天线原理和应用.ppt

下倾方法的比较
10°电下倾
6° 电下倾 + 4° 机械下倾
10°机械下倾
确定下倾角
20
10
载干比C/I 的 变化
(dB)
0
-10
-20 0
电调

20 m 60 m
天线高度
60 m
20 m
机械
2 4 6 8 10 12
下倾角（度〕
天线高度: 20米,40米和60 米
• 电子下调改善了载/干比 • 机械下调导致载/干比恶
天线原理和应用
C网基站室 徐健
2004年9月23日
天线原理
天线定义：辐射或接收无线电波的装置。 衡量天线性能的因素：
天线是无线通信系统最基本部件，决定了通 信系统的特性。不同的天线有不同的辐射类 型、极性、增益以及阻抗。
同轴线变化为天线
倾斜振子
倾斜振子 • 良好辐射特性 • 良好的带宽(20%) • 通用元件适用于各类
到3G频段，目前东莞还没有使用。 全频段天线好处是使用天线数量少，缺点是工
作频段越宽，天线驻波比越大。
极化方式
天线的极化是指天线辐射时形成的电场强度方向 。 共有6中极化方式：垂直、水平、＋45°、－45°、水
平/垂直、 ± 45°。目前中国一般使用以下两种： 垂直极化：通常我们称为单极化； ± 45°极化：通常我们称为双极化。
波瓣宽度
波瓣宽度是指天线的辐射图中低于峰值3dB处所 成夹角的宽度，所以也可以称为3dB波瓣宽度。 通常6dB波瓣宽度约为3dB的1.5倍。
1、水平波瓣宽度 全向天线的水平波瓣宽度是360°； 定向天线一般有30°、45°、65°、90° 抛物面天线一般有11°、14°、16° 以上天线在东莞都有使用
机械
4
6
8பைடு நூலகம்
电调
8
10 12
前后比
方向图中，前后向最大接收电平之比称为前后比。它反 映天线的能量转化效率，前后比的大小决定天线的定向 辐射/接收性能的好坏。
后向功率
前向功率
以dB表示的前后比 = 10 log (前向功率) 典型值为 25dB 左右
(反向功率)
目的是有一个尽可能小的反射能量
旁瓣抑制与零点填充
增益
增益通常指最大辐射方向的功率增益值。 天线增益一般常用dBd和dBi两种单位。dBi用于表示天线在最大辐
射方向场强相对于全向辐射器（如图一中）的参考值；而相对于半 波振子（如图一左）的天线增益用dBd表示。两者有一个固定的dB 差值（如图一右），即0dBd等于2.15dBi。 东莞现在一般天线的增益单位都是用dBi，从12-21dBi都有使用。
海天天线2
东莞常用海天天线型号和参数
HTDBS086515(3)：双极化板状天线，水平65°、垂直14°、增益15dBi， 长1.3m，内置3°固定电下倾，CDMA800天线
HTDBS086515(6)：内置6°固定电下倾 HTDBS086517(3)：增益16.8dBi、垂直8°，长1.9m，内置3°固定电下倾 HTDBS096517(3)：GSM900天线 HTPS－08/09－18/1.2：抛物面天线，水平14°、垂直16°， CDMA900和
阵天线 • 倾斜振子具备良好的
交叉极化性能
贴片式振子
贴片式振子 • 用于低标准要求区域 是重要的 • 容易被仿造 • 窄带 (10%) • 极化纯度较差且与振 子相比辐射区不够合 理
方向性
方向性：通常要求天线不是向所有方向均匀地 辐射，而是要求增强某一（或某些）方向的辐 射并抑制其他方向的辐射（接收状态反之）。
下倾方式
天线下倾有多种方式：机械下倾、固定电 调下倾、可调电调下倾、遥控可调电调下 倾。
下倾方式2
一般机械下倾在4°～6°以上、电调下倾 在8°～10°以上开始，天线方向图会产 生畸变。
所以实际下倾超过10°时，最好使用机械 下倾＋电调下倾相结合的方式，保证天线 波行。
另外，机械下倾时，后瓣会上翘；而电调 下倾时，后瓣也会同时下倾。
波瓣宽度2
2、垂直波瓣宽度
一般来说，在采用同类的天线设计技术条件下，增益相 同的天线中，水平波瓣越宽，垂直波瓣越窄。
在天线选型时，为了保证对服务区的良好覆盖，减少死 区，在同等增益条件下，所选天线垂直波瓣3dB宽度应 尽量宽些。
工作频段
