天线课件(华为)
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天线课件华为
超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面 波衰减很快。因此也不能依靠地面波作较远距离的传播， 它主要是由空间波来传播的。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
直视距离和发射天线以及接收天线的 高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。 由简单的几何关系式可知
AB＝3.57( HT 1/2 +HR 1/2 )(播过程中，电场和磁场在空间是
相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。
可用式 λ ＝Ｖ/ｆ 表示。在公式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫芝；λ 为波长，单位为米。由上述关系式不难看出， 同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波 长也不一样。
波长
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
什么是天线？
把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... 收集无线电波并产生电信号
Blah blah blah bl ah
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识三 节 节内容
第二节 超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1、无线电波的基本知识
1、1 无线电波的概念:
无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中， 电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂 直于传播方向。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有 的发射或接收电磁波的能力。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
天线方向图
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
第一章 无线电波和超短波的基本知识
直视距离和发射天线以及接收天线的 高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。 由简单的几何关系式可知
AB＝3.57( HT 1/2 +HR 1/2 )(播过程中，电场和磁场在空间是
相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。
可用式 λ ＝Ｖ/ｆ 表示。在公式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫芝；λ 为波长，单位为米。由上述关系式不难看出， 同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波 长也不一样。
波长
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
什么是天线？
把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... 收集无线电波并产生电信号
Blah blah blah bl ah
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识三 节 节内容
第二节 超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1、无线电波的基本知识
1、1 无线电波的概念:
无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中， 电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂 直于传播方向。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有 的发射或接收电磁波的能力。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
天线方向图
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
第一章天线基础知识PPT课件
辐射总功率： Pr 40IA2(l)2
等效关系： Rr 2Pr /IA2
辐射电阻： Rr 8(0l/)2
辐射功率取决于电偶极子的电长度，频率越高 或波长越短，辐射功率越大。已经假定空间媒 质不消耗功率且在空间内无其它场源，所以辐 射功率与距离r无关。
17
1.1.2 对偶原理与磁基本振子
（1）对偶原理 （2）磁基本振子
18
（1） 对偶原理
电荷与电流是产生电磁场的唯一源。自然界中至今 尚未发现任何磁荷与磁流存在。但是对于某些电磁场 问题，引入假想的磁荷与磁流是有益的。
对偶原理
如果将上述电场及磁场分为两部分：一部分是由电荷及电
流产生的电场 及Ee (磁r )场 ；另He一(r)部分是由磁荷及磁流产生 的电场 及磁场Em(r，) 即 Hm(r)
由对偶关系：
22
磁偶极子的辐射总功率
1
P rs S ad v s s 2 R E e H ] [ d s 1
4 6 I m 2 (0 s ) 2
磁偶极子的辐射电阻
Rr
2Pr Im2
3204(s)2
同样长度的导线，绕制成磁偶极子，在电流
振幅相同情况下，远区的辐射功率比电偶极子
的要小的多。
工程上常采用两个正交平面方向图，自由空 间中两个最重要的平面方向图是E面和H面。E 面即电场强度矢量所在并包含最大辐射方向的 平面，H面即磁场强度矢量所在并包含最大辐振子的H平面方向图
功率方向图反映辐射的功率密度与方向之间 的关系，它与场强方向图关系为
25
（1）方向函数
方向性，就是在相同距离的条件下天线辐 射场的相对值与空间方向的关系。 天线远场区：
方向函数：
归一化方向函数：
等效关系： Rr 2Pr /IA2
辐射电阻： Rr 8(0l/)2
辐射功率取决于电偶极子的电长度，频率越高 或波长越短，辐射功率越大。已经假定空间媒 质不消耗功率且在空间内无其它场源，所以辐 射功率与距离r无关。
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1.1.2 对偶原理与磁基本振子
