中国移动移动通信基站天线(内部资料)
移动通信基站天线基础知识
• 3. 天线增益与方向图的关系
• 一般说来，天线的主瓣波束宽度越窄，天线
增益越高。当旁瓣电平及前后比正常的情况下， 可用下式近似表示
• 反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，
故
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移动通信基站天线基础知识
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移动通信基站天线基础知识
•八. 关于传输线的几个基本概念
极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程中通常都
要产生极化损失，例如：当用圆极化天线接收任一线极化波，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；
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移动通信基站天线基础知识
•1. 双极化天线
• 两个天线为一个整体
• 传输两个独立的波
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。
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移动通信基站天线基础知识
•3.(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
•1000mW (即1W)
•15° (eg)
•Peak
•10dB 波束宽度 • - 10dB点
•120° (eg)
•峰值 • - 10dB点
•Peak - 10dB
•32° (eg)
•Peak
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•Peak - 3dB
•俯仰面即垂直面方向图
•Peak - 10dB
移动通信基站天线基础知识
•方向图旁瓣显示
移动通信基站天线
移动通信基站天线移动通信基站天线移动通信基站天线是手机用户用无线与基站设备连接的信息出(下行、发射)入(上行、接收)口，是载有各种信息的电磁波能量转换器。
基站发射时，调制后的射频电流能量经基站天线转换为电磁波能量，并以一定的强度向预定区域(手机用户)辐射出去;手机用户信息经调制后的电磁波能量，由基站天线接收，有效地转换为射频电流能量，传输至主设备。
基站天线是电磁波传输的第一道空中闸口，它性能的好坏，严重影响到移动通信的质量。
由于天线是开放的分布参数电路，属于“运动电磁场”范畴，而集中参数元件(电阻、电感、电容、导线等)构成的电路，属于“电路”范畴。
电磁场看不见，摸不着，看似简单，但其理论计算及测试手段比电路复杂得多。
天线专业的这一特点，以及移动通信的特定覆盖要求，使移动通信基站天线具有高技术特点。
加之，基站天线的室外高空使用环境恶劣，对其可靠性又提出了更高的要求。
高技术加上高可靠性要求，使进入基站天线制造业的门槛较高，没有强的技术实力和资金实力，是很难进入的。
通信天线的原理通信天线作为无线通信不可缺少的重要部分，其基本功能是辅射和接收无线电波。
发射时，把高频电流转换为电磁波:接收时，把电磁波转换为高频电流。
通信天线的种类按用途可分为基地台天线(base station antenna)和移动天线(mobile and portable antennas);按工作频段可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波天线;按其方向性可划分为全向和定向天线;按其结构特性可划分为线天线和面天线。
怎样选择通信天线天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信的质量，用户在选择天线时必须首先注重其性能。
具体说有两个方面，第一选择天线类型;第二选择天线的电气性能。
选择天线类型的意义是:所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求;选择天线电气性能的意义是:选择使用天线的频率、带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。
中国移动移动通信基站天线(内部资料)
因此，无线电波在空 气中的传播速度略小于光速 ，通常我们就认为它等于光 速。
电磁波的传播
振 子
电场
磁场
电场 电波传输方向
磁场
电场
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。 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。 我们通常使用的聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆其相对介 电常数ε约为2.1，因此，Ｖε≈Ｃ/1.44 ，λε≈λ/1.44 。
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。
3.(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
1000mW (即1W)
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，
故
G(dBi )
10
log
2
27000
2 0.5 E
0.5 H
八. 关于传输线的几个基本概念
连接天线和发射（或接收）机输出（或输入）端的导线称 为传输线或馈线。传输线的主要任务是有效地传输信号能量。
因此它应能将天线接收的信号以最小的损耗传送到接收机输 入端，或将发射机发出的信号以最小的损耗传送到发射天线的输 入端，同时它本身不应拾取或产生杂散干扰信号。这样，就要求 传输线必须屏蔽或平衡。
移动基站天线有关概念及选型原则
移动基站天线的知识普及概论
