天线原理技术交流

满足网络覆盖要求的基础指标
能够提升网络通信质量的辅助指标
对网络性能有影响的辅助指标
下零点填充 方向图圆度
三、天线主要性能参数
半功率波束宽度：在方向图主瓣范围内，相对最大辐射方向功率密
度下降至一半时的角域宽度，也叫3dB波束宽度。 水平面的半功率波束宽度叫水平面波束宽度；垂直面的半功率波束宽 度叫垂直波束宽度。
垂直面
1/4 波长
半波振子 （电长度）
水平面
二、天线辐射原理
半波振子示例：
二、天线辐射原理
天线辐射方向图
用来表述天线在空间各个方向上所具有的发射 和接收电磁波的能力。一般为三维辐射立体图。
多单元阵列
单个辐射单元
二、天线辐射原理
天线辐射方向图
实际评判中是其转化成的二维平面图形，即水平 面方向图及垂直面方向图。
二、天线辐射原理
三、天线主要性能参数
三、天线主要性能参数
天线工作频率
无论天线还是其他通信产品，总是在一定的频率范围（频带宽度）内工作， 其取决于指标的要求。通常情况下，满足指标要求的频率范围即可为天线的 工作频率。
一般来说，在工作频带宽度内的各个频率点上，天线性能是有差异的。因此， 在相同的指标要求下，工作频带越宽，天线设计难度越大。
水平面
垂直面
二、天线辐射原理
天线组成部件
同一款基站天线有多种设计方案来实现。 设计方案涉及到天线的以下四部分： 1、辐射单元（对称振子 or 贴片[阵元]） 振子 2、反射板（底板） 3、功率分配网络（馈电网络） 4、封装防护（天线罩） 反射板 天线罩
馈电网络
京信通信 未来无限延伸
一、 电磁波传播基础知识
Stock Code: 2342.HK
移动通信基站天线基础知识交流
京信通信系统（中国）有限公司
2012年3月
天线原理及参数介绍
王晓阳
2012.3
京信通信 未来无限延伸
一、 电磁波传播基础知识
二、天线辐射原理
三、天线主要性能参数 四、天线分类
Байду номын сангаас
一、电磁波传播基础知识
无线电波的定义
无线电波是一种信号和能量的传播形式，在传播过程中，电场和磁场在 空间中相互垂直，且都垂直于传播方向。
电缆内高频电流
天 线 功 能
效率要求---追 求高效率
空间电 磁波
无线电 设备
定向辐射（接收）
方向图要求---满足特定空间分布要求
进得去， 出得来。
二、天线辐射原理
天线的辐射原理
天 线 的 辐 射 原 理
~
二、天线辐射原理
天线半波振子
半波振子是天线的基本辐射单元，波长越长，天线半波振子越大。
1/4 波长 1/2 波长
一、电磁波传播基础知识
多径传播:电波在传播过程中，除直接传播外，遇到障碍物（例如，山
丘、森林、地面或楼房等高大建筑物），还会产生反射和绕射。因此，到 达接收天线的电磁波，不仅有直射波，还有反射波，绕射波、透射波，这 种现象就叫多径传输。 由于多径传播使得信号场强分布复杂化，波动很大；也由于多径传输的影 响，会使电波的极化方向发生变化（扭转），因此，有的地方信号场强增 强，有的地方信号场强减弱，另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不 同 。为降低多径传输效应的影响，一般采用空间分集或极化分集来接收。
极化扭转：
一、电磁波传播基础知识
空间分集：单极化天线 极化分集：双极化天线
接 收 信 号 强 度
接
收
距
离
京信通信 未来无限延伸
一、 电磁波传播基础知识
二、天线辐射原理
三、天线主要性能参数
二、天线辐射原理
天线的定义
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。 能量转化
一、电磁波传播基础知识
圆极化 椭圆极化 线极化
左旋、右旋；垂直、水平
一、电磁波传播基础知识
天线极化：是指电场矢量在空间运动的轨迹。
垂直方式
水平方式
+ 45斜角
- 45斜角
特例：线极化
垂直的、水平的、偏斜的
一、电磁波传播基础知识
双极化天线：由两组正交的辐射单元组成。
1、互补（完备不相关。正交/90度） （规划工作） 2、相当（平衡工作。+45/-45） （胜任工作） 3、高效（XPD。降低损耗） （专注工作）
一、电磁波传播基础知识
无线电波的极化
无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现 象称为无线电波的极化。无线电波的极化是由电场矢量在空间运动的轨迹
确定的。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如
果电波的电场方向与地面平行，则称为水平极化波。
特例：线极化
垂直的、水平的
三、天线主要性能参数
辐射参数
主瓣；
副瓣；
半功率波束宽度； 增益；
波束下倾角；
前后比； 交叉极化鉴别率；
上旁瓣抑制；
下零点填充；
天线辐射方向图
三、天线主要性能参数
根据天线辐射参数对网络性能影响程度，可分类如下：
对网络的不同影响程度
天线参数
水平面波束宽度 垂直面波束宽度及电下倾角度 前后比 增益
交叉极化比 上旁瓣抑制
3dB 波束宽度 峰值 - 3dB 60° (eg) 峰值
10dB 波束宽度 峰值 - 10dB
120° (eg)
峰值
峰值 - 3dB
峰值 - 10dB
三、天线主要性能参数
天线增益与波束宽度的关系：
G（dBi）=10Lg{32000/（θ3dB,E× θ3dB,H）}
波束宽度(°) 水平面 65±6 90±8 垂直面 14 7 14 7 增 益 dBi 806～960 MHz B系列天线长度 （米） 1315 2615 1315 2615 1710～2170 MHz K系列天线长度 （米） 675 1310 675 1310
特例： 垂直的线极 化 随时间变化 随空间变化
一、电磁波传播基础知识
无线电波的传播方向
正交特性；电生磁、磁生电。
一、电磁波传播基础知识
无线电波的波长、频率与传播速度的关系
其中：波长 λ = C/f （式中，C为光速，f为工作频率，λ 为波长。）
要点
在相同的介质中，不同频率下，天线的工作波长不同。频率越高， 波长越短。 天线的电性能与电长度（波长）对应。物理长度则需要进行换算。
15
17.5 14 16.5
三、天线主要性能参数
水平面波束宽度
每个扇区的天线在最大辐射方向偏离±60º时到达覆盖边缘，需要切换到相邻 扇区工作。在±60º的切换角域，方向图电平应该有一个合理的下降。电平下降太 多时，在切换角域附近容易引起覆盖盲区掉话；电平下降太少时，在切换角域附近 覆盖产生重叠，导致相邻扇区干扰增加。 理论仿真和实际应用结果表明：在密集建筑