（1）对偶原理 （2）磁基本振子
18
（1） 对偶原理
电荷与电流是产生电磁场的唯一源。自然界中至今 尚未发现任何磁荷与磁流存在。但是对于某些电磁场 问题，引入假想的磁荷与磁流是有益的。
对偶原理
如果将上述电场及磁场分为两部分：一部分是由电荷及电
流产生的电场 及Ee (磁r )场 ；另He一(r)部分是由磁荷及磁流产生 的电场 及磁场Em(r，) 即 Hm(r)
由对偶关系：
22
磁偶极子的辐射总功率
1
P rs S ad v s s 2 R E e H ] [ d s 1
4 6 I m 2 (0 s ) 2
磁偶极子的辐射电阻
Rr
2Pr Im2
3204(s)2
同样长度的导线，绕制成磁偶极子，在电流
振幅相同情况下，远区的辐射功率比电偶极子
的要小的多。
工程上常采用两个正交平面方向图，自由空 间中两个最重要的平面方向图是E面和H面。E 面即电场强度矢量所在并包含最大辐射方向的 平面，H面即磁场强度矢量所在并包含最大辐振子的H平面方向图
功率方向图反映辐射的功率密度与方向之间 的关系，它与场强方向图关系为
25
（1）方向函数
方向性，就是在相同距离的条件下天线辐 射场的相对值与空间方向的关系。 天线远场区：
方向函数：
归一化方向函数：
天线的基础知识篇 PPT
1.42 端口测得的驻波比如左表所示。
2、方向图
天线的方向性常用方向图来直观表达。 天线的辐射是三维的，在工程上为了方
便，常采用水平和垂直两个面的方向图 来描述天线的方向性。 平面方向图有直角坐标方向图和极坐标 方向图，其中极坐标方向图更加直观
2、方向图
方向图像一个“汽车轮胎”
水平面 H面
对天线的要求
高效率： 天线把输入功率全部辐射出去。（理
想状态） 方向性：
在通信的方向上有辐射，不需要的方 向上没有辐射。（理想状态）
根据什么参数判断天线的好坏？
一般要关注的天线的参数： 1、电压驻波比 2、方向图 3、方向系数和增益 4、带宽 5、极化
1、电压驻波比（VSWR）
电压驻波比（VSWR）： 入射波与从天线回来的反射波在馈线中 叠加，形成驻波状态。馈线中的电压最 大值与电压最小值的比值就是电压驻波 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。
VSWR
弦上的驻波
驻波比从一个方面反映了天线的效率。
驻波比越大，表示反射的功率越大，效 率越低。
一般要求驻波比小于等于1.5
回波损耗
50 欧姆
前向: 1W 回波: 0.05W
80 欧姆
0.95 W
此例中，回波损耗为 10log(1/0.05) = 14dB ， VSWR (驻波比) 是对此现象的另一种度量方法
方向系数和增益
9.85dBd＝12dBi 半波振子的增益是2.15dBi
4、带宽（天线的工作频率范围）
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内工作的，通常， 工作在中心频率时天线所能输送的功率最 大，偏离中心频率时它所输送的功率都将 减小，据此可定义天线的频率带宽。
天线基本原理及常用天线介绍ppt课件
.
3、天线的工作频率范围(带宽)
无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的 频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能 输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将 减小，据此可定义天线的频率带宽。
有几种不同的定义： 一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度； 一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。
.
806~960MHz的超宽频天线
现在的一副天线相当于原来的三副天线， 并且具备电调功能，既提高. 了产品性能，又在很大程度上降低了天线的生产成本
3G（1710～2170MHz）频段的超宽频天线
现在的一副天线相当于原来的三副天线， 并且具备电调功能，既提高了. 产品性能，又在很大程度上降低了天线的生产成本
峰值 - 3dB点
Peak - 3dB
10dB 波束宽度 - 10dB点
120° (eg)
峰值
- 10dB点
Peak - 10dB
15° (eg)
Peak
32° (eg)
Peak
Peak - 3dB
俯仰面即. 垂直面方向图
Peak - 10dB
方向图旁瓣显示
上旁瓣抑制 下旁瓣抑制
.
8、方向图在移动组网中的应用
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的 发射或接收电磁波的能力。
.
天线的主要技术指标
天线匹配指标
驻波比 隔离度
天线辐射特性指标
与国际接轨的 天性辐射特性
增益
主瓣波束宽度
第一副瓣抑制
前后比
交叉极化比
轴向 ±30
波束效率
3dB 10dB
杂散因子
3dB 10dB
.
≤1.4
3、天线的工作频率范围(带宽)
无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的 频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能 输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将 减小，据此可定义天线的频率带宽。
有几种不同的定义： 一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度； 一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。
.
806~960MHz的超宽频天线
现在的一副天线相当于原来的三副天线， 并且具备电调功能，既提高. 了产品性能，又在很大程度上降低了天线的生产成本
3G（1710～2170MHz）频段的超宽频天线
现在的一副天线相当于原来的三副天线， 并且具备电调功能，既提高了. 产品性能，又在很大程度上降低了天线的生产成本
峰值 - 3dB点
Peak - 3dB
10dB 波束宽度 - 10dB点
120° (eg)
峰值
- 10dB点
Peak - 10dB
15° (eg)
Peak
32° (eg)
Peak
Peak - 3dB
俯仰面即. 垂直面方向图
Peak - 10dB
方向图旁瓣显示
上旁瓣抑制 下旁瓣抑制
.
8、方向图在移动组网中的应用
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的 发射或接收电磁波的能力。
.
天线的主要技术指标
天线匹配指标
驻波比 隔离度
天线辐射特性指标
与国际接轨的 天性辐射特性
增益
主瓣波束宽度
第一副瓣抑制
前后比
交叉极化比
轴向 ±30
波束效率
3dB 10dB
杂散因子
3dB 10dB
.
