天线基本概念
天线基础理论
2020/4/14
深圳市摩比天线技术有限公司
SHENZHEN MOBILE ANTENNA LTD.
MoBILE
几个有用的增益表示含义
dB，dBm，dBi，dBuv dB：仅仅是个相对值，dB＝10log（P1/P2），比如A基 站的发射功率是600mw，B基站是300mw，那么A基站 比B基站发射功率高10lg（600/300）＝3 dB，从公式中 可以看出dB是表征两个功率的相对值，是没有单位的。 dB是一个无单位的量纲。
dBm ： 是 一 个 考 证 功 率 绝 对 值 的 值 ， 公 式 为 dBm=10lg(功率/1mW)，如我们常用的基站是500mw， 换算成dBm就是10lg(500mW/1mW)＝27dBm（意思是 27dB毫瓦）。还有一个单位dBW是将公式中的1mW改成 1W ， 其 他 都 一 样 。 1W=30dbm;1mw=0dbm ， 1W ＝ 0dbW
(eg )
- 3dB点 峰值
- 3dB点
立体方向图
- 3dB点
峰值
- 3dB点
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波束宽度（Beamwidth）
3dB Beamwidth Peak - 3dB
60° (eg)
Peak
Peak - 3dB
2020/4/14
2020/4/14
半波振子
2.15dB
eg: 0dBd = 2.15dBi
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天线基本知识介绍
天线基本知识介绍天线是将电信号转换为电磁波并将其传输或接收的装置。
它是电磁学的一个分支，用于无线通信、电视和广播接收、雷达以及天体物理学研究等领域。
本文将对天线的基本知识进行介绍。
1.天线的作用和原理：天线的主要作用是将电信号转换为电磁波并将其辐射到空间中，或者将接收到的电磁波转换为电信号。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律和亥姆霍兹理论，即通过电流在导体中产生的磁场和由变化的磁场产生的感应电流来实现电磁波的辐射或接收。
2.天线的分类：天线可以根据其结构、工作频率、功率和应用等方面进行分类。
根据结构，天线可分为线性天线（如偶极子天线）、面型天线（如片极天线、光波导天线）和体型天线（如反射天线、波导天线）。
根据工作频率，天线可分为超高频、高频、甚高频、极高频和微波天线等。
根据功率，天线可分为小功率天线和大功率天线。
根据应用，天线还可细分为通信天线、雷达天线、电视天线、卫星天线和微波天线等。
3.天线参数：天线的性能取决于其设计参数。
常见的天线参数包括增益、方向性、波束宽度、驻波比、频率响应、极化方式和带宽等。
增益是天线辐射功率与等效输入功率之比，方向性衡量天线在一些方向上的辐射能力，波束宽度是主瓣的半功率宽度，驻波比是反射功率与输入功率之比，频率响应表示天线在不同频率下的性能表现，极化方式表示电磁波的电场分量与地面垂直或平行的相对方向，带宽表示天线能够工作的频率范围。
4.天线设计方法：天线的设计是一个综合考虑电磁学原理、工作频率和应用要求的过程。
常见的天线设计方法包括试验法、数值法和半经验法。
试验法通过制作实物天线并进行实际测量来调整参数和优化天线性能。
数值法使用计算机模拟和数值算法来预测和分析天线性能，例如有限元法、谱域法和时域法等。
半经验法结合实验和数值方法，通过经验公式和优化算法来设计天线。
5.天线应用：天线的应用非常广泛，涵盖了通信、广播、雷达、航天、医疗和科学研究等领域。
在通信领域，天线用于无线电通信、移动通信和卫星通信等。
天线工作原理
天线工作原理天线是无线通信系统中不可或缺的设备，它起到接收和发送无线信号的作用。
本文将详细介绍天线的工作原理及其相关知识。
一、天线的基本概念天线是将电信号转化为电磁波或将电磁波转化为电信号的设备。
它一般由导电材料制成，如金属，并根据特定的原理进行设计和调整。
天线可以分为接收天线和发射天线两种类型。
二、天线的工作原理天线的工作原理基于电磁波的发射和接收。
下面将分别介绍接收天线和发射天线的工作原理。
1. 接收天线的工作原理接收天线通过接收电磁波将其转化为电信号。
当电磁波经过天线时，它会激发天线中的电荷，产生电流。
这个电流会经过连接到天线的电路，从而实现信号的解调和放大。
最终，这个电信号可以被传递到无线接收器，用于进行进一步的处理和解码。
2. 发射天线的工作原理发射天线将电信号转化为电磁波，以便进行无线传输。
当电信号通过连接到天线的电路时，它会产生交变电流。
这个交变电流会导致天线上的电荷也发生交变，从而产生电磁波。
这些电磁波会在空间中传播，并被接收天线接收到。
同样地，接收天线会将电磁波转化为电信号，以进行进一步的处理和解码。
