各种天线 天线参数 制式ppt课件.ppt

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1、讨论课,学校里的天线,美化集束天线,中国联通900MHz及1800MHz,1800,900,定向天线（Directional antenna）是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。 采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有效利用率，增加保密性；采用定向接收天线的主要目的是增加抗干扰能力。,移动定向天线,板状天线就是定向天线，板状天线是移动通信系统天线的一种，主要用于室外信号覆盖。 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

2、控制方便、密封性能 可靠以及使用寿命长。,板状天线,各类制式分别采用的天线,GSM采用天线GSM是Global System for Mobile Communications的缩写，意为全球移动通信系统，是世界上主要的蜂窝系统之一。城市一般采用双极化天线、定向天线、中等增益的天线农村一般采用全向基站覆盖和较高增益的定向天线,CDMA采用天线CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，它是在数字技术的分支-扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术城市采用一般增益的天线，同时可采用下倾的方式，选择内置电

3、下倾的双极化定向天线，配合机械下倾农村采用高增益的全向天线,WCDMA采用天线WCDMA 是英文Wideband Code Division Multiple Access（宽带码分多址）的英文简称，是一种第三代无线通讯技术。W-CDMAWideband CDMA 是一种由3GPP具体制定的，基于GSM MAP核心网，UTRAN（UMTS陆地无线接入网）为无线接口的第三代移动通信系统。城市极化天线、定向天线、中等增益的天线农村一般采用高增益的定向或全向天线型极化天线,CDMA2000采用天线CDMA2000 是目前2G CDMA的升级，是一种3G的标准。与目前的2G CDMA相比，CDMA20

4、00更是能够提供几兆bps以上的数据速度。应尽量采用宽频段天线全向天线垂直极化天线,TD-SCDMA采用天线TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access（时分同步码分多址） 的简称，中国提出的第三代移动通信标准(简称3G)，也是ITU批准的三个3G标准中的一个使用智能天线在TD-SCDMA系统中，基站系统通过数字信号处理技术与自适应算法，使智能天线动态地在覆盖空间中形成针对特定用户的定向波束，充分利用下行信号能量并最大程度的抑制干扰信号。,GPS( Global Positioning System ),什

5、么是GPS,GPS就是通过接受卫星信号，进行定位或者导航的终端。而接受信号就必须用到天线。 GPS卫星信号分为L1和L2，频率分别为1575.42MHZ和1228MHZ，其中L1为开放的民用信号，信号为圆形极化。信号强度为-166DBM左右，属于比较弱的信号。 这些特点决定了要为GPS信号的接受准备专门的天线。,什么制式需要GPS？,CDMA需要GPS 使用GPS的目的是使整个CDMA系统同步 ，GSM靠不同的频率区分不同的小区，只要实现小区内的同步即可，不同小区间不需同步。CDMA系统靠不同的短码偏置区分不同的小区，所以系统中各基站的短码发生器必须严格的同步，对于区分用户需要用不同的长码掩码

6、与同一长码作用，所以长码发生器也要求严格的同步，因此需要GPS统一系统的时钟，每两秒（75个短码周期）同步一次。,GPS天线安装位置选择,GPS天线在哪里？,1 GPS天线应安装在较开阔的位置上，保证周围俯仰角30度内不能有较大的遮挡物（如 树木，铁塔，楼房等）。 2 为避免反射波的影响，GPS天线尽量远离周围尺寸大于20cm的金属物2m以上。（如图1） 3 由于卫星出现在赤道的概率大于其他地点，对于北半球，应尽量将GPS天线安装在安装 地点的南边。 4 不要将GPS天线安装在其他发射和接收设备附近，避免其他发射天线的辐射方向对准 GPS天线。 5 两个或多个GPS天线安装时要保持2m以上的间

