移动通信技术—— 天馈系统
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
温度、工作湿度、雷电防护、防潮、防盐雾、防霉 菌等都比较直观，容易理解；而电性能参数有方向 图、增益、输入阻抗、电压驻波比、回波损耗、极 化方式、隔离度、波瓣宽度、前后比、下倾角等。
1．方向图
天线方向图是描述天线发出无线电 波的强度与方向（角度）之间依赖关系 的图形。
图8-3 三维辐射方向图
2．增益（Gain）
电调天线：即指使用电子调整下倾角度 的移动天线。
双极化天线：是一种新型天线技术，组合 了+45°和−45°两副极化方向相互正交的 天线并同时工作在收发双工模式下，因此 其最突出的优点是节省单个定向基站的天 线数量。
吸顶天线：是移动通信系统天线的一种，主 要用于室内信号覆盖。
壁挂天线：室内壁挂天线应用场景类似于吸 顶天线，因此同样必须具有结构轻巧、外形 美观、安装方便等特点。
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。
8．波瓣宽度
天线方向图通常都有两个或多个瓣，其 中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称 为副瓣或旁瓣。
在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降 低3dB（功率密度降低一半）的两点间的夹角 定义为波瓣宽度（又称波束宽度或主瓣宽度 或半功率角），如图8-5所示。
为了表征和测量天线中正向波与反射 波的情况，人们建立了“驻波比”这一概 念。
天线驻波比是表示天馈线与基站匹配 程度的指标。电压驻波比（VSWR）的值 在1到无穷大之间。
驻波比为1，表示完全匹配；驻波比 为无穷大表示全反射，完全失配。
一般要求天线的驻波比小于1.5，驻 波比是越小越好，但工程上没有必要追 求过小的驻波比。
两臂长度相等的振子叫作对称振子。
每臂长度为1/4波长、全长为二分之一 波长的振子，称半波对称振子，如图8-2所 示。
图8-1 导线间距与辐射强度的示意图
8.1.2 天线的性能指标
一般用各种参数来表征天线不同的 性能。
表征天线性能的主要参数包括电性 能参数和机械性能参数。
机械性能参数，如尺寸、重量、风载荷、工作
八木天线：具有增益较高、结构轻巧、 架设方便、价格便宜等优点。
栅状抛物面天线：由于抛物面具有良好 的聚焦作用，因此抛物面天线集射能力 强，直径为1.5m的栅状抛物面天线，在 900MHz频段，其增益即可达G=20dBi。
（4）根据使用场合的不同天线可以分为 手持台天线、车载天线、基站天线三大 类。
（5）移动通信常用的天线。
全向天线：即在水平方向图上表现为360° 都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性。
定向天线：即在水平方向图上表现为一定角 度范围辐射，也就是平常所说的有方向性。
机械天线：即指使用机械调整下倾角度 的移动天线。
4．天线带宽
将天线的谐振频率点附近的一段频段， 定义为天线带宽。
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；另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VSWR不超过1.5时天 线的工作频率范围。
天线是一种变换器，是在无线电设 备中用来发射或接收电磁波的部件。
一般天线都具有可逆性，即同一副 天线既可用作发射天线，也可用作接收 天线。
同一天线作为的互易定 理。
天线振子是构成天线的最基本单位。
当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。
5．输入阻抗
天线的输入阻抗定义为天线输入端 信号电压与信号电流之比。
6．回波损耗（Return Loss）
回波损耗是由于因反射而导致的能 量损耗，以分贝值表示。
7．极化方式
天线的极化是指无线电波的电场方 向相对于地球表面的指向，它由天线的 物理结构和指向决定。
线极化又分为水平极化、垂直极化 和±45°极化。
一般情况下，移动通信中多采用垂 直极化或±45°极化方式，广播系统通 常采用水平极化的极化方式，卫星通信 通常采用椭圆极化的极化方式。