三、天线的优化设计为了提高天线的工作性能，可以进行一些优化设计。
下面列举一些常见的优化设计方法。
1. 天线长度调整：天线的长度对于接收和发射的频率有直接影响。
通过调整天线的长度，可以使其与所传输的频率匹配，从而提高效率。
2. 天线形状设计：天线的形状对于天线的辐射模式有重要影响。
通过设计合适的天线形状，可以实现不同方向的辐射或接收，以满足具体的通信需求。
3. 天线材料选择：天线的材料对于信号的传输和接收也有一定影响。
根据需要选择导电性能好、损耗小的材料，以提高天线的性能。
四、天线在无线通信中的应用天线广泛应用于各种无线通信系统中，包括移动通信、卫星通信、无线局域网等。
下面列举几个常见的应用场景。
1. 移动通信：天线用于手机、基站等设备中，将电信号转化为电磁波进行传输，以实现无线通信。
(完整版)天线原理介绍
可能产生的三阶交调 频段（MHz） 860~890
916~973
925~940 948~966 1785~1845 1830~1860 2115~2160 2095~2140
可能产生的五阶交调 频段（MHz） 850~900
897~992
920~945 942~972 1765~1865 1820~1870 2100~2175 2080~2155
900MHz： 最小： 3m
建议：6m 1800MHz： 最 小 ： 2m
建议：4m
天线原理—天线基本概念
应用 环境
密集建筑区 (室内)
密集建筑区 (室外)
一般城镇 (室内)
一般城镇 (室外)
农村
极化分集 增益(dB)
空间分集 增益(dB)
3.7
5.0
4.7
3.3
4.0
3.7
5.7
4.7
2.7
5.3
可靠性能的测试
振动试验
风洞试验
天线指标测试
高低温湿热试验
汽车模拟试验
淋水试验
Thanks!
结论
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶不落入到Rx的接收 范围，五阶落入到Rx的
接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
三阶、五阶都不落入到 Rx的接收范围
天线原理—天线基本概念
前后比较差
前后比较好
天线原理—天线基本概念
实际站点的后瓣、旁瓣信号过强的原因分析
1、天线本身指标不合格，前后比、旁瓣不理想 2、扇区规划不合理、主方向反射、折射严重（如玻璃外墙阻挡、金属物质遮挡等）
天线基本原理(西电)
2.天线辐射参数－方向图
辐射参数 主瓣 副瓣 半功率波束宽度 交叉极化鉴别率 增益 前后比
2.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)
2.天线辐射参数－波束宽度
方位即水平面方向图
2.天线辐射参数－下倾角
为使波束指向朝向地面, 需要天线下倾
2.天线辐射参数－前后比
定向辐射（接收）－具有 一定的方向性。
终端张角传输线
对称振子
1.天线基本概念－半波振子
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，天线尺寸越大 频率越高，波长越短，天线尺寸越小
波长
1/4 波长
1/2 波长
1/4 波长
1/2 波长
半波振子
1.天线基本概念－半波振子
DK系列天线长度 （mm）
675 1310 675 1310 675 1310
17.5
14 16.5 12 14.5
以京信DB和DK系列天线为例
2.天线辐射参数－极化
垂直方 式
水平方式
天线所辐射的电磁波中电 场矢量在空间运动的轨迹 称为极化； 基站天线属于线极化，极 化方向与振子轴线平行。
+ 45度
频率提高一倍。同样电气性能的天线长度就减小一半。
1.天线基本概念－增益、方向图和天线尺寸之关系
波束宽度(°) 水平面 65±6 垂直面 14 7 14 90±8 7 14 120±10 7
增 益 dBi
806～960 MHz
1710～2170 ຫໍສະໝຸດ HzDB系列天线长度 （mm）
15 1315 2615 1315 2615 1315 2615
天线基本知识汇总
天线基本知识汇总天线是无线通信系统的重要组成部分，它负责将电能转换为电磁波，将信号从传输介质（如空气）中发射出去或接收回来。
天线的性能直接影响着无线通信系统的质量和可靠性。
下面是关于天线基本知识的汇总。
1.天线的分类：根据应用领域和工作频率不同，天线可以分为不同的类型，如定向天线、全向天线、扇形天线、微带天线等。
2.天线的工作原理：天线的工作原理基于法拉第电磁感应定律，当电流通过天线时，它会产生一个电磁场，从而形成电磁波。
接收时，电磁波会被天线吸收，然后产生电流。
3.天线的参数：天线的主要参数包括频率范围、阻抗、增益、方向性、辐射效率等。
这些参数决定了天线的性能和适用场景。