7、距，建议将多个GPS天线安装在不同 地点，防止同时受到干扰。,市场上GPS天线外观,隐蔽天线,1、集束型隐蔽天线,2、方柱型隐蔽天线,3、圆柱型隐蔽天线,4、排气管型隐蔽天线,5、隐蔽外罩,6、杆塔类,为需要隐藏式天线,1、市区建筑物顶部天线林立，特别是密集城区，显得杂乱无章。据统计，北京市区建筑物顶部天线有上万个，影响了视觉环境。目前，许多城市都提出了建设“生态城市”的目标，各地对城市环境景观的要求越来越高，很多大城市已经提出了整顿建筑物顶部环境的建议。2、尽管无线网络建设工程中电磁辐射设计能满足国家标准规定的公众辐射要求，但天线裸露在建筑物顶部，依然会给越来越注重“绿色环保”的居民带来一种

8、不安全感，导致他们对无线电波产生抵触甚至抗争，从而增加了无线网络建设的难度。3、天线长时间裸露在外面，长时间后会影响通信的质量，同时也对天线的寿限带来影响。,天线的几个重要参数,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。,驻波比(SWR)又称电压驻波比(VSWR) Voltage Standing Wave Ratio 驻波比,一般指的就是电压驻波比,是指驻波的电压峰值与电压谷值之比。 理想的比例为 1:1 ，即输入阻抗相等

9、于传输线的特性阻抗,但几乎不可能达到。 驻波比越大，反射功率越高，也就是阻抗不匹配。,极化方式的分类 极化方式分为三大类：线极化、椭圆极化、圆极化。其中，线极化又分为水平极化和垂直极化，椭圆极化又可分为左旋椭圆极化和右旋椭圆极化，圆极化又可分为左旋圆极化与右旋圆极化。 水平极化（H）：例如，卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是水平方向。就类似于我们拿一条绳子左右抖动，产生的波是左右波动。 垂直极化（V）：例如，卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是垂直方向。就类似于我们拿一条绳子上下抖动，产生的波是上下波动。,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

10、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。 天线的工作频带宽度是实际应用中选择天线的重要指标之一。,输入阻抗 输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U，测量输入端的电流I，则输入阻抗Rin就是U/I。你可

11、以把输入端想象成一个电阻的两端，这个电阻的阻值，就是输入阻抗。 天线的输入阻抗定义为输入端电压和电流之比，随着天线长度及工作频率不同而发生变化。其值表征了天线与发射机或接收机的匹配状况，体现了辐射波与导行波之间能量转换的好坏。,波瓣宽度是定向天线常用的一个很重要的参数，它是指天线的辐射图中低于峰值3dB处所成夹角的宽度（天线的辐射图是度量天线各个方向收发信号能力的一个指标，通常以图形方式表示为功率强度与夹角的关系）。 天线垂直的波瓣宽度一般与该天线所对应方向上的覆盖半径有关。因此，在一定范围内通过对天线垂直度（俯仰角）的调节，可以达到改善小区覆盖质量的目的，这也是我们在网络优化中经常采用的一种

12、手段。,天线隔离度是指一个 天线发射信号，通过 另一个天线接收的信 号与该发射天线信号 的比值 天线的隔离度取决于天线辐射方向图、天线的空间距离、 天线增益,最大功率 定义:最大功率是指电源在单位时间内，电路元件上能量的最大变化量，是具有大小及正负的物理量。在这里特指最大输出功率。最大功率越大，电源所能负载的设备也就越多。 最大输出功率也叫瞬间功率，或者峰值功率。对功放来说，最大输出功率是指在一定的谐波失真指标内，给功放输入足够大的信号，并将音量和音调电位器调到最大时，功放所能输出的最大功率。它是车载功放在不考虑失真情况下，在极短时间(通常只有几毫秒)内不发生物理损坏或电气损坏时的功率值。,前

13、后比（front-to-rear ratio） 定向天线的前后比是指主瓣的最大辐射方向（规定为0）的功率通量密度与相反方向附近（规定为18020范围内）的最大功率通量密度之比值。 表明了天线对后瓣抑制的好坏。选用前后比低的天线，天线的后瓣有可能产生越区覆盖，导致切换关系混乱，产生掉话。一般在2530dB之间，应优先选用前后比为30的天线。 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 （1