把垂直极化和水平极化两种极化的 天线组合在一起，或者，把+45极化和 −45°极化两种极化的天线组合在一起， 就构成了一种新的天线-双极化天线。
垂直极化波要用具有垂直极化特性
天线作为一种无源器件，仅仅起能 量转化作用而不能放大信号。
天线增益是作为天线的重要指标之
一，是指天线将发射功率往某一指定方 向集中辐射的能力，定义为：在输入功 率相等的条件下，实际天线与理想点源 在空间同一点处所产生的场强的平方之 比，即功率之比。
它定量地描述一个天线把输入功率集 中辐射的程度。
第8章 天馈系统
8.1
天线
8.2
馈线
本章主要内容如下。 ① 天线的定义及分类。 ② 天线性能指标。 ③ 移动通信常用天线种类及特点。 ④ 馈线的定义及天馈连接。
8.1 天线
8.1.1 天线原理
天线的定义：用金属导线、金属面 或其他介质材料构成一定形状，架设在 一定空间，将从发射机馈给的射频电能 转换为向空间辐射的电磁波能，或者把 空间传播的电磁波能转化为射频电能并 输送到接收机的装置。
波瓣宽度越窄，方向性越好，作用 距离越远，抗干扰能力越强。
9．前后比
天线的方向图中，前后比定义为天 线主瓣功率与天线后向（180°±30°的 范围内）的副瓣功率之比。
10．下倾角
天线下倾是无线电中用于将天线方 向图的主瓣调低于水平面的一种手段， 常用于增强主服务区信号电平、减小对 其他小区干扰的手段。
通常天线的下倾方式有机械下倾、 电子下倾两种方式。
8.1.3 天线的类型
（1）按工作性质天线可分为发射天线和 接收天线。
（2）按结构形式和工作原理天线可分为 线天线和面天线等。描述天线的特性参 量有方向图、方向性系数、增益、输入 阻抗、辐射效率、极化和带宽等。
（3）按维数天线可分可以分成一维天线 和二维天线两种类型。
增益显然与天线方向图有密切的关系， 在相同的条件下，方向图主瓣越窄，副瓣 越小，增益越高，电波传播的距离越远。
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+2.15。
3．电压驻波比（VSWR）
在无线电通信中，天线与馈线的阻抗 不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，能 量就会产生反射折回。
1．方向图
天线方向图是描述天线发出无线电 波的强度与方向（角度）之间依赖关系 的图形。
图8-3 三维辐射方向图
2．增益（Gain）
电调天线：即指使用电子调整下倾角度 的移动天线。
双极化天线：是一种新型天线技术，组合 了+45°和−45°两副极化方向相互正交的 天线并同时工作在收发双工模式下，因此 其最突出的优点是节省单个定向基站的天 线数量。
吸顶天线：是移动通信系统天线的一种，主 要用于室内信号覆盖。
壁挂天线：室内壁挂天线应用场景类似于吸 顶天线，因此同样必须具有结构轻巧、外形 美观、安装方便等特点。
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。
8．波瓣宽度
天线方向图通常都有两个或多个瓣，其 中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称 为副瓣或旁瓣。
在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降 低3dB（功率密度降低一半）的两点间的夹角 定义为波瓣宽度（又称波束宽度或主瓣宽度 或半功率角），如图8-5所示。
为了表征和测量天线中正向波与反射 波的情况，人们建立了“驻波比”这一概 念。
天线驻波比是表示天馈线与基站匹配 程度的指标。电压驻波比（VSWR）的值 在1到无穷大之间。
驻波比为1，表示完全匹配；驻波比 为无穷大表示全反射，完全失配。
一般要求天线的驻波比小于1.5，驻 波比是越小越好，但工程上没有必要追 求过小的驻波比。
两臂长度相等的振子叫作对称振子。
每臂长度为1/4波长、全长为二分之一 波长的振子，称半波对称振子，如图8-2所 示。
图8-1 导线间距与辐射强度的示意图
8.1.2 天线的性能指标
一般用各种参数来表征天线不同的 性能。
表征天线性能的主要参数包括电性 能参数和机械性能参数。
机械性能参数，如尺寸、重量、风载荷、工作