4.天线的性能指标：-增益：天线将电能转换为电磁能的能力，通常以分贝（dB）为单位表示。
增益越高，天线的发射和接收距离越远。
-方向性：天线辐射或接收信号的特定方向能力。
定向天线具有较高的方向性，可以减少多径传播和干扰。
-阻抗：天线的输入或输出端口的电阻性质。
与发射端口匹配的阻抗可以最大程度地传递电能，减少反射损耗。
-波束宽度：天线主瓣的角度范围。
较窄的波束宽度意味着更好的方向性和更高的增益。
-辐射效率：天线将输入功率转换为有效辐射功率的能力。
辐射效率高的天线可以更好地实现远距离通信。
5.天线的结构和设计：天线的结构包含一个或多个导体元件，并且根据应用需求进行设计。
常见的天线设计包括垂直极化天线、水平极化天线、天线阵列、圆极化天线等。
6.天线的应用：天线在各种无线通信系统中广泛应用，包括移动通信、卫星通信、无线局域网、雷达、无线电广播等。
7.天线的安装和调整：为了确保天线的性能，需要正确地进行安装和调整。
安装位置和方向的选择对天线的性能和覆盖范围至关重要。
8.天线的特殊设计：根据应用需求，一些特殊设计的天线得到了广泛应用，如室内小型天线、宽带天线、增强型天线等。
9.天线的未来发展：随着无线通信技术的不断发展，天线也在不断创新和改进。
天线基础
图1.1 a
图1.1 b
天线的方向性讨论
天线方向性是指天线向一定方向辐 射电磁波的能力。它的这种能力可采用 方向图来表示，方向图主瓣的宽度，方 向性系数等参数进行描述。所以方向性 是衡量天线优劣的重要因素之一。天线 有了方向性，就能在某种程度上相当于 提高发射机或接收机的效率，并使之具 有一定的保密性和抗干扰性。
单位换算
dBm dBi/dBd dB dBc
dBm
dBm是一个考征功率绝对值的值，计算 公式为：10lgP（功率值/1mw）。 [例1] 如果发射功率P为1mw，折算为 dBm后为0dBm。 [例2] 对于40W的功率，按dBm单位进 行折算后的值应为： 10lg（40W/1mw)=10lg（40000） =10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。
天线原理
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1.1 a 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1.1 b 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。
dBc
dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与 dB的计算方法完全一样。 一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功 率而言，在许多情况下，用来度量与 载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频 干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等） 以及耦合、杂散等的相对量值。 在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替 代。 dB只是表示一个比值,并不是功率增益的单 位!!!
天线的基本概念
频率范围天线适用的最高及最小频率。
增益增益是用来表示天线集中辐射的程度。
天线在某一方向的增益定义为：在相同的输入功率下，天线在某一方向某一位置产生的电场强度的平方（E2）与无耗理想点源天线在同一方向同一位置产生的电场强度的平方（E02）的比值，通常以G 表示。
G=E2/E02（同一输入功率）同样，增益也可以这样来确定：在某一方向向某一位置产生相同电场强度的条件下，无耗理想点源天线的输入功率（Pino）与天线的输入功率（Pin）的比值，即称为该天线在该点方向的增益。
G=Pino/Pin（同一电场强度）通常是以天线在最大辐射方向的增益作为这一天线的增益。
增益通常用分贝表示。
即：G=101gPino/Pin天线增益的计算：G=η4πS/λ2=η（π/λ）2D2式中，S-天线口径面积（平方米）；λ-工作波长（米）；D-抛物面口径（即面口直径）（米）；η-天线效率。
方向图如果反天线在各方向辐射击的强度用从原点出发的矢量长短来表示，则连接全部矢量端点所形成的包络就是天线的方向图。
它显示出天线的在不同方向辐射的相对大小，这种方向图称为立体方向图。
矢径的方向代表辐射的方向，矢径的长短代表辐射击的强度。
方向图包含有许多波瓣，其中包含最大辐射方向的波瓣称为主瓣。
其它依次称为第一副瓣，第二副瓣等。
主瓣宽度定义为在方向图上增益相对于最高增益下降3分贝的宽度，单位为度（弧度）。