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
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。
天线的基本知识
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。
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 / λ0 ）2}
式中， D 为抛物面直径； λ0 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 / λ0 }
式中， L 为天线长度； λ0 为中心工作波长；
50 Ohm ≤ 1.4 >25dB 3 ~ 8°
移动通信天线基本知识
移动通信天线基本知识移动通信天线是移动通信系统中的重要组成部分，它负责将信号从移动设备传输到基站或者将信号从基站传输到移动设备。
在移动通信技术的发展过程中，天线的设计成为了一个关键性的问题。
1. 天线的分类根据用途和特点，移动通信天线可以分为以下几种类型：1.1 手持终端天线手持终端天线是移动设备中的内置天线，用于接收和发送信号。
这种天线一般采用小型化设计，以适应手持设备的外形和尺寸。
常见的手持终端天线有贴片天线、PIFA天线等。
1.2 基站天线基站天线是用于在基站和移动设备之间进行信号传输的天线。
由于基站天线的高度和安装位置通常比较高，所以其设计要考虑到信号覆盖范围和天线方向性等因素。
常见的基站天线有定向天线、扇形天线等。
1.3 室内分布系统天线室内分布系统天线是用于在室内环境中传输无线信号的天线。
由于室内环境中存在多种干扰因素，这种天线一般具有较强的抗干扰能力和覆盖范围。
常见的室内分布系统天线有墙壁天线、天花板天线等。
2. 天线的性能指标移动通信天线的性能指标对于天线性能的评估和选型非常重要。
常见的天线性能指标包括以下几个方面：2.1 增益天线的增益是指在天线辐射方向上的能量密度相对于随机辐射方向上的能量密度的比值。
增益越高，天线在辐射方向上的信号能量也就越强。
2.2 方向性天线的方向性是指天线在不同方向上的信号辐射强度的差异。
方向性越窄，天线辐射的信号范围也就越窄。
方向性适中的天线可以在提高通信质量的，保证较大的覆盖范围。
2.3 阻抗匹配天线的阻抗匹配是指天线的输入端和输出端的特性阻抗与连接设备之间的匹配情况。
当天线的阻抗与设备之间的阻抗匹配不好时，会导致信号反射和损耗，降低通信质量。
3. 天线的设计原则在进行移动通信天线的设计时，需要考虑以下几个原则：3.1 天线尺寸天线的尺寸应当与移动设备或基站的外形尺寸相匹配，以便于天线的安装和布局。
尺寸的小型化设计也有助于提高设备的便携性和美观性。
移动通信基站天线原理及基本知识讲座
移动通信基站天线原理及基本知识讲座天线基本知识天线的基本知识11.1天线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。
1.1天线的作用与地位天线品种繁多，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；等等分类。
天线的基本知识某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1.1a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1.1b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λ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。
某电磁波的辐射图1.1a图1.1b天线的基本知识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1.2a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1.2b1.2对称振子1/4波长1/2波长1/4波长对称振子图1.2a图1.2b天线的基本知识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。
移动通信基站天线基本知识
二. 天线原理及参数
2.2 天线的辐射参数
上旁瓣抑制
抑制同频干扰或导频污染的重要指标
对于城区建筑物密集的应用场景，一方面因通信容量大要求缩小蜂窝，另一方面因 楼房遮挡和多径反射，难以实现大距离覆盖。通常采用增益13~15dBi的低增益天线， 大下倾角做微蜂窝覆盖，从而，主波束的上侧第一、二旁瓣指向前方同频小区的可 能性很大，这就要求在设计天线时，设法对上旁瓣进行抑制，从而降低干扰。
后向功率
前向功率
二. 天线原理及参数
2.2 天线的辐射参数
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
满足网络覆盖要求的基础指标 能够提升网络通信质量的重要指标
对网络性能有影响的辅助指标
天线参数
水平面波束宽度 垂直面波束宽度及电下倾角度
增益
前后比 上旁瓣抑制 交叉极化比 波束偏移及方向图一致性
2.2 天线的辐射参数
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
满足网络覆盖要求的基础指标 能够提升网络通信质量的重要指标
对网络性能有影响的辅助指标
天线参数
水平面波束宽度 垂直面波束宽度及电下倾角度
增益
前后比 上旁瓣抑制 交叉极化比 波束偏移及方向图一致性
下零点填充 方向图圆度
京信通信系统（中国）有限公司 2014年3月
目录
一、电磁波传播基本原理 二、天线原理及参数 三、天线在移动通信中的应用
一. 电磁波传播基本原理
1.1 无线电波的辐射机理
无线电波的定义
f = 900MHz t=1.1ns λ=z=333mm
Φ = ω•t –β•z = 2πf t – (2 π/λ) z
移动通信基站的天线