≤1.4
《微波技术与天线》第六章 天线.ppt
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天线的的方向图参数
旁瓣电平
指离主瓣最近且电平最高的第一旁瓣电平（dB）。 不需要辐射的区域电平应尽可能低。
前后比
最大辐射方向（前向）电平与其相反方向（后向）电平 之比。（dB）
2020/4/27
30
天线的的方向图参数
方向系数D
在离天线某距离处，天线在最大辐射方向上的辐射功
率流密度Psmax 与相同辐射功率的理想无方向性天线 在同一距离处的辐射功率流密度Ps0之比（dB）。
21
基本振子的辐射
结论
比较电基本振子的远区场Eθ与磁基本振子的远区 场Eφ，可以发现它们具有相同的方向函数|sinθ|, 而且在空间相互正交，相位相差90°。
所以将电基本振子与磁基本振子组合后，可构成 一个椭圆（或圆）极化波天线。螺旋天线为该情 况。
2020/4/27
22
天线的电参数
天线方向图参数 天线效率 增益系数 极化特性 频带宽度 输入阻抗 有效长度
设有一电阻RΣ, 当通过它的电流等于天线上的最大电 流时, 其损耗的功率就等于其辐射功率。
辐射电阻的高低是衡量天线辐射能力的一个重要指标： 辐射电阻越大，天线的辐射能力越强。
A
R R RL
1 1 RL
R
中长波和电尺寸很小的天线中：R∑小， RL大，ηA小， 仅百分之几； 202超0/4/27短波、微波，电尺寸可以做的很大， ηA→１。 35
如果通信的一方是剧烈摆动或高速运动着的，为了提 高通信的可靠性，发射和接收都应采用圆极化天线。
如果雷达是为了干扰和侦察对方目标，也要使用圆极 化天线。典型的例子是车载GPS常用的圆极化天线。
在人造卫星、宇宙飞船和弹道导弹等空间遥测技术中， 由于信号通过电离层后会产生法拉第旋转效应, 因此 其发射和接收也采用圆极化天线。
天线PPT课件(完整版)
天线发展简史
一、1886, 赫兹（Heinrich Rudolf Hertz, 1857-1894）
1839年法拉第（Michael Faraday, 1791-1867）发现、 1873年麦克斯韦(James Clerk Maxwell, 1831-1879)完成的电磁 理论，在1886年由海因里希· 鲁道夫· 赫兹建立了第一个无 线电系统，首次在实验室证实。
§1.1 辅助函数法
在远场区
E jA E jA E jA Er 0
1 j ˆE ˆ A H r r
天线辐射问题分析过程
§1.2 电基本振子
什么是电基本振子？ 一段通有高频电流的直导线，当导线长度远远小于
7
天线发展简史
三、1980, 超大阵列（VLA）抛物面天线（Very Large Array Steerable Parabolic Dish Antennas） 位于美国新墨西哥州（Socorro, New Mexico）的超大阵 列天线由27面直径为25米的抛物面按Y型方式排列组成，是 世界第一个射电天文望远镜。其分辨率相当于36千米跨度的 天线，而灵敏度相当于直径为130米的碟型天线。
2 A k A J
2
A 4 A 4
－线电流
远场辐，忽略高阶项
1 n 2,3,4, rn
jkr e ˆA , ˆA , ˆAr , A r , r
r
1 ˆA , ˆA , 1 E je jkr 2 r r
天线与电波传播
绪论
手机天线基础知识ppt课件
天线低频部分
塑胶支架 38X6X4
天线高频部分
可编辑课件PPT
20
从右图可见
• 该种 monopole保 持了低频 （1GHz）工 作频带。
• 高频则可有 着与中心频 率比值20% 以上、宽达 几百兆工作 带宽。
可编辑课件PPT
21
右图为该天线 模型在 1.8GHz频 率下的增益 方向图。
• 最大增益～ 4dBi。
Area of poor coverage directly under the antenna
Side View (Vertical Pattern)
Top View (Horizontal Pattern)
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7
• EIRP（ Effective Isotropic Radiated Power ）
可编辑课件PPT
23
内置天线结构种类
天线
Pogo Pin 天线
Pogo Pin
PCB 正向使用Pogo Pin的
PCB 反向使用Pogo Pin的
1. Stamping
Stamping热熔到Housing内侧，Stamping伸出spring与手机PCB连接
2. Stamping + Support
可编辑课件PPT
18
内置平面Monopole出现的现 实意义
• 多模手机对多频段天 线的要求
• Monopole的大带宽和 高增益，足以应付3G 时代跨越2GHz的几百 兆带宽需求。
• 内置平面Monopole结 构灵活，易于与当今 多变的手机结构相配 合
可编辑课件PPT
19
Feed Strip PCB
可编辑课件PPT
天线课件(华为)
天线方向图
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.4 天线的工作频率范围(带宽)
无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的 频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输 送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减 小，据此可定义天线的频率带宽。 有几种不同的定义： 一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度； 另一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。
解答
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。无线电波的电场方向称为 电波的极化方向。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，则称它为 水平极化波。
小结
本章介绍了无线电波和超短波的基本知识，其中主要 包括的内容有：无线电波的概念、无线电波的极化、 天线的概念、天线的极化、圆极化波、极化损失、极 化隔离、超短波和微波的视距传播、电波的多径传 播、电波的绕射传播等方面的内容。 通过对本章的学习，应该对无线电波和超短波的特性 有一定的了解，掌握这部分和天线相关的知识。同 时，通过课后习题的学习，可以对这部分的知识加以 巩固。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.5 天线的功能: 控制辐射能量的去向
顶视
侧视
在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把 “面包圈” 压成扁平的。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
对称振子组阵能够控制辐射能构成“扁平的面包圈”
一个对称台振子
假设在接收机中有1mW功率
在阵中有4个对称振子
在接收机中就有4 mW功率
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
对称振子上的场分布
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.2 天线的输入阻抗
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.4 天线的工作频率范围(带宽)