副瓣电平副瓣的最大值相对主瓣最大值的比，称为副瓣电平，一般用分贝来表示，其定义为：101g（副瓣最大值功率/主瓣最大值功率）如：副瓣最大值与主瓣最大值相应功率之比为0.01,则副瓣电平为-20dB。
天线噪声温度进入天线的噪声主要来银河系的宇宙噪声和来自大地、大气的热噪声。
不同口径的天线、不同频段、不同仰角和不同环境，天线的噪声都不相同。
在C波段，宇宙噪声很小，主要是大地和大气的热噪声。
在Ku波段，这些噪声也随着频率而增加。
同一仰角时，天线尺寸越大波束越窄，因此天线的噪声温度TA（K）越小，不过随着仰角加大，这种差别变小。
天线的基本概念
天线的基本概念
1．作用天线是独立于收发信机之外的重要无线电设备，它通过馈线与收发信机连接。
发射天线把已调制的高频电流转换为相应的电磁波向周围的空间辐射。
接收天线把空间电磁波中的相应无线电波截获，并将其还原为电动势。
2.基本构成天线的构成从本质上说很简单，只要有一个开口的馈源就能向外辐射。
简单的天线没有反射体，只有激励振子。
由很多振子、多馈源组成的天线，在一定条件下，即使没有反射体，也能使电波向一定方向辐射。
典型的反射体是抛物面天线反射体，它的馈源多数为喇叭型，有的抛物面反射体还配有双曲面副反射体。
3.天线参数
等效阻抗或辐射电阻，它与天线系统总电阻之比是天线的效率，总电阻是辐射电阻与损耗电阻之和，一般天线的辐射电阻(俗称“阻抗”)是75Ω或50Ω。
振子的几何尺寸，天线振子的几何尺寸必须与使用波长相适应。
天线增益。
天线的有效辐射功率与馈源施加的功率之比，通常用分贝表示。
对于有方向性的天线，其增益总是在最有扰势的方向上测量。
波束宽度与方向性，许多发射天线及定向接收天线，都需要天线有好的方向性，以便集中辐射能量，增加发射距离。
对于类似于精密跟踪雷达的天线不仅要求有好的方向性，还必须有较小的波束宽度。
描述方向性的指标是增益系数，最大方向增益与各向同性的偶极子的增益之比。
天线基础知识面试
天线基础知识面试天线是无线通信系统的重要组成部分，它在无线信号的收发过程中起到关键作用。
天线基础知识是每个从事无线通信领域的人员都应该掌握的内容。
在进行天线相关工作的面试中，天线基础知识是常见的考察点之一。
本文将从天线的基本概念、类型、性能参数等方面介绍天线基础知识。
1. 天线的基本概念天线是一种能够将电磁波转化为感应电流或将感应电流转化为电磁波的装置。
它是无线通信系统中的重要组成部分，用于发送和接收电磁波信号。
天线根据工作频段的不同可以分为宽带天线和窄带天线；根据工作方式的不同可以分为单频天线和多频天线。
2. 天线的类型2.1 定向天线定向天线是一种能够将信号集中在某个方向上的天线。
它具有较高的增益和较窄的波束宽度，可以提高信号的传输距离和质量。
定向天线常用于远距离通信和无线网络覆盖。
2.2 环形天线环形天线是一种呈环形结构的天线，主要用于卫星通信和雷达系统中。
它具有全向性的特点，能够在水平和垂直方向上均匀辐射和接收信号。
2.3 扁平天线扁平天线是一种薄而宽的天线，适用于嵌入式设备和小型终端。
它具有良好的频率选择性和天线效率，可以在有限的空间内实现高效的无线通信。
2.4 基站天线基站天线是用于无线通信基站的天线，主要用于无线网络的信号覆盖。
它可以根据网络需求灵活调整天线参数，实现不同方向和距离的信号传输。
3. 天线的性能参数3.1 增益天线的增益是指天线在某个方向上辐射或接收信号的能力。
增益越高，天线的辐射范围和接收灵敏度越好。
增益的单位通常用dBi表示，表示相对于理想点源辐射的增益。
3.2 驻波比驻波比是衡量天线匹配性能的重要指标。
它反映了天线输入端的驻波情况，即天线输入端的阻抗与传输线阻抗的匹配程度。
驻波比越小，天线的匹配性能越好。
3.3 方向性天线的方向性是指天线在空间中辐射或接收信号的方向特性。
方向性越强，天线在某个方向上的辐射和接收效果越好。
方向性可以通过天线的波束宽度和辐射图来描述。
天线培训资料
天线培训资料一、天线的基本概念天线，简单来说，就是一种用于发射和接收无线电波的装置。
无论是我们日常使用的手机、无线网络，还是广播电视、卫星通信等，都离不开天线的作用。
天线的主要功能是将传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。
也就是说，它在发射时能将电信号转换成电磁波辐射出去，在接收时能将电磁波转换成电信号。
二、天线的分类天线的种类繁多，常见的分类方式有以下几种：1、按工作频段划分短波天线：工作在 3MHz 到 30MHz 频段。
超短波天线：工作在 30MHz 到 3000MHz 频段，例如我们常见的移动通信基站天线。
微波天线：工作在 3000MHz 以上频段，常用于卫星通信、雷达等领域。
2、按方向性划分全向天线：在水平方向上均匀辐射，例如室内的无线路由器天线。