基站天线选型一.天线概念在无线通信系统中，天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。
同一副天线既可以辐射又可以接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。
在选择基站天线时，需要考虑其电气和机械性能。
电气性能主要包括：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后抑制比、副瓣抑制、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。
机械性能主要包括：尺寸、重量、天线输入接口、风载荷等。
基站所用天线类型按辐射方向来分主要有：全向天线、定向天线。
按极化方式来区分主要有：垂直极化天线（也叫单极化天线）、交叉极化天线（也叫双极化天线）。
上述两种极化方式都为线极化方式。
圆极化和椭圆极化天线一般不采用。
按外形来区分主要有：鞭状天线、平板天线、帽形天线等。
在继续论述天线相关理论之前必须首先介绍各向同性（Isotropic）天线。
各向同性天线是一种理论模型，实际中并不存在，它把天线假设为一个辐射点源，能量以该点为中心以电磁场的形式向四周均匀辐射，为一球面波。
另外全向天线并不是没有方向性，它只是在水平方向为全向，但在垂直方向是有方向性的。
它与各向同性天线是两个不同的概念。
半波振子是基站主用天线的基本单元，半波振子的优点是能量转换效率高。
1.天线增益天线作为一种无源器件，其增益的概念与一般功率放大器增益的概念不同。
功率放大器具有能量放大作用，但天线本身并没有增加所辐射信号的能量，它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一方向。
增益是天线的重要指标之一，它表示天线在某一方向能量集中的能力。
表示天线增益的单位通常有两个：dBi、dBd。
两者之间的关系为：dBi=dBd+2.17dBi定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于各向同性天线能量集中的相对能力，“i”即表示各向同性——Isotropic。
dBd定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于半波振子天线能量集中的相对能力，“d”即表示偶极子——Dipole。
移动通信天线基础知识范文精简版
移动通信天线基础知识移动通信天线基础知识1. 简介2. 天线分类2.1 按形式分类- 线性极化天线：根据振子的形式可以分为直立式天线（如全向天线）和倾斜式天线。
- 圆极化天线：包括左旋圆极化天线和右旋圆极化天线。
- 方波天线：常见的方波天线有方略天线和叶片天线。
2.2 按频率分类- 宽带天线：适用于多频段通信系统，如移动通信中的多频段天线。
- 窄带天线：适用于单频段通信系统，如无线电通信。
2.3 按功能分类- 发射天线：将射频信号转化为电磁波进行发射。
- 接收天线：将接收到的电磁波转化为射频信号进行接收。
3. 天线工作原理天线的工作原理基于电磁波的传播和辐射，其主要过程分为辐射和辐射场。
3.1 辐射过程天线通过电流或电压激励，产生电场和磁场，并将电磁能量转化为电磁波进行辐射。
辐射过程受到天线的结构、材料、频率等因素的影响。
3.2 辐射场辐射场是指电磁波在空间中的传播情况，包括辐射方向性、辐射功率等参数。
天线的辐射场性能直接影响通信质量和覆盖范围。
4. 天线性能参数4.1 增益天线增益是天线发射或接收信号强度的比较值，一般以dBi（dB与基准天线相比）或dBd（dB与标准偶极子天线相比）为单位。
4.2 方向性天线方向性是指天线在空间中辐射电磁波的方向特性，可以分为全向性和定向性天线。
全向性天线在水平方向上具有均匀的辐射特性，而定向性天线在特定方向上具有较高的辐射能力。
4.3 驻波比天线驻波比是指天线系统中传输线的阻抗与输入阻抗之比，用于评估天线系统的匹配性能，影响信号传输的效率和质量。
4.4 带宽天线带宽是指天线在有效工作状态下的频率范围，对于宽带通信系统而言，带宽越宽，支持的频段越多。
5. 天线安装要点5.1 安装高度天线的安装高度对于信号传输和接收具有重要影响，一般需考虑建筑物高度、障碍物遮挡、传输距离等因素。
5.2 天线方位角天线方位角是指天线指向的水平方向角度，与基站或通信目标的相对方向有关，需要根据具体需求进行调整。
移动通信基站天线原理及基本知识讲座
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。
1.3.1 天线方向性
图1.3.1 a 立体方向图
图1.3.1 b 垂直面方向图
图1.3.1 c 水平面方向图
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E E
垂直极化 1.4.1 双极化天水线平极化
E
E
+45° 极化
-45° 极化
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15
天线的基本知识
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
5
天线的基本知识
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。
1.3.2 天线方向性增强
立体方向图
垂直面方向图
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天线的基本知识
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
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 。
1.2 对称振子 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 。
移动通信基站天线基础知识
因此，无线电波在空 气中的传播速度略小于光速 ，通常我们就认为它等于光 速。
