天线基本原理及室分天线介绍

偶极子比全向辐射器的增益高 2.15dB
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2.2 天线辐射参数－波束宽度 水平面波束宽度
3dB 波瓣宽度 峰值 - 3dB
60° (eg) 峰值 峰值 - 3dB 10dB 波瓣宽度
峰值 - 10dB 120° (eg)
峰值 峰值 - 10dB
垂直面波束宽度
峰值 - 3dB 15° (eg) 峰值 峰值 - 3dB 32° (eg) 峰值 - 10dB 峰值 峰值 - 10dB
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二〇一三年四月十六日
目录
1 天线基本原理 天线常用参数
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东莞室分天线类型
麦克斯韦方程：
E ( r , t ) B(r , t ) t H ( r , t ) J ( r , t ) D(r , t ) t D(r , t ) (r , t ) B (r , t ) 0 (a) (b) (c ) (d )
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2.3 天线辐射参数－前后比
前后比是指扇形天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比
后向功率
前向功率
前后比(dB) = 10 log
前向功率 后向功率
，典型值约为25dB
目的是尽可能减少后向辐射功率
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2.4 天线辐射参数－极化
无线电波振动的平面称为它的极化面
垂直方式
水平方式
+ 45斜角
- 45斜角
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2.7 天线辐射参数－旁瓣抑制、零点填充、波束下倾角
上旁瓣 (dB)
下旁瓣 (dB)
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2.7 天线辐射参数－驻波比
驻波比就是一个数值，用来表示天线和电波发射台是否匹配。如果 SWR 的值等于1， 则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部 发射出去，这是最理想的情况。如果SWR 值大于1， 则表示有一部分 电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。被反射的电波在发 射台输出口也可产生相当高的电压，有可能损坏发射台。
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2.1 天线辐射参数－增益
P1
P0
全向辐射器在各个方向上 的辐射能量相等 天线 P2
单一偶极子的 “汽车轮胎”形辐射图
天线相对于偶极子的增益用 “dBd” 表示 理想参考物 天线相对于全向辐射器的增益 用 “dBi” 表示 如: 0dBd = 2.15dBi
G = 10log(P1/P2)
2.15dB
1.4 天线基本概念－半波振子
方向图象一个“汽车轮胎”
立体图
水平面 H面
垂直面 E面
水平面波束宽度 = 360º
垂直面波束宽度= 78º
1.5 天线基本概念－增益、方向图和天线尺寸之关系
天线增益的几个要点： 天线是无源器件，不能产生能量。天线增益只是将能量有效集中向某特定 方向辐射或接受电磁波的能力。
天线的增益由振子叠加而产生。增益越高，天线长度越长。增益增加3dB，
体积增大一倍。
天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。
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目录
1 天线基本原理 天线常用参数
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东莞室分天线类型
2 天线辐射参数
辐射参数: 主瓣； 副瓣； 增益； 半功率波束宽度； 前后比； 交叉极化鉴别率； 上旁瓣抑制； 下零点填充； 波束下倾角；
天线互调是指当两个或多 个发射频率信号经过天线时， 由于天线的非线性而引起的
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与原信号频率及倍频有和差
关系、并落在接收频带内的 射频信号。这些信号电平足 够大时，就会造成系统性能
下降。
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东莞室分天线类型
1、传统射灯天线 该款天线为定向天线，分为传 统射灯天线及高增益射灯天线 两种，其中传统射灯天线垂直 及水平波瓣均较大，适用于住 宅楼宇楼间距较宽，住宅楼层 较高且水平面较宽的楼宇覆盖， 可安装于楼顶向下打或安装于 楼顶往上打的覆盖方式，俯仰 机械角度较大，可灵活运用于 覆盖各种不同户型的楼宇。
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2、新型射灯天线 该款天线为美化双极化射灯天线， 目前主要应用于小区综合覆盖及室 分外打兼顾覆盖道路，特别是在小 区综合覆盖中，因其美化隐蔽性高、 水平及垂直方向角都较传统射灯约 小一半，且增益较高（15dBi）， 能有效控制室分信号外泄，且较高 增益能满足室内深度覆盖需求。该 天线体积小，安装灵活，调整方向 及下倾角方便，在一些室分外打场 景应用中，对于楼层较高而又有室 分外打需求的，建议用该款天线替 代基站大板状或排气管天线，可有 效控制天线覆盖范围而避免越区覆 盖问题。
2020
3、壁挂天线
该款天线主要应用于室分定向， 一般室分场景考虑信号外泄， 可考虑安装定向天线取代全向 天线。
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4、排气管天线 该款天线为定向天线，天线增 益很高，水平方向角较大，方 向性好，根据前期工程经验， 可用于覆盖站点周边较远距离 道路及城中村、别墅区等低层 住宅，能达到良好覆盖效果。
该例子中，隔离度为： 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1000mW (即 1W)
1mW
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2.10 天线电路参数－无源交调
无源交调（PIM）：当两个频率f1和f2输入到天线，由于非线 性效应，天线辐射的信号除频率 f1 和 f2 外，还包括有其他频 率，如 2f1-f2 和 2f2-f1 (3阶) 等。
电磁辐射的机理源自麦克斯韦方程 电荷能产生电场，电流能产生磁场，而且变化的电场能够产生变化 的磁场，变化的磁场也能够产生变化的电场，预言了电磁波的存在 。
1.2 无线电波的极化
天线的定义： 天线的辐射原理：
能够有效地向空间某特定 方向辐射电磁波或能够有效地 接收空间某特定方向来的电磁 波的装置。
天线的功能： 能量转换－导行波和自由空 间波的转换； 定向辐射（接收）－具有一 定的方向性。
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5、室分新型吸顶天线 该款天线主要应用于室内覆 盖较多，目前东莞联通有老 式和新式两种，新式增益高， 覆盖距离远。
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6、对数周期天线 对数周期天线主要接收是 中、短波信号及微波。与 其它高增益天线相比，对 数周期天线方向性更强， 但对无用方向信号的衰减 更大。
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谢 谢！
驻波比 为传输线上的电压最大值 与电压最小值之比
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2.8 天线电路参数
电路参数： 驻波比，隔离度，无源交调
驻波比 为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。 当天线端口没有反射时，就是理想匹配，驻波比为1；当天线端口全 反射时，驻波比为无穷大。
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2.9 天线电路参数－隔离度
隔离度是某一极化接收到的另一极化信号的比例。
传输线
终端张角传输线
对称振子
1.3 天线传输原理
天线的组成：天线是由若干半波振子 按照一定规格排列而成。
1/4 波长 1/2 波长 1/4 波长
半波振子是天线的基本辐射单元
半波振子
波长
根据C（光速）=f（频率）×λ （波 长） 得出波长与频率成反比 频率越低，波长越长，天线越大
1/2 波长
例： λ = 3×１０８mps/900MHz ≈ 0.3m