定向天线：具有较强的方向性，将能量集中在特定方向上辐射，比如卫星电视接收天线。
3、按极化方式划分线极化天线：又分为水平极化和垂直极化，手机天线通常是线极化天线。
圆极化天线：分为左旋圆极化和右旋圆极化，在卫星通信中应用较多。
4、按用途划分通信天线：用于各种通信系统，如手机基站天线、卫星通信天线等。
广播天线：用于广播电视发射。
雷达天线：用于雷达系统，探测目标的位置和速度等信息。
三、天线的参数了解天线的性能，需要关注以下几个重要参数：1、频率范围这是天线能够有效工作的频段。
不同的应用需要不同频段的天线，例如 5G 通信需要特定频段的天线来支持高速数据传输。
2、增益天线增益表示天线在特定方向上辐射或接收电磁波的能力。
增益越高，信号在该方向上的传播距离越远，但覆盖范围可能会变窄。
3、方向性描述天线辐射或接收电磁波的方向性特性。
方向性好的天线可以减少干扰，提高通信质量。
4、输入阻抗天线与传输线之间的匹配程度由输入阻抗决定。
如果阻抗不匹配，会导致信号反射，降低传输效率。
5、驻波比用来衡量天线与传输线之间的匹配程度。
天线理论与设计基本概念
天线理论与设计基本概念波导理论是天线理论与设计的核心内容之一、波导是一种能够传输电磁波的结构，它包括导体壳体和介质。
波导理论研究在导体壳体内的电磁波传输问题。
波导理论研究的是电磁波在导体壳体内的传输模式、传输特性以及与界面的相互作用。
波导理论对于天线的设计与优化起着重要的指导作用。
辐射场理论是天线理论与设计的另一个重要概念。
辐射场是指天线辐射电磁波的空间分布。
辐射场理论研究的是天线辐射电磁波的传播方向、辐射功率以及辐射场分布特性等问题。
辐射场理论对于天线的辐射效率、方向性以及覆盖范围等方面进行了研究与分析。
天线参数是天线理论与设计中的基本概念之一、天线参数包括辐射功率、辐射效率、增益、方向性、驻波比等。
辐射功率是指天线辐射的功率大小，辐射效率是指天线将输入的电能转换为电磁波辐射的能量百分比。
增益是指天线辐射功率与单极点辐射功率之比，可以衡量天线输出信号强度的大小。
方向性是指天线在一些方向上辐射功率明显大于其他方向的性质。
驻波比是指天线输入端反射波与传输波之间的电压或电流的比值，是天线工作状态的一个重要参数。
天线理论与设计的基本概念还包括阻抗匹配、谐振频率、辐射模式等内容。
阻抗匹配是指将无源天线的输入阻抗与信源的输出阻抗匹配，以提高天线的工作效果。
谐振频率是指天线工作时的频率，是天线设计中的重要参数。
辐射模式是指天线在不同方向上辐射功率分布的形态。
综上所述，天线理论与设计的基本概念包括波导理论、辐射场理论、天线参数等内容。
这些基本概念对于天线设计优化、无线通信系统优化等具有重要的指导作用。
在实际应用中，需要结合具体的需求和条件，综合考虑各个参数与要求，进行天线的设计与调试，以提高天线的性能与可靠性。
天馈系统基本概念和天线安装规范概要
天馈系统基本概念和天线安装规范天馈系统是无线网络规划和优化中关键的一环，包含天线和与之相连传输信号的馈线。
天馈系统的各种工程参数在进行网络优化和规划时的设计是影响网络质量的根本因素。
因此，理解、学习天馈系统的基本知识是非常重要的。
下面就逐一介绍天馈系统的各种概念。
1）天线的基本概念a)天线辐射电磁波的基本原理（基本电振子的场强叠加）；当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。
在理论上，如果导线无限小时，就形成线电流元，线电流元又被称为基本电振子。
在天线理论中，分析往往都是从基本电振子开始的，因为任何长度的线天线都可以分解为许多无限小的线电流元；而这些天线的辐射场强就是线电流元的场强叠加，因此，天线的辐射能力是随着天线的长度变化而变化的。
根据麦克斯韦方程，考虑线电流元远区场（辐射区）的情况，当两根导线的距离很接近时（左下图），两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因此此时产生的总的辐射变得微弱。
但如果将两根导线张开（右下图），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也相同，因而此时产生的辐射较强。
当导线的长度L远小于产生的电磁波的波长时，导线的电流很小，因而所产生的辐射也很微弱.；而当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就显著增加，此时就能形成较强的辐射。
我们把能产生较强辐射的直导线称为振子。
当两根导线的粗细和长度相等时，这样的振子叫做对称振子。
当振子的每臂长度为四分之一波长，全长为二分之一波长时，称为半波对称振子（见下图）。
当振子的全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。