移动通信基站天线基础知识
电磁波的传播
振 子
电场
磁场
电场 电波传输方向
磁场
电场
移动通信基站天线基础知识
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。 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。 我们通常使用的聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆其相对介 电常数ε约为2.1，因此，Ｖε≈Ｃ/1.44 ，λε≈λ/1.44 。
1000mW (即1W)
移动通信基站天线基础知识
1mW
六. 天线辐射的方向性
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 具有的发射或接收电磁波的能力。
波长
1/2波长 一个1/2波长的对称振子 在
800MHz 约 200mm长 400MHz 约 400mm 长
1/4波长 1/2波长
1/4波长
振子
移动通信基站天线基础知识
三.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。
移动通信基站天线基础知识
二.天线辐射电磁波的基本原理
导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射， 辐射的能力与导线的长短和形状有关.如由于两导线的距离很
移动通信基站天线基础知识
二、天线主要性能参数
下零点填充：在某些特殊场景有限减少盲点的辅助指标
1/4 波长 1/4 波长
1/2 波长
半波振子 （电长度）
内部资料 注意保密
水平面
垂直面
一、天线辐射原理
半波振子示例：
内部资料 注意保密
一、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。
单个辐射单元
多单元阵列
一、天线辐射原理
天线辐射方向图
内部资料 注意保密 高增益天线垂直方向图
低增益天线垂直方向图
二、天线主要性能参数
副瓣抑制
抑制同频干扰或导频污染的辅助指标
对于城区建筑物密集的应用场景，一方面因通信容量大要求缩小蜂窝，另一方面因 楼房遮挡和多径反射，难以实现大距离覆盖。通常采用增益13~15dBi的低增益天线， 大下倾角做微蜂窝覆盖，从而，主波束的上侧第一、二旁瓣指向前方同频小区的可 能性很大，这就要求在设计天线时，设法对上旁瓣进行抑制，从而降低干扰。
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。
水平面 垂直面
一、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
内部资料 注意保密
图 3-1 垂直面波束下倾角的设置
二、天线主要性能参数
电下倾角度：最大辐射指向与天线法线的夹角。
内部资料 注意保密
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d为其芯线外径； εr为导体间绝缘介质的相对介电常数。 由上式不难看出，馈线特性阻抗与导体直径、导体间距和导 体间介质的介电常数有关，与馈线长短、工作频率以及馈线终端 所接负载阻抗大小无关。
波长
1/2波长 一个1/2波长的对称振子 在
800MHz 约 200mm长 长
1/4波长
振子
三.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。
4. 波束宽度
在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣 ，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图 的波瓣宽度。称为半功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越 好，抗干扰能力越强。
3dB 波束宽度
方位即水平面方向图
- 3dB点
60° (eg)
峰值
- 3dB点
Peak - 3dB
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。
在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说， 就是当天线的输入驻波比≤1.5时，天线的工作带宽。
半波振子上的场分布
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。
3. 前后比
方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线 定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为１，所以对来 自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。
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
全向天线增益与垂直波瓣宽度
9dBd全向天线
板状天线增益与水平波瓣宽度
半波振子
半功率波瓣宽度
360
以半波振子 为参考的增益
0dBd
带反射板的半波振子 180
3dBd
带反射板的两个半波振子 90 理论辐射图
6dBd
2. dBd 和 dBi的区别
一个单一对称振子具有面包 圈形的方向图辐射
2.17dB
二.天线辐射电磁波的基本原理
导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射， 辐射的能力与导线的长短和形状有关.如由于两导线的距离很
近，且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将 两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动 势方向相同，因而辐射较强。当导线的长度 L远小于波长时，导线的电流很 小，辐射很微弱.