无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的 频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输 送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减 小，据此可定义天线的频率带宽。 有几种不同的定义： 一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度； 另一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。
解答
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。无线电波的电场方向称为 电波的极化方向。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，则称它为 水平极化波。
小结
本章介绍了无线电波和超短波的基本知识，其中主要 包括的内容有：无线电波的概念、无线电波的极化、 天线的概念、天线的极化、圆极化波、极化损失、极 化隔离、超短波和微波的视距传播、电波的多径传 播、电波的绕射传播等方面的内容。 通过对本章的学习，应该对无线电波和超短波的特性 有一定的了解，掌握这部分和天线相关的知识。同 时，通过课后习题的学习，可以对这部分的知识加以 巩固。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.5 天线的功能: 控制辐射能量的去向
顶视
侧视
在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把 “面包圈” 压成扁平的。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
对称振子组阵能够控制辐射能构成“扁平的面包圈”
一个对称台振子
假设在接收机中有1mW功率
在阵中有4个对称振子
在接收机中就有4 mW功率
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
对称振子上的场分布
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.2 天线的输入阻抗
华为天线基础知识培训v2.0-2050209
天线基础知识 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Contents1 天线的工作原理以及分类2 基站天线指标介绍3 华为天线新技术介绍天线工作原理能量转换器：导波信号 VS 电磁波信号阻抗匹配器：导波系统特性阻抗 VS 自由空间波阻抗Blah bl ah blah bl a h天线是保障无线通讯的最后一公里天线的工作原理偶极子单元方向图阵列方向图天线方向图d阵列注：当d=λ,kd=2π; 实际设计d=(0.8~0.9) λ;◆天线的方向是由单元方向图与阵列方向图乘机获得 ;◆天线的水平波束宽度取决于单元方向图;◆天线的垂直波束宽度取决于阵列方向图;偶极子单元理论平行馈线内传播电磁波，随着平行馈线间距加大产生电磁场辐射，当间距达到谐振长度(λ/2)辐射效率最佳电场和磁场的交互感应使电磁波在空间传播天线阵列理论d ◆这列天线包含多个振子；◆每个振子赋予不同的幅度和相位的信号；◆幅度按照中间向两端逐渐递减分布◆每个振子的相位有一定的时延天线的阵列理论（另外形式）阵列单元幅度三角形分布d阵列单元幅度切比雪肤分布天线增益的决定因素-天线口径d L增益估算：G=10log{32000/ (E 2Θ* H 2Φ) }0dBi3dBi偶极子单元方向图增益 单元激励垂直面方向图天线反射板宽度越宽，反射能量越集中，水平面波束宽度越窄；单元相位和幅度合成，单元越多（天线越长）能量合成越集中，波束宽度边窄◆由于蜂窝小区覆盖，水平波束宽度已经确定，天线宽度基本确定，不可能无限的做小；◆通过增益理论计算，水平波束宽度确定情况下提升增益只能较少垂直面波束宽度（增加单元数量），所以高增益天线垂直面波束宽度相对比较窄；◆由于馈电网络有损耗，当天线长度增加到一定长度时在增加长度增益不会增加反而会下降；天线内部结构及部件介绍内部结构正面背面单元移相器线缆反射板天线罩天线的分类●用途分类，通信天线、电视天线、雷达天线等；●工作频段分类，短波天线、超短波天线、微波天线等； ●方向性分类，全向天线、定向天线等；●外形分类，可分为线状天线、面状天线（平板、抛物面）等；通讯系统中，天线是用来辐射和接收电磁波按照波束下倾的特性划分基站天线手动可调电下倾角天线 固定电下倾角天线远程可调电下倾角天线基站天线全向天线定向天线单极化全向天线 单极化定向天线 双极化定向天线按照水平方向图和极化特性划分基站天线分类-按照天线水平方向图及极化特性基站天线全向天线定向天线单极化全向天线单极化定向天线双极化定向天线单极化天线双极化天线水平极化天线垂直极化天线水平/垂直极化天线+/-45 交叉极化定向天线广泛采用广泛采用移动通信广泛采用的基站天线形态是定向+/-45度双极化天线，满足蜂窝组网并实现分集发射/接收基站天线分类-按照天线工作频段基站天线单频天线多频天线宽带天线窄带天线三频天线双频天线四频天线仅支持某一个移动系统频段，如：•824-896MHz仅支持CDMA850系统•880-960MHz仅支持GSM900系统工作频段可同时支持多个移动系统频段，如：•690-960MHz可同时支持LTE700/LTE800/CDMA850/GSM900系统•1710-2690MHz可同时支持GSM1800/WCDMA2100/LTE2600系统五频天线一面天线可以支持的工作频段的数量，要求：•每个频段具有一定的频段范围•每个频段要求可以支持独立的电下倾角调节•如三频天线790-960/1710-2180/1710-2180MHz•天线多频化、宽带化已经成为基站天线的发展趋势...天线和制式无关，只和频段相关。
天线基本知识PPT课件
天线的主要电参数
１对单极化天线
方向图 增益 输入阻抗（电压驻波比） 极化 带宽 功率容量 3阶无源互调（PIM）
2 对双极化天线
除具有单极化天线的电参数 外还具有
隔离度
交叉极化比
2021
48
天线的方向图
把天线在空间辐射强度随方位、俯仰角度分布 的曲线图形叫天线方图。
天线方向图通常是一个三维空间的曲面图形。 为了表示方便起见，在工程中常用归一化方向图。
自适应天线是一种控制反馈系统它根据一定的准则采用应天线是一种控制反馈系统它根据一定的准则采用数字信号处理技术形成天线阵列的加权向量通过对接数字信号处理技术形成天线阵列的加权向量通过对接收到的信号进行加权合并在有用信号方向上形成主波收到的信号进行加权合并在有用信号方向上形成主波束而在干扰方向上形成零陷从而提高信号的输出信束而在干扰方向上形成零陷从而提高信号的输出信多波束天线采用多个波束覆盖整个用户区每个波束的多波束天线采用多个波束覆盖整个用户区每个波束的指向固定波束宽度随天线阵元数目的确定而确定系指向固定波束宽度随天线阵元数目的确定而确定系统根据用户的空间位臵选取相应的波束使接收的信号统根据用户的空间位臵选取相应的波束使接收的信号最佳
对无线通信系统也同样是这样。再先进的基站通信设 备，没有好的天线，也无法发挥优良的性能。可见天线是 无线通信系统的重要组成部分。
2021
43
天线的作用
将传输线中的高频电磁能量转成为自由空间的电磁波 ，或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电 磁能。因此，要了解天线的特性就必然需要了解自由空间 中的电磁波及高频传输线的一些相关的知识。
2021
22
