的收缩能力有限，中间可能有空隙，因此需要保证室外机箱垂直安装，或者用胶带对线缆进行加粗处理，保证防水接头可以拧紧；4、以上为POE供电情况下的安装，本地供电话，需要接入电源线和电源适配器，具体安装方法可参考WA1208E的安装手册，有详细指导；,WA1208E室外机箱安装典型配置,机箱外部天线安装步骤：1、将天馈防雷器的阴头一端与射频转接电缆的N头进行连接；2、将天馈防雷器的阳头一端与天线进行连接；3、将选配的接地线连接到天馈防雷器的接地端子上；4、用绝缘胶带将电缆、天馈防雷、天线的接头处缠紧；5、用防水胶带将绝缘胶带外部再次缠紧6、固定天线，并将天馈防雷器的接地线进行可靠接地,注意事项：1、在雷击较多的地区必须配置天馈防雷器，防止设备射频接口被雷电损伤；2、天馈防雷器必须进行可靠接地，否则起不到防雷效果；3、电缆、天馈防雷、天线的接头处必须用绝缘和防水胶带进行处理，才能确保可靠的电气和防水性能，保证长期稳定使用；,WA2200X室外安装典型配置-天馈安装套件,双频天馈防雷器1902A002,天馈接地线0404A05X用于连接天馈防雷器和设备的地，长度为0.08m,双阳N型连接器1404A008用于连接天馈防雷器和全向天线或者N型接头射频电缆,双阴N型连接器14040288射频电缆长度不够时，用于连接两段N型接头射频电缆,接地线 04060368用于连接天馈防雷器到大地,N型接头射频电缆 0404A08V,长度为1.83m,绝缘胶带：21101240,防水胶带：30070011,用于缠结每个接头，在接头连接完毕后先用绝缘胶布缠紧，再用防水胶带缠在绝缘胶布外侧。注：使用防水胶布时要将其拉伸至原来宽度的3/4后再缠绕,WA2200X的天馈套件编码是0223A101，包括以下几个部件（单频时选用一个天馈安装套件，双频时选用两个天馈安装套件）：,防紫外线线扣63200065用于捆扎电缆,N型接头负载27110001，连接未用N型RF接口,WA2200X室外安装典型配置-电源安装套件,编码：1902A001,接地线 04060368,宽温电源适配器(0213A02U+04041104),WA2200X的电源套件编码是0223A102，包括以下三个部件：,说明：注意根据设备类型及实际使用情况选择相关套件及其数量,WA2200X室外安装典型配置清单,WA2200X组网的典型配置清单,WA2200X室外安装指导,抱杆安装件,室外型AP,天馈防雷器接地线,设备接地线,天馈防雷器,N型双阳连接器,5dB全向天线,以太网电口射频使用光纤时该口用作供电口,光纤接口,安装完成后的正视图,安装完成后的后视图,WA2200X室外型安装指导详见WA2200X室外型安装配置指导,WA2600E吸顶天线安装指导,1，将MIMO天线的三根电缆分别接在AP的三个天线接口上,2，将天线自带的卡扣装在天花板龙骨上。,3，将扣板蓝色区域切掉，便于天线电缆穿过天花板。调整两个卡扣的距离，使其适合天线安装。,4，将天线背面的金属弹片推入到龙骨上的塑料卡扣内，将射频电缆穿入到天花板内，并于天花板内的AP相连，即可完成天线的安装。,WA2600E吸顶天线安装指导,可以根据不同类型的龙骨可以选择不同的卡扣和卡扣安装方向。,对于无法使用龙骨安装的天花板，可以通过固定天线电缆的方法安装天线：1，在天花板上等间距钻3个孔，使天线电缆可以从中穿过。2，在天花板背面使用夹子等将天线电缆固定住即可。,网口防雷器使用说明,选用说明：1、POE-MH网口防雷器放在近端，用于保护交换机侧端口免被雷电损伤，同时也可以与电源适配器配合为远端AP提供POE供电功能，通过以太网线的4578空闲线进行供电；2、上图为使用示意图,选用说明：1、网口防雷单元用于保护户外AP侧端口免被雷电损伤，如果AP内置了防雷功能，则该网口防雷单元可以不用；2、该网口防雷单元只有1236信号线是通的，4578线不通，POE交换机支持1236线供电，可以使用网口防雷单元；单独的POE模块或POE-MH电源适配器方案是4578线供电，因此这种情况下不能使用网口防雷单元,编码：1902A001,编码：1902A000,POE-MH网口防雷器典型配置,安装步骤：1、将电源适配器插入POE-MH左侧的48VDC端口；2、用以太网线将交换机端口和POE-MH的Protect端口进行连接；3、将接地线连接到POE-MH的PE端拧紧，并将接地线可靠接地；4、用以太网线将POE-MH的Surge端与室外的AP进行连接，室外AP本身需要支持网口防雷；,注意事项：1、上述为交换机不支持POE功能的配置，需要使用电源适配器配合为远端AP进行供电；2、如果交换机支持POE功能，则 POE-MH不需要电源适配器,天线接头类型简介N型接头,N型接头是射频接头的一种，这种接头尺寸较大，连接可靠，插损小，射频指标有保证，可以防水，一般室外型的AP和天线都用这种接口。