将振子折合起来的，称之为折合振子。
对称振子是工程中用到的最简单的天线，它可以作为独立的天线使用，也可以作为复杂天线阵的组成部分或面天线的馈源。
对称振子的方向性比基本电振子强一些，但仍然很弱。
因此，为了加强某一方向的辐射强度，往往要把好几副天线摆在一起构成天线阵。
天线基本知识点总结
天线基本知识点总结引言天线作为无线通信系统中的重要组成部分，起着收发电磁波信号的重要作用。
它的性能直接影响到无线通信系统的传输质量和覆盖范围，因此对天线的基本知识进行深入了解对于理解和设计无线通信系统至关重要。
一、天线的基本概念1. 天线的定义天线是指用于传输和接收无线电波的设备，通常由一个或多个导体制成。
它可以将射频信号转换成电磁波，或者将电磁波转换成射频信号，是无线通信系统中不可或缺的组成部分。
2. 天线的主要功能天线主要功能是将射频信号转化为电磁波并进行辐射，或者将接收到的电磁波转化为射频信号。
其次，天线还具有指向性和增益调节的功能。
3. 天线的分类根据使用场景和结构特点，天线可以分为室内天线和室外天线；根据辐射方式，天线可以分为定向天线和非定向天线；根据频段，天线可以分为宽频天线和窄带天线。
二、天线的基本参数1. 天线的增益天线的增益是指天线在特定方向上辐射功率与参考天线（一般为同种条件下的理想点源天线）辐射功率之比。
增益值越大，天线的辐射方向性越强，传输距离越远。
2. 天线的方向特性天线的方向特性是指天线在空间中辐射电磁波的方向分布规律。
根据辐射特性，天线可以分为全向天线和定向天线。
全向天线在水平方向上的辐射方向性最小，而定向天线在特定方向上的辐射方向性最大。
3. 天线的频率特性天线的频率特性是指天线在不同频率下的辐射特性和阻抗匹配情况。
由于不同频率下的波长不同，因此同一天线在不同频段下的辐射特性和阻抗情况会有所不同，需要进行频率特性的设计和匹配。
4. 天线的阻抗天线的阻抗是指天线在工作频率下的输入阻抗。
天线的阻抗匹配对于信号的传输和接收至关重要，需要根据工作频率进行设计和调整。
阻抗匹配不佳会导致信号的反射和损耗，影响通信质量。
5. 天线的带宽天线的带宽是指天线在一定范围内能够正常工作的频率范围。
天线的带宽需要根据具体应用场景来选择，以保证在不同频率下的正常工作和性能表现。
三、天线的设计原理1. 天线的辐射原理天线的辐射原理是天线将射频信号转换成电磁波并进行辐射的物理过程。
第十四讲 天线的基本概念-电流元的辐射
1 j Er = k cos θ ( − ) e − jkr 2πω ε ( kr ) 2 ( kr ) 3 Il 1 j 1 Eθ = j k 3 sin θ ( − − ) e − jkr 4πω ε ( kr ) ( kr ) 2 ( kr ) 3 Eϕ = 0
在dz处由Ez产生感应 电动势de，进而形成 感应电流，所有的感 应电流的叠加在馈电 点处构成一个电流源 I，该电流源激励接 收机产生接收信号。
天线系统的构成
发射天线—接收天线
e1为发射天线激励源，Z1为发射天线内阻，Z A1为发射天线负载阻抗 e2为接收天线感应源，Z L为接收机负载阻抗，Z A 2为接收天线阻抗
天线的基本原理
张鹏飞
天线的作用：
能量转换器
发射天线发射天线-辐射器 接收天线接收天线-接收器
导波----〉 导波----〉辐射波 辐射波----〉 辐射波----〉导波
如何有效实现天线能量转换器的功能 1、天线与传输系统的匹配； 2、定向辐射能力； 3、产生固定的极化。
天线基本元
天线----------------基本元的组合 天线----------------基本元的组合 天线的辐射场------基本元的辐射场叠加 天线的辐射场------基本元的辐射场叠加 不同幅度、相位、排列方向和方位 的基本元构成了形形色色的天线 基本元：振幅、相位、方向以及 辐射场完全相同 基本元：线源：电流元、磁流元 面源---（波前等效元面源---（波前等效元-菲涅耳原理）
对称振子的辐射场
2、对称振子的辐射场： Idz构成了一个电流元，辐射总场为叠加场
I m dz sin β (l − z ) sin θ − jkr e ,Z ≥ 0 η dEθ = j 2λ r dE = j I m dz sin β (l + z ) η sin θ e− jkr , Z ≤ 0 θ r 2λ
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天线的辐射
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。
天线的辐射
当张开部分的导线长度远小于波长时，导线的电流 很小，辐射很微弱；当导线的长度增大到可与波长相差 不是太远时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成 较强的辐射。因此，天线尺寸与波长相关，即与频率相 关，频率越高，天线尺寸越小。