E(r,,)
若天线辐射的电场强度为
把电场强E(r度,,（)绝6对0f值(,）) 写成
天线基础知识与原理ppt课件
--- 按重要性顺序排列
水平面波束宽度 电下倾角度 垂直面波束宽度 前后比 增益
交叉极化比 副瓣抑制
满足所需求的覆盖要求
水平面和垂直面波束宽度准确，精确的下倾角，高 前后比抑制同频干扰，并满足所需要的增益指标。
能有效提升网络的通信质量
交叉极化比决定极化分集效果，网络升抗多径衰落 的标志。良好的上旁瓣抑制，在城区覆盖中能够减 缓同频干扰。
定义：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之比。
P1
全向辐射器在各个方向上 的辐射能量相等
单一偶极子的 “汽车轮胎”形辐射图
P0 天线相天对线于偶极子的增益用 “ 天d线B相d”对于表全示向辐射器的增P益2 用 “dBi” 表示 如: 0dBd = 2.15dBi
实现方式 金属板冷冲压
优点
加工和材料成本相对较低；
缺点
指标较差且一致性较差； 结构形状的时间稳定性较差 ，可靠性较差。
锌（铝）合金压铸
设计指标优秀且一致性较好 成品可靠性高 结构形状的时间稳定性好
成本相对较高
9
2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子
比较好的65度振子
比较差的65度振子
天线基础知识与原理
1
1
目录
一 天线基本知识及原理 二 天线的波束成型简介
22
目录
一 天线基本知识及原理
1、天馈系统简介 2、天线类型及各部件材质介绍 3、天线原理及指标介绍
33
1、天馈系统简介
天线调节支架
抱杆
接头密封件 绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带
基站天线在整个网络建设中占经费比例不 到3%，但它对网络性能的影响却超过60%。
华为天线技术
电磁波的传播
磁场 电场 电场 电波传输方向
磁场 电场
第一章 无线电波和超短波的基本知识
无线电波的波长、频率和传播速度的关系： 可用式 λ＝Ｖ/ｆ 表示。在公式中，Ｖ为速度， 单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫芝；λ为波长，单 位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波 在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不 一样。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.7 前后比
方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。
后向功率
前向功率
以dB表示的前后比 = 10 log
前向功率 反向功率
典型值为 25dB 左右
目的是有一个尽可能小的反向功率
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
在这儿增益= 10log 4mW/1mW = 6dBd
更加集中的信号
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向 反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线
天线 顶视
全向阵 例如在接收机中为4mW功率
扇形覆盖天线 将在接收机中有8mW功率
在我们的 扇形覆盖天线 中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益 这里, 扇形覆盖天线 与单个对称振子相比的增益为10log 8mW/1mW = 9dBd
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 节 节内容
无线电波的基本知识三 无线电波的基本知识
第二节
超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1、无线电波的基本知识
1、1 无线电波的概念: 无线电波是一种能量传输形式，在传播过程 中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又 都垂直于传播方向。
1.4 圆极化波
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1.4 圆极化波
如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的，就叫作 椭圆极化波。旋转过程中，如果电场的幅度，即大小保持不 变，我们就叫它为圆极化波。向传播方向看去顺时针方向旋 转的叫右旋圆极化波，反时针方向旋转的叫做左旋圆极化波。
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。
RG000008 天线知识介绍ISSUE1.0
无线产品课程开发室
引入
移动通信是当今通信领域内最为活跃、发展最为迅
速的领域之一，天线是用户终端与基站控制设备间 通信的桥梁，广泛应用于移动通信和无线接入通信
系统中 , 它的迅猛发展产生了巨大的推动力，推动
了天线概念的变革和技术的创新。能否对移动通信 中天线方面的知识有深入的了解、全面掌握天线相
无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同。 目前 GSM 和 CDMA 移动通信使用的频段都属于 UHF （特高频） 超短波段，其高端属于微波。 2.1 超短波和微波的视距传播 超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面 波衰减很快。因此也不能依靠地面波作较远距离的传播， 它主要是由空间波来传播的。
接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，
都要产生３分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量； 当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来
波的极化方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接
收天线也就完全接收不到来波的能量，这时称来波与接收天 线极化是隔离的。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
关的知识，无论是对产品的安装和维护、网络规划
工作的顺利开展，都有着十分重要的意义。
学习目标
学习完本课程，您应该能够对以下知识有基本的了解：
1、无线电波和超短波的基本知识
2、天线辐射电磁波的基本原理介绍
3、关于天线传输线的概念介绍 4、基站天馈系统
课程内容
第一章 无线电波和超短波的基本知识 第二章 天线辐射电磁波的基本原理 第三章 天线传输线的概念介绍 第四章 基站天馈系统
的发射或接收电磁波的能力。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
天线方向图
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.4 天线的工作频率范围(带宽)
无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的 频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输 送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小， 据此可定义天线的频率带宽。 有几种不同的定义：