14、830）dB，特殊情况下则要求达（3540）dB 。,中心频率(central frequency) 中心频率（Fo): 通常定义为带通滤波器（或带阻滤波器）的两个3 dB点之间的中点，一般用两个3 dB点的算术平均来表示 。 声音高低主要与频率有关，由于可听声的声频太宽(从20Hz到20000Hz)，为便于进行频率分析，将其分为若干段，称为频程。 每频程的上限与下限频率的几何平均值称为该频程的中心频率。 中间8段称为倍频程中心频率。将每一倍频程再分为3份，称为1/3倍频程中心频率。 噪声测量最常用的是倍频程中心频率和1/3倍频程中心频率。,天线指标表,一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天

15、线在通信系统中一般应用距离近，覆盖范围大，价格便宜。增益一般在9dB以下 。,同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远，覆盖范围小，目标密度大，频率利用率高。,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。,俯仰角、方位角,方位角：所有的通讯卫星都位于地球赤道上空，只是经度位置不同而已，以赤道为分界线，北半球的卫星天线朝向南方，相反南半球的卫星天线朝向北方。北半球，卫星天线以正北方为零度，正南方为180度，顺时针增加，而至于方位角由你所在的位置决定，计算方位角可由接收机来解决，上面有对星指导，输入你所在的经纬度位

16、置，再输入卫星的经度，接收机就会计算出天线所需调整的方位角。 公式：A=180+arctgtg(xz)/sin z为天线所指卫星的经度；x为地面站经度；为地面站纬度；R为地球半径；h为卫星高度；R/(R+h)=0.1512665。,仰角 H=arctgcosR/(R+h)/sin cos=coscos(xz) z为天线所指卫星的经度；x为地面站经度；为地面站纬度；R为地球半径；h为卫星高度；R/(R+h)=0.1512665。,一般来说，俯仰角的大小可以由以下公式推算： =arctg(h/R)A/2 其中：-天线的俯仰角 h-天线的高 R-小区的覆盖半径 A-天线的垂直平面半功率角上式是将天线

17、的主瓣方向对准小区边缘时得出的，在实际的调整工作中，一般在由此得出的俯仰角角度的基础上再加上1-2度，使信号更有效地覆盖在本小区之内,基站天线俯角和方位角测量方法和原则,天线方位角测量：1. 根据设计院的设计文件以及客户优化资料提供的最新数据调整天线方位角，要求调整后的方位角度数与最新数据的误差为正负5度。2.由于各地基站的安装环境不同，天线安装方式也不尽相同，大致可分为:落地铁塔、楼顶铁塔、楼顶简易铁塔、楼顶拉线铁塔、楼顶桅杆塔、楼顶增高架、楼顶墙沿桅杆、楼顶炮台桅杆。根据不同的安装方式，确定不同的天线方位角测量方法。,3.天线方位角的测量工具应为指北针或地质罗盘仪。指北针或地质罗盘仪必须每

18、年进行一次检验和校准。4.建议测量方式（直角拐尺测量法）5.不同天线安装方式的方位角测量（结合现场环境）,天线俯、仰角测量：1.根据设计院的设计文件以及客户优化资料提供的最新数据调整天线俯角，要求调整后的俯角度数与最新数据的误差为正负1度2.由于各天线厂家生产的天线型号、规格、形状不尽相同，测量者必须选择天线背面的平直面进行测量。3.天线机械俯角的测量工具应为斜度测量仪（也称坡度仪）。4.斜度测量仪（也称坡度仪）必须每年进行一次检验和校准。,5.测量者手握坡度仪安全站在天线的背后，用侧面紧靠在天线背面的平直面，取上、中、下三点进行测量，取三个测试数据值的平均值，精确到小数点后一位。6. 电调天线的俯角是天线机械俯角与天线内置角或电调角之和。7. 天线内置角度需从天线厂家或客户资料中获取；电调角度根据厂家使用说明用专用工具读取。,