八木天线：具有增益较高、结构轻巧、 架设方便、价格便宜等优点。
栅状抛物面天线：由于抛物面具有良好 的聚焦作用，因此抛物面天线集射能力 强，直径为1.5m的栅状抛物面天线，在 900MHz频段，其增益即可达G=20dBi。
（4）根据使用场合的不同天线可以分为 手持台天线、车载天线、基站天线三大 类。
（5）移动通信常用的天线。
全向天线：即在水平方向图上表现为360° 都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性。
定向天线：即在水平方向图上表现为一定角 度范围辐射，也就是平常所说的有方向性。
机械天线：即指使用机械调整下倾角度 的移动天线。
4．天线带宽
将天线的谐振频率点附近的一段频段， 定义为天线带宽。
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；另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VSWR不超过1.5时天 线的工作频率范围。
天线是一种变换器，是在无线电设 备中用来发射或接收电磁波的部件。
一般天线都具有可逆性，即同一副 天线既可用作发射天线，也可用作接收 天线。
同一天线作为的互易定 理。
天线振子是构成天线的最基本单位。
当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。
5．输入阻抗
天线的输入阻抗定义为天线输入端 信号电压与信号电流之比。
6．回波损耗（Return Loss）
回波损耗是由于因反射而导致的能 量损耗，以分贝值表示。
7．极化方式
天线的极化是指无线电波的电场方 向相对于地球表面的指向，它由天线的 物理结构和指向决定。
线极化又分为水平极化、垂直极化 和±45°极化。
一般情况下，移动通信中多采用垂 直极化或±45°极化方式，广播系统通 常采用水平极化的极化方式，卫星通信 通常采用椭圆极化的极化方式。
把垂直极化和水平极化两种极化的 天线组合在一起，或者，把+45极化和 −45°极化两种极化的天线组合在一起， 就构成了一种新的天线-双极化天线。
垂直极化波要用具有垂直极化特性
天线作为一种无源器件，仅仅起能 量转化作用而不能放大信号。
天线增益是作为天线的重要指标之
一，是指天线将发射功率往某一指定方 向集中辐射的能力，定义为：在输入功 率相等的条件下，实际天线与理想点源 在空间同一点处所产生的场强的平方之 比，即功率之比。
它定量地描述一个天线把输入功率集 中辐射的程度。
第8章 天馈系统
8.1
天线
8.2
馈线
本章主要内容如下。 ① 天线的定义及分类。 ② 天线性能指标。 ③ 移动通信常用天线种类及特点。 ④ 馈线的定义及天馈连接。
8.1 天线
8.1.1 天线原理
天线的定义：用金属导线、金属面 或其他介质材料构成一定形状，架设在 一定空间，将从发射机馈给的射频电能 转换为向空间辐射的电磁波能，或者把 空间传播的电磁波能转化为射频电能并 输送到接收机的装置。
波瓣宽度越窄，方向性越好，作用 距离越远，抗干扰能力越强。
9．前后比
天线的方向图中，前后比定义为天 线主瓣功率与天线后向（180°±30°的 范围内）的副瓣功率之比。
10．下倾角
天线下倾是无线电中用于将天线方 向图的主瓣调低于水平面的一种手段， 常用于增强主服务区信号电平、减小对 其他小区干扰的手段。
通常天线的下倾方式有机械下倾、 电子下倾两种方式。
8.1.3 天线的类型
（1）按工作性质天线可分为发射天线和 接收天线。
（2）按结构形式和工作原理天线可分为 线天线和面天线等。描述天线的特性参 量有方向图、方向性系数、增益、输入 阻抗、辐射效率、极化和带宽等。
（3）按维数天线可分可以分成一维天线 和二维天线两种类型。
增益显然与天线方向图有密切的关系， 在相同的条件下，方向图主瓣越窄，副瓣 越小，增益越高，电波传播的距离越远。
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+2.15。
3．电压驻波比（VSWR）
在无线电通信中，天线与馈线的阻抗 不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，能 量就会产生反射折回。