问题
无线电波的概念是什么？
无线电波的波长、频率和传播速度的关系？
解释无线电波的绕射现象？ 水平极化波和垂直极化波的区别是什么？（请图示）
解答
无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是 相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。 可用式 λ ＝Ｖ / ｆ 表示。在公式中，Ｖ为速度，单位为米 / 秒；ｆ
同轴线变化为天线
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.1 对称振子（半波振子） 两臂长度相等的振子叫做对称振子，也叫半波振子。
波长 1/4波长 1/2波长 1/4波长 1/2波长 振子
一个1/2波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长
400MHz 约 400mm 长
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
振 子 电场
磁场 电场 电波传输方向
磁场 电场
第一章 无线电波和超短波的基本知识
无线电波的波长、频率和传播速度的关系：
可用式 λ ＝Ｖ/ｆ 表示。在公式中，Ｖ为速度，
单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫兹；λ 为波长，单 位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波 在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不 一样。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
对称振子组阵能够控制辐射能构成“扁平的面包圈”
一个对称台振子
假设在接收机中有1mW功率
在阵中有4个对称振子
在接收机中就有4 mW功率
在这儿增益= 10log(4mW/1mW) = 6dBd
更加集中的信号
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向
无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。 无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用Ｃ＝３００ ０００公里／秒表示。在媒质中的传播速度为：Ｖ＝Ｃ / （ε ）1/2，式中ε 为传播媒质的相对介电常数。
无线电波类似一个 池塘上的波纹，在传 播时波会减弱。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
电磁波的传播
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.7 前后比
方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。
后向功率
前向功率
以dB表示的前后比 = 10 log
(前向功率) (反向功率)
典型值为 25dB 左右
目的是有一个尽可能小的反向功率
通过对本章的学习，应该对无线电波和超短波的特性有
一定的了解，掌握这部分和天线相关的知识。同时，通 过课后习题的学习，可以对这部分的知识加以巩固。
课程内容
第一章 无线电波和超短波的基本知识 第二章 天线辐射电磁波的基本原理 第三章 天线传输线的概念介绍 第四章 基站天馈系统
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
对称振子上的场分布
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.2 天线的输入阻抗
天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与
信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量 和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的 有效信号功率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线 的输入阻抗为纯电阻。
1.6 (极化)隔离
隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1000mW (即1W)
1mW
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识
第二节
超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2 超短波的传播
在 820 MHz 1/2 波长 为~ 180mm, 在890 MHz 为~ 170mm 175mm对~ 850MHz 将是最佳的
该天线的频带宽度 = 890 - 820 = 70MHz
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.5 天线的功能: 控制辐射能量的去向
顶视
侧视
在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把 “面包圈” 压成扁平的。
输入阻抗与天线的结构和工作波长有关，基本半波振子，
即由中间对称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（ 73.1 ＋ｊ 42.5）欧姆。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.3 天线的方向性
天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的 能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方 向传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性的特 性曲线通常用方向图来表示. 方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有
2.6 dBd 和 dBi的区别
一个单一对称振子dipole具 有面包圈形的方向图辐射
一个各向同性isotropic的 辐射器在所有方向具有相同 的辐射
2.17dB
对称振子的增益为2.17dB
一个天线与对称振子相比较的增益 用“dBd”表示 一个天线与各向同性辐射器相比较的增 益用“dBi”表示 例如: 3dBd = 5.17dBi
第一章 无线电波和超短波的基本知识
多径传播与反射
第一章 无线电波和超短波的基本知识
用分集接收改善信号电平
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2.３ 电波的绕射传播
电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物， 再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较 弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。 信号质量受到影响的程度不仅和接收天线距建筑物的距 离及建筑物的高度有关，还和频率有关。 也就是说，频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。 相反，频率越低，建筑物越矮、越远，影响越小。 因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑 对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。