接头分公头和母头，两者配合使用。,室外型AP的N型接头（母头）,室外型天线的N型接头（母头）,射频转接电缆的N型接头（公头）,双阴N型转接头，用于连接两根射频电缆,双阳N型转接头，用于连接AP和天线，提供硬性连接,天线接头类型简介SMA型接头,SMA型接头是射频接头的一种，这种接头尺寸较小，成本低，一般室内型的AP和天线都用这种接口。另外，SMA接头分正极性和反极性两类，由于FCC处于健康原因，规定室内应用尽量避免用户自己更换高增益天线，因此我们的AP系列都选用了反极性SMA接口，这种接口的天线用户不容易在市场上买到，在一定程度上防止了用户更换高增益天线。,WA2110-AG上的反极性SMA接头（中间有针为公头）,WA1208E上的反极性SMA接头（中间有针为公头）,WA2110-AG上双频天线的反极性SMA接头（中间有孔为母头）,超柔转接电缆的反极性SMA接头，用于连接AP和硬质的射频电缆,双频室内应用天线,增益:2.5dBi，全向工作在2.4/5.8G频段室内有天花板的环境吸顶使用,增益:12/15dBi，方向角：水平45度角，垂直20度工作在2.4/5.8G频段墙壁安装室内覆盖应用,双频吸顶天线,双频平板天线,这类天线用于WA2110-AG或WA2210-AG室内型AP，支持双频,双频室内应用天线吸顶天线,增益:2.5dBi（2.4G）4.5dBi（5.8G）工作在2.4/5.8G频段室内有天花板的环境吸顶使用,双频吸顶天线,特点 1、2.4/5GHz宽频覆盖2、旋转对称天线体，辐射均匀3、体积小、重量轻,外形美观4、天花板吸顶安装,安装方式,全向天线与吸顶天线比较,全向天线的辐射图就象一个纵剖的苹果，以天线为中心，上部和下部辐射基本相同，它适合于放置或安装在桌面或墙壁，以对整个空间有一个均匀的覆盖；吸顶天线与全向天线不同，它在内部设计上增加了一个反射板，把辐射更多的向下反射，从辐射图中可以看到，辐射能量下面多上面少，正如它的名字一样，它适合于吸附在天花板上，对下面的空间进行覆盖。由于WLAN信号频点较高，穿墙和穿天花板的能力较差，因此一般情况下AP只作为单层覆盖应用。如果AP安置在天花板内，那么选择吸顶天线比全向天线有明显的好处：1、吸顶天线能力向下集中，能够提高覆盖空间的范围和距离，提高信号强度和数据传输速率；2、吸顶天线抑止了向上辐射的能力，对上一层空间的AP减少了干扰信号，有利于整栋建筑的无线部署3、如果天花板为金属材料如铝板的情况下，AP上自带的全向天线无法穿透，而吸顶天线则可以方便的安装在天花板下形成良好覆盖,吸顶天线的垂直方向的辐射图,全向天线的垂直方向的辐射图,双频室内应用天线平板天线,增益:12dBi（2.4G）15dBi（5.8G）水平波瓣宽度：45度；垂直波瓣宽度20度频段：工作在2.4/5.8G频段安装与应用：墙壁安装室内覆盖应用，可用于较大的室内空间，如制造车间、超市、体育馆等,双频平板天线,注意事项：该天线为壁挂安装，不支持抱杆安装,车载台天线,增益:5.5dBi工作在2.4G频段车载使用注意：接头为反极性SMA头，可直接与AP连接，不需要转接电缆,车台天线,TQC-2400CI是为2.4GHz扩频通信汽车移动终端设计的一种中等增益车台天线。天线体采用特种线材制成，外形美观，安装方便。底部为磁铁材料可直接吸附在金属材质的车顶,2.4G室内应用天线,桌面天线,吸顶天线,增益:5dBi，用于增强室内覆盖工作在2.4G频段，用于11b/g放置在桌面使用N型母头，与室内型AP连接需要使用N头转SMA头的电缆,增益:3dBi，室内覆盖工作在2.4G频段，用于11b/g有天花板的环境吸顶使用N型母头，与室内型AP连接需要使用N头转SMA头的电缆,2.4G室外高增益天线,全向天线,面板型定向天线,增益:11dBi工作在2.4G频段抱杆安装使用编码：27010215,增益:16dBi/17dBi/18dBi水平波瓣宽度：120度/90度/65度垂直波瓣宽度：7度工作在2.4G频段用于远距离大范围