三、常见故障及原因分析
RSSI异常情况
RSSI过低
现象
主（分）集长时间RSSI 低于-110dBm左右
产生的主要可能原因
天馈各个接头接触 不好，天馈、TRX、 CDU、功放故障
RSSI过高
主（分）集长时间RSSI 高于-95dBm或在一定时 间内高于-95dBm 主（分）集两者间RSSI 长时间相差6dB以上或 出现RSSI主分集对比告 警、TRM主（分）集接 收告警。
与方向图有关的几个参数
◇ 主瓣（半功率波束宽度HPBW）
◇ 副瓣（上第一副瓣）
◇ 零深（下第一个零深）
◇ 前／后比（F／B比）
天线的方向图
上旁瓣
主瓣
后瓣
下部零陷
波瓣宽度
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 - 3dB点 峰值 - 3dB点 Peak - 3dB 15° (eg) Peak Peak - 3dB 32° (eg) 10dB 波束宽度 - 10dB点 120° (eg) 峰值 - 10dB点 Peak - 10dB Peak Peak - 10dB
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。
天线的辐射
平行双线载有交变电流时，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。 如果导线位置如下图所示，由于两导线的距离很近， 电流方向相反，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。
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。
天线的方向图
主平面方向图
在工程上为了方便表示起见，常用两个相互正交主 平面上的剖面图来表示天线的方向图。 E面方向图（电场矢量与传播方向构成的平面）
垂直面方向图
H面方向图（磁场矢量与传播方向构成的平面） 水平面方向图
的影响，但却大大增加了天线制造商的困难及成本。
三、常见故障及原因分析
基站天线常出现接收信号强度（RSSI）异常的情况， 其原因如下： 1、对于RSSI指标影响非常显著的是：接头的安装 是否良好，接触是否良好，以及周围基站干扰情况。 2、 基站天线下倾角度偏差太大。一般实际下倾角 度与网优设计角度偏差超过2度以上均视为不可接受。
后瓣
下部零陷
天线的增益
增益是天线极为重要的参数，它表示空间能量的 集中程度。 常用dB表示天线增益的大小。 常用两种方法定义天线的增益。 ①相对理想点源（各向同性辐射体）其单位用 dBi表示； ②相对半波偶极子，其单位用dBd表示。 由于自由空间半波长偶极子的增益为2.15dBi， 故dBd比dBi大2.15dB。
开关和跳线错误、 硬件故障、接头进水、 天馈驻波、参数设置问 题，系统工作不正常、 杂散和互调、外部干扰
天馈驻波、天线安 装问题、硬件故障、分 集旁路开关设置错误、 外部干扰
RSSI主分集差 异过大
名词解释：
1、CDU（COMBINING&DISTRIBUTION UNIT）耦 合分配单元。CDU是无线网络基站系统中TRU和天线 系统间的接口，可实现几个TRU在同一根天线上发射。 2、TRX在通讯里面是收发单元，通常也认为是载频。 TRU（ transmission receiver Unit）。TRU是硬件 结构里对载波的统称，指的是一块载波，TRX是专门 指的收信器和发信器的合称，是TRU收发信单元的一 部分。
Thank you very much!
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
一个各向同性的辐射器在所 有方向具有相同的辐射
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
天线的极化
天线的极化就是它辐射无线电波中电场的极化。 天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向。
天线的作用
天线尤如人的耳目一样重要。无线设备的千里眼、顺
风耳。如果没有天线，再先进的雷达，也无法发现几千米 之外的目标；洲际导弹，如果没有天线，就会失去遥控， 乱飞乱炸。 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。
波。 实际通信中，收发天线之间要得到最大功率传输， 不仅要求收发天线均与馈线匹配，而且要求收发天线极 化方向必须一致，收发天线极化一致也叫做极化匹配。
对线极化天线，发射天线用垂直极化，那么接收天线也
必须用垂直极化.