波长
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
什么是天线？
把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…...
收集无线电波并产生电信号
Blah bl ah blah bl ah
为频率，单位为赫芝；λ 为波长，单位为米。由上述关系式不难看出，
同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波 长也不一样。
电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，再向前传播。
这种现象叫做电波的绕射。
解答
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。无线电波的电场方向称为电波
一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；
另一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降
在天线工作频带内,天线性能下降不多,仍然是可以接受的。
在 850MHz 1/2 波长振子最 佳
在 820 MHz
在 890 MHz 天线振子
的极化方向。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，则称它为水平
极化波。
小结
本章介绍了无线电波和超短波的基本知识，其中主要包
括的内容有：无线电波的概念、无线电波的极化、天线 的概念、天线的极化、圆极化波、极化损失、极化隔离、 超短波和微波的视距传播、电波的多径传播、电波的绕 射传播等方面的内容。
如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的，就叫作 椭圆极化波。旋转过程中，如果电场的幅度，即大小保持不 变，我们就叫它为圆极化波。向传播方向看去顺时针方向旋 转的叫右旋圆极化波，反时针方向旋转的叫做左旋圆极化波。
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。
RG000008 天线知识介绍ISSUE1.0
无线产品课程开发室
引入
移动通信是当今通信领域内最为活跃、发展最为迅
速的领域之一，天线是用户终端与基站控制设备间 通信的桥梁，广泛应用于移动通信和无线接入通信
系统中 , 它的迅猛发展产生了巨大的推动力，推动
了天线概念的变革和技术的创新。能否对移动通信 中天线方面的知识有深入的了解、全面掌握天线相
无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同。 目前 GSM 和 CDMA 移动通信使用的频段都属于 UHF （特高频） 超短波段，其高端属于微波。 2.1 超短波和微波的视距传播 超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面 波衰减很快。因此也不能依靠地面波作较远距离的传播， 它主要是由空间波来传播的。
接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，
都要产生３分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量； 当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来
波的极化方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接
收天线也就完全接收不到来波的能量，这时称来波与接收天 线极化是隔离的。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
关的知识，无论是对产品的安装和维护、网络规划
工作的顺利开展，都有着十分重要的意义。
学习目标
学习完本课程，您应该能够对以下知识有基本的了解：
1、无线电波和超短波的基本知识
2、天线辐射电磁波的基本原理介绍
3、关于天线传输线的概念介绍 4、基站天馈系统
课程内容
第一章 无线电波和超短波的基本知识 第二章 天线辐射电磁波的基本原理 第三章 天线传输线的概念介绍 第四章 基站天馈系统
的发射或接收电磁波的能力。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
天线方向图
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.4 天线的工作频率范围(带宽)
无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的 频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输 送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小， 据此可定义天线的频率带宽。 有几种不同的定义：
问题
无线电波的概念是什么？
无线电波的波长、频率和传播速度的关系？
解释无线电波的绕射现象？ 水平极化波和垂直极化波的区别是什么？（请图示）
解答
无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是 相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。 可用式 λ ＝Ｖ / ｆ 表示。在公式中，Ｖ为速度，单位为米 / 秒；ｆ
同轴线变化为天线
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.1 对称振子（半波振子） 两臂长度相等的振子叫做对称振子，也叫半波振子。
波长 1/4波长 1/2波长 1/4波长 1/2波长 振子
一个1/2波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长
400MHz 约 400mm 长
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
振 子 电场
磁场 电场 电波传输方向
磁场 电场
第一章 无线电波和超短波的基本知识
无线电波的波长、频率和传播速度的关系：
可用式 λ ＝Ｖ/ｆ 表示。在公式中，Ｖ为速度，
单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫兹；λ 为波长，单 位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波 在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不 一样。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
对称振子组阵能够控制辐射能构成“扁平的面包圈”
一个对称台振子
假设在接收机中有1mW功率
在阵中有4个对称振子
在接收机中就有4 mW功率
在这儿增益= 10log(4mW/1mW) = 6dBd
更加集中的信号