GSM900天线：870～960MHz CDMA800天线：824～896MHz 双频天线：824～960MHz DCS1800天线： CDMA1900天线：1850～1990MHz 其余还有全频段天线，包含了从CDMA800频段
0 -30 -60
从天线方向图可以看出，第一上旁瓣也有一定 的增益，将会对远处的高楼造成越区覆盖。
阻抗和驻波比（ＶＳＷＲ）
天线驻波比表示天馈线与基站（收发信机）匹配程度的 指标。
天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率。 当驻波比（ＶＳＷＲ）１：１时没有反射波，电压反射
比为１。 当ＶＳＷＲ大于１时，反射功率也随之增加。发射天线
给出的驻波比值是最大允许值。 例如：ＶＳＷＲ为２：１时意味着，反射功率消耗总发
射功率的１１％，信号损失０．５ｄＢ。ＶＳＷＲ为 １．５：１时，损失４％功率，信号降低０．１８ｄＢ。 驻波比增加会增大馈线的损耗。在VSWR=1（全匹配） 情况下测的 ，7/8″电缆损耗4dB/100m。
驻波比
海天天线简介
GSM800双频、增益18dBi，直径1.2m HTPS－08/09－20/1.5：水平12°、垂直14°，增益20dBi、直径1.5m HTPS－08/09－21/1.8：水平11°、垂直13°，增益21dBi，直径1.8m HTPS－18－22/1.2：水平9°、垂直11°，增益22dBi，DCS1800天线，直
桑瑞天线
目前东莞使用的桑瑞ARGUS天线都是双频段、 双极化、水平65°、0～10°可连续电调、带上 旁瓣抑制和零点填充。
CPX304D－CI（D－手动电调；DR－遥控电 调）：增益14dBi、垂直17°、长1.1m；
CPX306D－CI：增益15.5dBi、垂直13°、长 1.6m；
CPX308D－CI：增益16.5dBi、垂直8.5°、长 2.1m。
桑瑞天线2
电调天线使用：在天线下倾角很大时，可 以结合机械下倾，使天线方向图形状基本 保持不变，达到我们预计的覆盖范围；
上旁瓣抑制：可以减少对远处高楼的越区 覆盖
零点填充：高站都建议使用，可以减少塔 底阴影，改善基站近处的覆盖。
零点填充方向图
90
120
60
90 120
150
30
150
60 30
180 0
-10 -20 -30
-150
-120 -90
# Model: CPX308D-D # Freq: 840 MHz
0
180 0
-10 -20 -30
-30 -60
-150
-120 -90
Elevation Pattern Freq = 0.900 GHz 8-Element No Nullfill
The End Thanks
普通天线在近基站处会产生覆盖死角（盲区）， 上翘的第一副瓣会对远处的高楼产生越区覆盖
旁瓣抑制一般能够使第一副瓣减弱3dB左右，减 少对远处高楼的影响；零点填充会加强近基站 处的覆盖，所以一般天线挂高较高，都会采用 具有此类功能的天线。缺点是主瓣方向的增益 一般会损失1dB左右。
实际应用中，天线挂高不是很高，由于有各种 反射等无线因素，死角基本不会造成太大的影 响。
命名型号：HTDBS086515(6)
HT－海天 D－定向 B、P－型式（B表示板状，P表示抛物面） S－双极化 08－频率（09表示GSM900，18表示DCS1800，08/09表
示CDMA800和GSM900双频） 65－水平波瓣宽度 15－增益 （6）－电下倾角度（6°固定不可调）
化 • 机械下调的最佳角度约5
度 • 电子下调适用于宏蜂窝,
其 最佳角度约10度 • 实际上电调的曲线斜率并 非 如此高
电调天线在不同倾角时 机械角和电调角的搭配
以下数值是咨询过几个天线厂家，结合实际情 况给出的建议值，仅供参考。
电调天线在不同倾角时机械角和电调角的搭配
总倾角 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
径1.2m
海天天线3
东莞高层覆盖使用天线： 抛物面：水平15°、垂直17°；水平11°、垂
直13°； 水平30°系列：垂直7\14\28°； 水平45°系列：垂直7\14\28°； 水平65°系列：垂直14\28°； 水平90°系列：垂直28° 频段有800、900、1800、800\900全频段4种。