覆盖或组成多扇区覆盖编码：27010219，27010223，27010221,增益:11dBi工作在2.4G频段抱杆安装使用编码：27010253,高增益面板型定向天线,全向天线,增益:5dBi工作在2.4G频段高密度全向接入，可直接安装在WA2200室外型AP上编码：2701A004,增益:9dBi，15dBi水平波瓣宽度：50度，30度；工作在2.4G频段用于地铁环境或接收天线编码：2701A005、2701A006,八木定向天线,增益:8dBi工作在2.4G频段抱杆安装适用于高密度接入覆盖编码：2701A002,该天线的特点1、垂直波瓣宽度高达60度2、体积小巧,面板型定向天线,2.4G室外高增益天线高增益全向天线,全向天线,增益:11dBi工作在2.4G频段抱杆安装使用，用于地广人稀地区的大范围覆盖,水平方向图,垂直方向图,2.4G室外高增益天线全向天线,全向天线,增益:5dBi工作在2.4G频段用于室外AP的高密度覆盖，可直接安装在WA2200室外型AP上,水平方向图,垂直方向图,2.4G室外高增益天线平板天线,面板型定向天线,增益:11dBi工作在2.4G频段抱杆安装适用于高密度接入覆盖,水平方向图,垂直方向图,2.4G室外高增益天线小平板天线,面板型定向天线,增益:8dBi工作在2.4G频段抱杆安装适用于高密度接入覆盖,水平方向图水平波瓣宽度80度,垂直方向图垂直波瓣宽度60度,该天线的特点是垂直波瓣宽度高达60度,2.4G室外高增益天线高增益平板天线,高增益平板定向天线,增益:16dBi/17dBi/18dBi水平波瓣宽度：120度/90度/65度垂直波瓣宽度：7度工作在2.4G频段用于远距离大范围覆盖或组成多扇区覆盖编码：27010219，27010223，27010221,2.4G室外高增益天线八木天线,八木定向天线,水平方向图,垂直方向图,增益:9dBi水平波瓣宽度：55度；垂直波瓣宽度：50度工作在2.4G频段用于地铁环境的车辆侧，或用于室外接收天线,2.4G室外高增益天线八木天线,增益:15dBi水平波瓣宽度：30度；垂直波瓣宽度：28度工作在2.4G频段用于地铁环境的隧道侧，或用于室外接收天线,八木定向天线,水平方向图,垂直方向图,全向天线,增益:12dBi工作在5.8G频段抱杆安装使用用于覆盖或点到多点的非中心点,增益:17dBi工作在5.8G频段水平、垂直波瓣宽度：25度抱杆、墙壁安装使用用于11a网桥点到点连接，有效距离3公里,背射定向天线,增益:29dBi工作在5.8G频段波瓣宽度：6度抱杆、墙壁安装使用用于11a网桥点到点连接，有效距离可达10公里以上,5.8G室外高增益天线,注意：该天线用于替代原30dBi碟型天线，原天线尺寸太大，安装不便，该天线直径只有60公分，安装携带方便,增益:5dBi工作在5.8G频段抱杆安装使用用于高密度覆盖或MESH互连,全向天线,全向天线:27010252,增益:12dBi工作在5.8G频段抱杆安装使用用于覆盖或点到多点的非中心点,5.8G室外高增益天线全向天线,水平方向图,垂直方向图,5.8G室外高增益天线全向天线,全向天线,增益:5dBi工作在5.8G频段用于室外AP的5.8G MESH互连或高密度覆盖，可直接安装在WA2200室外型AP上。,水平方向图,垂直方向图,增益:17dBi工作频段：5.8G水平、垂直波瓣宽度：25度安装方式：抱杆安装典型应用：用于11a网桥点到点连接，有效距离3公里,背射定向天线:27010239,5.8G室外高增益天线背射天线,水平方向图,垂直方向图,增益:29dBi工作频段：5.8G水平垂直波瓣宽度：6度安装方式：抱杆安装典型应用：用于11a网桥点到点连接，有效距离可达10公里以上,5.8G室外高增益天线碟型天线,水平方向图,垂直方向图,长距离点到点互连,我司认证的11n MIMO吸顶天线集成3个全向天线，支持我司WA2610E/WA2620E-AGN 33 11n AP设备。支持2.4/5G双频段，全向覆盖，增益大于3.0dBi安装方式：吸顶安装、龙骨安装天线电缆长度90cm，外形尺寸：3092294mm。典型应用：用于11n产品室内覆盖,2.4G/5G 33 MIMO天线,水平方向图,垂直方向图,室内全向覆盖,射频电缆SMA转N型射频电缆,一端为反极性SMA母接头,一端为N型公接头,这种电缆选用低插损的较粗硬质黑色电缆，损耗小，用于连接AP和天线，有1.83米和6.1米两种尺寸可以选择,SMA公转SMA母超柔电缆，与上面的电缆配合使用，用于室外机箱，提供柔性的转接。