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向
无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。 无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用Ｃ＝３００ ０００公里／秒表示。在媒质中的传播速度为：Ｖ＝Ｃ / （ε ）1/2，式中ε 为传播媒质的相对介电常数。
无线电波类似一个 池塘上的波纹，在传 播时波会减弱。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
电磁波的传播
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.7 前后比
方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。
后向功率
前向功率
以dB表示的前后比 = 10 log
(前向功率) (反向功率)
典型值为 25dB 左右
目的是有一个尽可能小的反向功率
通过对本章的学习，应该对无线电波和超短波的特性有
一定的了解，掌握这部分和天线相关的知识。同时，通 过课后习题的学习，可以对这部分的知识加以巩固。
课程内容
第一章 无线电波和超短波的基本知识 第二章 天线辐射电磁波的基本原理 第三章 天线传输线的概念介绍 第四章 基站天馈系统
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
对称振子上的场分布
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.2 天线的输入阻抗
天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与
信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量 和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的 有效信号功率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线 的输入阻抗为纯电阻。
1.6 (极化)隔离
隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1000mW (即1W)
1mW
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识
第二节
超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2 超短波的传播
在 820 MHz 1/2 波长 为~ 180mm, 在890 MHz 为~ 170mm 175mm对~ 850MHz 将是最佳的
该天线的频带宽度 = 890 - 820 = 70MHz
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.5 天线的功能: 控制辐射能量的去向
顶视
侧视
在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把 “面包圈” 压成扁平的。
输入阻抗与天线的结构和工作波长有关，基本半波振子，
即由中间对称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（ 73.1 ＋ｊ 42.5）欧姆。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.3 天线的方向性
天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的 能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方 向传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性的特 性曲线通常用方向图来表示. 方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有
2.6 dBd 和 dBi的区别
一个单一对称振子dipole具 有面包圈形的方向图辐射
一个各向同性isotropic的 辐射器在所有方向具有相同 的辐射
2.17dB
对称振子的增益为2.17dB
一个天线与对称振子相比较的增益 用“dBd”表示 一个天线与各向同性辐射器相比较的增 益用“dBi”表示 例如: 3dBd = 5.17dBi
第一章 无线电波和超短波的基本知识
多径传播与反射
第一章 无线电波和超短波的基本知识
用分集接收改善信号电平
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2.３ 电波的绕射传播
电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物， 再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较 弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。 信号质量受到影响的程度不仅和接收天线距建筑物的距 离及建筑物的高度有关，还和频率有关。 也就是说，频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。 相反，频率越低，建筑物越矮、越远，影响越小。 因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑 对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。
波长
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
什么是天线？
把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…...
收集无线电波并产生电信号
Blah bl ah blah bl ah
为频率，单位为赫芝；λ 为波长，单位为米。由上述关系式不难看出，
同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波 长也不一样。
电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，再向前传播。
这种现象叫做电波的绕射。
解答
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。无线电波的电场方向称为电波
一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；
另一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降
在天线工作频带内,天线性能下降不多,仍然是可以接受的。
在 850MHz 1/2 波长振子最 佳
在 820 MHz
在 890 MHz 天线振子
的极化方向。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，则称它为水平
极化波。
小结
本章介绍了无线电波和超短波的基本知识，其中主要包
括的内容有：无线电波的概念、无线电波的极化、天线 的概念、天线的极化、圆极化波、极化损失、极化隔离、 超短波和微波的视距传播、电波的多径传播、电波的绕 射传播等方面的内容。