基站天线的基本原理与及电波传播
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天线基本原理
天线基本原理
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10
知识点
• 天线辐射
• • • • • • • • • • 天线增益 的含义 dBd与dBi的对比 基站天线的增益要求 天线带宽 天线方向图 增益和波瓣宽度的关系 驻波比VSWR 与回损的关系 前后比 互调 下倾角
基站天线的基本原理及电波传播
基站天线的基本原理与及电波传播
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1
内容
• 天线知识概述
– – – – – 天线的定义 典型的基站天线类型 基站天线的主要电气特性 基站天线的主要机械特性 基站天线的主要环境特性
• 天线的基本原理 • 电波传播基本知识
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基站天线的主要电气特性 (2)
• • • • • 极化方式 Polarization 下倾角 Downtilt（单位：degree） 三阶互调 Intermodulation（单位：dBc） 阻抗 Independence （单位：ohms） 雷电防护 Lightning protection
12
天线增益的含义 • 天线阵列（辐射线性阵列） • 基本单元：半波偶极子 • 增加一倍半波偶极子个数，增益增加3dB。
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13
天线增益－全向天线
Radome (fibre glas, plastics)
Four connected Half-wave dipoles
One element: 2.1 dBi / 0 dBd Two elements: 5.1 dBi / 3 dBd Four elements: 8.1 dBi / 6 dBd Eigth elements: 11.1 dBi / 9 dBd 一般来说，并不推荐更高的增益，因为高增 益会使偶极子的间距太小并且天线太大。 天线一般是垂直极化。
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2
天线知识概述
天线知识概述
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3
天线的定义
• 天线是一种将传输线送来的高频传导电流转变成空间电磁 波或反向过程的装置。 • 天线是无源而非有源Biblioteka Baidu件。
• 天线的增益是指它与各向同性（isotropic)天线相比，能量 集中的增大倍数（dBi)。或与偶极子（dipole)天线相比， 能量集中的增大倍数（dBd)。
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天线带宽 • Cellular系统天线的带宽 • PCS系统天线的带宽 • 双波段天线
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16
天线方向图
• 垂直面方向图
- 天线方向图的侧视图 - 典型的带宽为4－15度
• 水平面方向图
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天线辐射
• 天线接通信号源后，辐射元件产生电场与磁场
• 电场方向与辐射元件方向一致 • 磁场环绕在以辐射元件为圆心的轴上，其方向与电场正交 • 电磁波的方向分别正交于电场E和磁场H
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7
基站天线的主要机械特性
• • • • • • • 天线尺寸 天线重量 天线罩材 构造特点 安装附件，配合抱杆、外墙等多种安装方式使用 安装附件，可供现场调整下倾角使用 接头的类型和位置
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- 天线方向图的俯视图 - 典型的带宽为20－360度
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天线方向图示例
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18
增益和波瓣宽度的关系 增益可用以下公式简略表示： G (dBi) = 10 log(29000/) = 天线的水平带宽（度） = 天线的垂直带宽（度）
5
基站天线的主要电气特性 (1)
• 天线增益 Gain（单位：dBd 或 dBi） • 带宽 Bandwidth（单位：MHz ） • 方向图 Pattern
– 水平波瓣宽度（单位：degree） – 垂直波瓣宽度（单位：degree）
• • • •
6
前后比 Front-to-Back Ratio（单位：dB） 驻波比VSWR 回损 Return Loss（单位： dB） 功率容量 Maximum Input Power（单位：Watt）
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4
典型的基站天线类型
• 全向天线 • 定向天线 – 按结构分
• 板状天线 • 对数周期天线
– 按极化方式分
• 单极化天线 • 双极化天线
– 交叉极化（垂直和水平） – 斜极化（+45 度和 -45 度）
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8
基站天线的主要环境特性
• • • • • • • • • •
9
盐雾, IEC 68-2-1 冰雪, IEC 68-2-1 热, IEC 68-2-2 太阳辐射, IEC 68-2-5 震动, IEC 68-2-6 热冲击, IEC 68-2-14 淋雨, IEC 68-2-18 机械冲击, IEC 68-2-27 湿度, IEC 68-2-30 最大可承载风速
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19
驻波比VSWR 与回损
• 驻波比VSWR定义如下：
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14
dBd与dBi 的对比 •
天线增益是一个相对的概念。
• 大多数VHF/UHF天线厂商使用偶极子做为参考（单位：dBd）。 • 微波天线厂商常用各向同性源做为参考。（单位：dBi) • 天线增益（ dBi ) = 天线增益 （ dBd ）+ 2.15
天线基本原理
天线基本原理
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知识点