,SMA转N型柔性电缆，功能与上面电缆相同，主要用在短距离的转接，长度20厘米。,编码：0404A08Y 0404A090,编码：0404A091,编码：0404A04X,N型射频电缆,这种电缆选用低插损的较粗硬质黑色电缆，损耗小，用于连接带N型接头的室外型AP和室外天线天线，或者用于延长馈线，有1.83米和4.5米和10米三种尺寸可以选择，这种电缆省去了现场加工N型转接电缆的麻烦。,两端均为N型公接头,N型接头射频电缆,编码：0404A08V 0404A08W 0404A08X,天馈防雷器与N型连接器,双频天馈防雷器：1902A002,双阴N型连接器：14040288,双阳N型连接器：1404A008,防雷器与电源适配器,绝缘胶带：21101240,防水胶带：30070011,48V电源适配器：21101240,射频匹配负载：当AP的分集天线接口有不使用的时候，或者在做分布式系统时，功分器的端口没有使用，这种情况下，需要用射频负载拧到接口上，防止射频干扰对系统产生影响。包括一种反极性SMA接头负载，和一种N型接头负载，特征阻抗均为50欧姆,SMA接头负载：2711A000,N型接头负载：27110001,功分器,一分二功分器：27020079,一分三功分器：27020081,一分四功分器：27020080,功分器：用于部署分布式系统，可将AP输出的功率等分到远端的天线。包括一分二、一分三、一分四共三种规格，可以组合使用,天线基础知识,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.,天线基础知识,*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 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。,图1.1 a,图1.1 b,天线基础知识,1.2 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1.2 a。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。,图1.2 a,图1.2 b,天线基础知识,1.3 天线方向性的讨论 1.3.1 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）。立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，图1.3.1 b 与图1.3.1 c 给出了它的两个主平面方向图，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。从图1.3.1 b 可以看出，在振子的轴线方向上辐射为零，最大辐射方向在水平面上；而从图1.3.1 c 可以看出，在水平面上各个方向上的辐射一样大。,图1.3.1 c 水平面方向图,图1.3.1 b 垂直面方向图,图1.3.1 a 立体方向图,天线基础知识,1.3.2 天线方向性增强 若干个对称振子组阵，能够控制辐射，产生“扁平的面包圈”，把信号进一步集中到在水平面方向上。下图是4个半波对称振子沿垂线上下排列成一个垂直四元阵时的立体方向图和垂直面方向图。,垂直面方向图,立体方向图,天线基础知识,也可以利用反射板可把辐射能控制到单侧方向 平面反射板放在阵列的一边构成扇形区覆盖天线。下面的水平面方向图说明了反射面的作用-反射面把功率反射到单侧方向，提高了增益。,全向阵（垂直阵列 不带平面反射板）,抛物反射面的使用，更能使天线的辐射，像光学中的探照灯那样，把能量集中到一个小立体角内，从而获得很高的增益。不言而喻，抛物面天线的构成包括两个基本要素：抛物反射面 和 放置在抛物面焦点上的辐射源。,扇形区覆盖（垂直阵列 带平面反射板）,平面反射板,天线基础知识,1.3.3 增益 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。可以这样来理解增益的物理含义-为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W的输入功率，而用增益为 G=13 dB=20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需 100/20=5W.