天线的输入阻抗（VSWR）
把天线输入端的电压（V）与电流（I）之比定义为 天线的输入阻抗：Zin＝v/I 由于基站的输出阻抗为50Ω ，常用50Ω 同轴电缆连 基站与天线，为了实现最佳阻抗匹配，希望天线的输 入阻抗为50Ω 纯电阻。但天线的实际阻抗并不完全等 于50Ω ，且含有电抗分量。 工程中常用电压驻波比（VSWR）来表示天线的阻 抗特性。如果VSWR＝1，则表示完全匹配， 即zin=50Ω
后瓣
下部零陷
前／后比（F／B）
在水平面或垂直面方向图中，把天线在前向 （Φ ＝0°）(最大辐射方向)辐射功率P（Φ ＝0°）与 后向（Φ ＝180°± 30°）最大辐射功率Pmax（Φ ＝ 180°± 30°）之比定义为天线的前后辐射比。 （F／B）（dB）=10lgр(Ψ＝0°)/ Pmax （Ψ＝180°±30°） 在归一化dB方向图中，前后比就是后向Ψ＝150°~ Ψ＝210°范围内的最大副瓣电平的-dB数。 上旁瓣 主瓣
垂直极化
水平极化
+ 45度倾斜的极化
- 45度倾斜的极化
双极化天线
两个天线为一个整体 传输两个独立的波
V/H (垂直/水平)
倾斜 (+/- 45°)
交叉极化
天线可能在非预定的极化上产生不需要的极化分量。 例如：水平极化天线，也可能产生垂直极化分量，把这
种不需要的极化波就称作交叉极化波，也可做正交极化
波长×频率=真空中的光速（常数）
二、常用天线性能指标介绍
天线的主要电参数
１对单极化天线
2 对双极化天线
ห้องสมุดไป่ตู้
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）
除具有单极化天线的电参数 外还具有 隔离度 交叉极化比
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。
天线基本概念
福建邮科通信技术有限公司 周燕 2010年08月
2009 年 7 月
天线接收和发射信号的原理
1
目
常用天线性能指标介绍
2
录
常见故障及原因分析
3
一、天线信号接收和发射原理
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
B l a h bl ah b la h bl ah
f0
h l 0
%
式中:f --天线的最高工作频率 f --天线的最低工作频率 f --中心工作频率
天线的工作带宽
天线的相对带越宽，制作天线的难度就越大，所以 对相对带宽比较宽的天线适当降低对天线VSWR的要求 是科学的，也是符合实际的，不要一味地什么天线都追
求低的VSWR，因为天线的VSWR≤2对用户不会产生大
60° (eg)
半功率波束宽度（HPBW）
定义：在主平面（E面或H面）方向图中把功率下
降一半的波束宽度叫半功率波束宽度。 在场强方向图中，场强下降0.707倍所夹的角度； 在归一化dB方向图（最大值为０dB）中，-3dB所 夹的角度。
零 深
主瓣与副瓣、副瓣与副瓣之间的凹点叫零深。 把主瓣与第一副瓣之间的凹点叫第一零深，在 移动通信中，由于下第一个零深会影响通信，所以往 往采用赋形天线技术来填零。 上旁瓣 主瓣
电缆 50 ohms 天线 50 ohms 80 ohms
天线的输入阻抗（VSWR）
电压驻波比反应输入到天线的能量的反射，驻 波比越大，从天线发射回的能量也越多。
朝前: 10W
50 ohms
返回: 0.5W
80 ohms
9.5 W
天线的工作带宽
把天线电参数（如VSWR、增益、方向图等）不超 过用所允许值的频率称作天线的工作带宽。 工程中，人们习惯把VSWR小于某些给定值的频段 定义为天线的工作带宽。 例如以VSWR≤1.5来定义天线的工作带宽。常用相 对带宽（BW%）来表征天线的带宽。 BW%= f h f l
后瓣
下部零陷
副瓣电平
在天线的主平面方向图中，除了主瓣之外，把比主 瓣小的所有辐射瓣都叫副瓣，把紧邻主瓣的副瓣叫第一 副瓣。在归一化dB方向图中副瓣电平均为－dB. 不管是在微蜂窝基站中使用的全向天线还是定向板 状天线，当主波束下倾时，上第一副瓣会越区造成干扰， 因而要用赋形技术来抑制上第一副瓣电平。 上旁瓣 主瓣