介电常数与真空的相对介电常数很接近，略大于１。
因此，无线电波在空 气中的传播速度略小于光速 ，通常我们就认为它等于光 速。
电磁波的传播
振 子
电场
磁场
电场 电波传输方向
磁场
电场
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。 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。 我们通常使用的聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆其相对介 电常数ε约为2.1，因此，Ｖε≈Ｃ/1.44 ，λε≈λ/1.44 。
50 ohms
朝前: 10W 返回: 0.5W
80 ohms
9.5 W
这里的反射损耗为 10log(10/0.5) = 13dB VSWR 是反射损耗的另一种计量
在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠 加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹； 而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。 其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。 反射波和入射波幅度之比叫作反射系数。
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。
3.(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
1000mW (即1W)
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，
故
G(dBi )
10
log
2
27000
2 0.5 E
0.5 H
八. 关于传输线的几个基本概念
连接天线和发射（或接收）机输出（或输入）端的导线称 为传输线或馈线。传输线的主要任务是有效地传输信号能量。
因此它应能将天线接收的信号以最小的损耗传送到接收机输 入端，或将发射机发出的信号以最小的损耗传送到发射天线的输 入端，同时它本身不应拾取或产生杂散干扰信号。这样，就要求 传输线必须屏蔽或平衡。
15° (eg)
Peak
10dB 波束宽度
- 10dB点
120° (eg)
峰值 - 10dB点 Peak - 10dB
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
七.天线的增益
1.增益的定义
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 同一点处所产生的场强的平方之比， 即功率之比。增益一般与天线方向 图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、 副瓣越小，增益越高。
对称振子的增益为2.17dB
一个各向同性的辐射器在所 有方向具有相同的辐射
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
3. 天线增益与方向图的关系
一般说来，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增 益越高。当旁瓣电平及前后比正常的情况下，可 用下式近似表示
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
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
2.形成定向辐射的原理
3.反射系数、驻波系数与回波损耗
当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上 只有入射波，没有反射波。馈线上传输的是行波，馈线上各处的 电压幅度相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。
而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性 阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能 吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。
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，在接收过程中通常都要 产生极化损失，例如：当用圆极化天线接收任一线极化波，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；
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＋ｊ42.5） 欧姆。当把振子长度缩短３％～５％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，即使半波振子的输入阻抗为 73.1欧（标称75欧）。
2. 传输线的特性阻抗
无限长传输线上各点电压与电流的比值等于特性阻抗，用 符号Ｚ。表示。同轴电缆的特性阻抗
移动基站天线有关概念及选型原则
技术交流
一.无线通信组网中天线的作用
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 blah
天线的作用
将传输线中的高频电磁能 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。
越接近于１，匹配也就越好。
驻波比、反射损耗和反射系数
5 典型的移动基站天线技术指标综述
– 频率范围 – 频带宽度 – 增益 – 极化 – 阻抗 – 驻波系数 – 半功率(3dB)
什么叫无线电波？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。
无线电波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。
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＝３０ ００００公里／秒表示。在媒质中的传播速度为：Ｖε`＝ Ｃ/√ε，式中ε为传播媒质的相对介电常数。空气的相对
当传输线的几何长度等于或大于所传送信号的波长时就叫做 长传输线，简称长线。
1. 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。
1mW
六. 天线辐射的方向性
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 具有的发射或接收电磁波的能力。