换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。半波对称振子的增益为G=2.15 dBi;4个半波对称振子 沿垂线上下排列，构成一个垂直四元阵，其增益约为G=8.15 dBi(dBi这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源)。如果以半波对称振子作比较对象，则增益的单位是dBd.半波对称振子的增益为G=0 dBd（因为是自己跟自己比，比值为1，取对数得零值。）；垂直四元阵，其增益约为G=8.15 2.15=6 dBd.,天线基础知识,1.3.4 波瓣宽度 方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。参见图1.3.4 a,在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低 3 dB（功率密度降低一半）的两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称 波束宽度 或 主瓣宽度 或 半功率角）。波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。还有一种波瓣宽度，即 10dB波瓣宽度，顾名思义它是方向图中辐射强度降低 10dB（功率密度降至十分之一）的两个点间的夹角，见图1.3.4 b.,3dB 波瓣宽度,-3dB点,-3dB点,10dB 波瓣宽度,-10dB点,-10dB点,峰值方向（最大辐射方向）,图1.3.4 a,图1.3.4 b,峰值方向（最大辐射方向）,天线基础知识,1.3.5 前后比 方向图中，前后瓣最大值之比称为前后比，记为 F/B。前后比越大，天线的后向辐射（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.,天线基础知识,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/（23dB,E 23dB,H）式中，23dB,E 与 23dB,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。2）对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益：G（dB i）=10 Lg 4.5（D/0）2 式中，D 为抛物面直径；0 为中心工作波长；4.5 是统计出来的经验数据。3）对于直立全向天线，有近似计算式 G（dBi）=10 Lg 2 L/0 式中，L 为天线长度；0 为中心工作波长；,天线基础知识,1.3.7 上旁瓣抑制 对于基站天线，人们常常要求它的垂直面（即俯仰面）方向图中，主瓣上方第一旁瓣尽可能弱一些。这就是所谓的上旁瓣抑制。基站的服务对象是地面上的移动电话用户，指向天空的辐射是毫无意义的。,天线基础知识,1.3.8 天线的下倾 为使主波瓣指向地面，安置时需要将天线适度下倾。,天线基础知识,垂直极化,1.4 天线的极化 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-是最常用的；水平极化-也是要被用到的。,水平极化,天线基础知识,垂直极化,1.4.1 双极化天线 下图示出了另两种单极化的情况：+45 极化 与-45 极化，它们仅仅在特殊场合下使用。这样，共有四种单极化了，见下图。把垂直极化和水平极化两种极化的天线组合在一起，或者，把+45 极化和-45 极化两种极化的天线组合在一起，就构成了一种新的天线-双极化天线。,水平极化,+45 极化,-45 极化,天线基础知识,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。,V/H（垂直/水平）型 双 极 化,+45/-45 型 双 极 化,天线基础知识,1.4.2 极化损失 垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收，水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收，而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，接收到的信号都会变小，也就是说，发生极化损失。