• 天线辐射
• • • • • • • • • • 天线增益 的含义 dBd与dBi的对比 基站天线的增益要求 天线带宽 天线方向图 增益和波瓣宽度的关系 驻波比VSWR 与回损的关系 前后比 互调 下倾角
基站天线的基本原理及电波传播
基站天线的基本原理与及电波传播
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1
内容
• 天线知识概述
– – – – – 天线的定义 典型的基站天线类型 基站天线的主要电气特性 基站天线的主要机械特性 基站天线的主要环境特性
• 天线的基本原理 • 电波传播基本知识
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基站天线的主要电气特性 (2)
• • • • • 极化方式 Polarization 下倾角 Downtilt（单位：degree） 三阶互调 Intermodulation（单位：dBc） 阻抗 Independence （单位：ohms） 雷电防护 Lightning protection
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天线增益的含义 • 天线阵列（辐射线性阵列） • 基本单元：半波偶极子 • 增加一倍半波偶极子个数，增益增加3dB。
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天线增益－全向天线
Radome (fibre glas, plastics)
Four connected Half-wave dipoles
One element: 2.1 dBi / 0 dBd Two elements: 5.1 dBi / 3 dBd Four elements: 8.1 dBi / 6 dBd Eigth elements: 11.1 dBi / 9 dBd 一般来说，并不推荐更高的增益，因为高增 益会使偶极子的间距太小并且天线太大。 天线一般是垂直极化。
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2
天线知识概述
天线知识概述
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天线的定义
• 天线是一种将传输线送来的高频传导电流转变成空间电磁 波或反向过程的装置。 • 天线是无源而非有源Biblioteka Baidu件。
• 天线的增益是指它与各向同性（isotropic)天线相比，能量 集中的增大倍数（dBi)。或与偶极子（dipole)天线相比， 能量集中的增大倍数（dBd)。
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15
天线带宽 • Cellular系统天线的带宽 • PCS系统天线的带宽 • 双波段天线
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16
天线方向图
• 垂直面方向图
- 天线方向图的侧视图 - 典型的带宽为4－15度
• 水平面方向图
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11
天线辐射
• 天线接通信号源后，辐射元件产生电场与磁场
• 电场方向与辐射元件方向一致 • 磁场环绕在以辐射元件为圆心的轴上，其方向与电场正交 • 电磁波的方向分别正交于电场E和磁场H
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基站天线的主要机械特性
• • • • • • • 天线尺寸 天线重量 天线罩材 构造特点 安装附件，配合抱杆、外墙等多种安装方式使用 安装附件，可供现场调整下倾角使用 接头的类型和位置
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- 天线方向图的俯视图 - 典型的带宽为20－360度
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天线方向图示例
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增益和波瓣宽度的关系 增益可用以下公式简略表示： G (dBi) = 10 log(29000/) = 天线的水平带宽（度） = 天线的垂直带宽（度）
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基站天线的主要电气特性 (1)
• 天线增益 Gain（单位：dBd 或 dBi） • 带宽 Bandwidth（单位：MHz ） • 方向图 Pattern
– 水平波瓣宽度（单位：degree） – 垂直波瓣宽度（单位：degree）
• • • •
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前后比 Front-to-Back Ratio（单位：dB） 驻波比VSWR 回损 Return Loss（单位： dB） 功率容量 Maximum Input Power（单位：Watt）
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典型的基站天线类型
• 全向天线 • 定向天线 – 按结构分
• 板状天线 • 对数周期天线
– 按极化方式分
• 单极化天线 • 双极化天线
– 交叉极化（垂直和水平） – 斜极化（+45 度和 -45 度）
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基站天线的主要环境特性
• • • • • • • • • •
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盐雾, IEC 68-2-1 冰雪, IEC 68-2-1 热, IEC 68-2-2 太阳辐射, IEC 68-2-5 震动, IEC 68-2-6 热冲击, IEC 68-2-14 淋雨, IEC 68-2-18 机械冲击, IEC 68-2-27 湿度, IEC 68-2-30 最大可承载风速
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驻波比VSWR 与回损
• 驻波比VSWR定义如下：
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dBd与dBi 的对比 •
天线增益是一个相对的概念。
• 大多数VHF/UHF天线厂商使用偶极子做为参考（单位：dBd）。 • 微波天线厂商常用各向同性源做为参考。（单位：dBi) • 天线增益（ dBi ) = 天线增益 （ dBd ）+ 2.15