例如：当用+45 极化天线接收垂直极化或水平极化波时，或者，当用垂直极化天线接收+45 极化或-45极化波时，等等情况下，都要产生极化损失。用圆极化天线接收任一线极化波，或者，用线极化天线接收任一圆极化波，等等情况下，也必然发生极化损失-只能接收到来波的一半能量。当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时，例如用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波，或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时，天线就完全接收不到来波的能量，这种情况下极化损失为最大，称极化完全隔离。,天线基础知识,1.4.3 极化隔离 理想的极化完全隔离是没有的。馈送到一种极化的天线中去的信号多少总会有那么一点点在另外一种极化的天线中出现。例如下图所示的双极化天线中，设输入垂直极化天线的功率为10W，结果在水平极化天线的输出端测得的输出功率为 10mW。,垂直极化，10 W,水平极化，10 mW,在这种情况下的极化隔离为 X=10 Lg(10,000 mW/10 mW)=10 Lg(1000)=30（dB）,天线基础知识,1.5 天线的输入阻抗 Zin 定义：天线输入端信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗具有电阻分量 Rin 和电抗分量 Xin，即 Zin=Rin+j Xin。电抗分量的存在会减少天线从馈线对信号功率的提取，因此，必须使电抗分量尽可能为零，也就是应尽可能使天线的输入阻抗为纯电阻。事实上，即使是设计、调试得很好的天线，其输入阻抗中总还含有一个小的电抗分量值。输入阻抗与天线的结构、尺寸以及工作波长有关，半波对称振子是最重要的基本天线，其输入阻抗为 Zin=73.142.5(欧)。当把其长度缩短（）时，就可以消除其中的电抗分量，使天线的输入阻抗为纯电阻，此时的输入阻抗为 Zin=73.1(欧),（标称 75 欧）。注意，严格的说，纯电阻性的天线输入阻抗只是对点频而言的。顺便指出，半波折合振子的输入阻抗为半波对称振子的四倍，即 Zin=280(欧),（标称300欧）。有趣的是，对于任一天线，人们总可通过天线阻抗调试，在要求的工作频率范围内，使输入阻抗的虚部很小且实部相当接近 50 欧，从而使得天线的输入阻抗为Zin=Rin=50 欧-这是天线能与馈线处于良好的阻抗匹配所必须的。,天线基础知识,1.6 天线的工作频率范围（频带宽度）无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围（频带宽度）内工作的，天线的频带宽度有两种不同的定义-一种是指：在驻波比SWR 1.5 条件下，天线的工作频带宽度；一种是指：天线增益下降 3 分贝范围内的频带宽度。在移动通信系统中，通常是按前一种定义的，具体的说，天线的频带宽度就是天线的驻波比SWR 不超过 1.5 时，天线的工作频率范围。一般说来，在工作频带宽度内的各个频率点上,天线性能是有差异的，但这种差异造成的性能下降是可以接受的。,天线基础知识,1.7 移动通信常用的基站天线、直放站天线与室内天线 1.7.1 板状天线,无论是GSM 还是CDMA，板状天线是用得最为普遍的一类极为重要的基站天线。这种天线的优点是：增益高、扇形区方向图好、后瓣小、垂直面方向图俯角控制方便、密封性能 可靠以及使用寿命长。板状天线也常常被用作为直放站的用户天线，根据作用扇形区的范围大小，应选择相应的天线型号。,天线基础知识,1.7.1 a 基站板状天线基本技术指标示例,频率范围,频带宽度,增益,极化,标称阻抗,电压驻波比,半功率波束宽度,前后比,下倾角（可调）,垂直面上旁瓣抑制,824-960 MHz,70MHz,14 17 dBi,垂直,50 Ohm,1.4,25dB,3 8,水平面 60 120,垂直面 16 8,-12 dB,互调,110 dBm,天线基础知识,1.7.1 b 板状天线高增益的形成,单个半波振子垂直面方向图 增益为 G=2.15 dB,两个半波振子垂直面方向图 增益