基站天线基本知识.ppt

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共,4,个,DIN,射频母头和,2,个电调调节杆基站天线的组成,天线外罩,UPVC,材料天线外罩图,玻璃钢材料天线外罩图,UPVC,材料特点：,重量轻，耐水性好，耐候性强，适合于小尺寸天线外罩；,玻璃钢材料特点：,强度高，长期耐候性略逊于,UPVC,材料，适用于大尺寸天线外罩,基站天线的组成,天线内部结构,反射板（槽板）,馈电网络（功率分配网络）,辐射单元（振子）,基站天线的组成,辐射单元,半波振子,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，称半波对称振子半波对称振子的增益为,G,2.15dBi,，它是构成高增益天线的基本辐射单元1/4,波长,0.5,个波长,基站天线的组成,辐射单元,天线基本辐射单元，其作用：,1,、发射状态，将来自射频电缆的电信号转变成空间的电磁波信号；,2,、接收状态：将空间电磁波信号转变成传输线中的信号单极化对称振子,单极化微带贴片振子,双极化对称振子,作用：,输入端口到振子能量传输,振子间幅度相位分配,阻抗匹配,空气微带线方案,电缆方案,空气带状线方案,基站天线的组成,功率分配网络,空气微带方案,网络幅度相位分配设计灵活；,可进行振子、网络整体仿真，设计精度高；,批量生产一致性好,基站天线的组成,功率分配网络,电性能指标,频带,(MHz),824,896,增益,(dBi),17,电压驻波比,V.S.W.R,1.35,极化,45,水平面波束宽度,(,),90,垂直面波束宽度,(),6.5,前后比,(dB),25,交叉极化比,(dB),15,预置电下倾角,(),3,端口隔离度,(dB),30,三阶无源交调,IMD3(dBm),-107,输入阻抗,(),50,最大功率,(,W,),500,接头形式,7/16 DIN(F),雷电保护,直流接地,天线性能指标,机械性能指标,天线尺寸,(mm),640296156,天线重量,(kg),20,辐射材料,铝,天线罩材料,UPVC,天线罩颜色,灰色,工作温度,(),-40,+70,下倾角调整范围,(),0,-15,储藏温度,(),-55,+80,最大风速,(km/h),210,天线性能指标,2.1,、天线增益,天线是将传输线中的电磁能量,有效地,转化成自由空间的电磁波能量或将空间电磁波,有效地,转化成传输线中的电磁能的设备。

天线是无源器件，所以仅仅起到能量转化作用而不能放大信号，那么我们所说的某天线的增益是,18dBi,，是指什么呢？,理想点源,半波振子,2.15,dB,天线增益,天线增益是指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力,一般把天线在最大辐射方向上的场强,E,与理想各向同性天线（理想点源）均匀辐射场强,E,相比，以功率密度增强的倍数定义为增益即,:,单位是,dBi,i,是各向同性（,isotropic,）的缩写上式没有考虑天线的各种损耗，叫方向性系数，计入损耗天线增益,即,:,是增益系数，是方向性系数和增益系数的乘积注：另一种表示增益的单位是与理想半波振子的比较值，用,dBd,表示，,d,是振子（,dipole,）的缩写由于半波振子的增益是,2.15dB,，所以,dBi=dBd+2.15,定义,天线增益,例：,1个,半波振子,接收功率：,1,mW,4,个半波振子,组阵,接收功率：,4,mW,G,=10log(4/1)=6 dBd,天线增益也可以按波束宽度来估算，工程上有如下经验公式：,其中，,e,和,h,分别是天线水平面和垂直面的半功率波束宽度，单位是（,）,如水平面波束,65,，垂直面波束,7,的定向天线，按上式计算增益为,18dB,。

由此可见天线的增益越高，天线波束的就越窄，或反之波束越窄，天线增益越高天线增益,2.2,、天线电压驻波比,50,同轴电缆,输入功率 10,W,反射功率 0.5,W,辐射功率9.5,W,天线驻波比是表示天线与基站（包括电缆）匹配程度的指标它的产生是由于入射波能量传输到天线输入端后未被全部辐射出去，产生反射波，迭加而成的天线电压驻波比,由此可算出回波损耗：,RL,10lg(10/0.5)=13dB,功率反射系数：,2,0.5/10,0.05,电压反射系数,0.2238,驻波比定义为,VSWR,(1+,)/(1-,),1.57,一般要求天线的驻波比小于,1.5,，驻波比是越小越好，但考虑到天线制造成本和批量生产的一致性在工程使用中没有必要追求过小的驻波比如右表所示，当天线的驻波比分别是,1.5,和,1.35,时，由上面的公式可计算出功率反射系数分别是,4%,和,2.2%,，则由于反射引起的增益损失分别是,0.18dB,和,0.1dB,天线电压驻波比,天线的极化,2.3,、天线的极化,垂直极化,(,单极化,),45,极化,(,双极化,),垂直,单,极化,45,双极化,天线的极化,隔离度指的是两根或多根单极化天线或者一根双极化天线两个端口的不相关性,隔离度指标保证了同扇区天线分集接收的性能。

双极化天线,隔离度,单极化天线,单极化天线,隔离度,端口隔离度,1000,mW(1W),1,mW,10log(1000mW/1mW)=30dB,对于多端口天线，端口隔离度是衡量各个端口之间互耦的重要指标，理论上要求各端口是独立的即无互耦的，工程实际中要求隔离度大于,30dB,方向性图特性,天线的方向图特性包括：,水平面,/,垂直面,3dB,波束宽度,前后比,下旁瓣零点填充和上旁瓣抑制、下倾角,方向性图特性,-,前后比,前向功率,后向功率,F/B =10 log,一般要求,：,F/B,25dB,(,前向功率,),（,后向功率,),下旁瓣零点填充和上旁瓣抑制,为了减少对临近小区的干扰必须抑制上旁瓣电平，一般要求为,15dB,为了使覆盖特性更加均匀，减少盲区，下旁瓣零点必须填充，一般要求为,18dB,零点填充,16 dB,0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1,-100,-80,-60,-40,-20,0,距离,(km),相对电平,(dBm),发射功率,=1 W,基站天线高度,=40 m,天线增益,=16 dBi,垂直面半功率波束宽度,=6.5,方向性图,-,波束下倾角及下倾方式的比较,下倾角方式：机械下倾、固定电下倾、可调电下倾、遥控电下倾,10 电子下倾,6,电子下倾,4,机械下倾,10机械下倾,电调天线简介,遥控电调天线,控制器,电调天线优势,电调,覆盖不随下倾角变化变形,覆盖变形,网络的灵活性,调节方便,不再受天气、交通限制，调节周期短适合频繁调节，调节过程无需关闭基站，不影响网络运行,调整小区覆盖范围,平衡话务流量遥控下倾角降低网络优化成本,网络优化,减低旁瓣和背瓣对非覆盖,区的干扰动态网络优化，,可以在路测的同时调整倾角,电调天线基本原理,无下倾时,天线各单元等相位分布,等相位面,电下倾时 天线各单元相位按一固定的相位差,连续滞后,等相位面,电调天线的各部件,天线,驱动器,(RCU),中央控制单元,(CCU),控制电缆,避雷器,便携式控制器,双塔放,(DTMA),T,型头,电调天线的特点,兼顾手动和遥控电调,驱动器安装方便简易，可靠性高,电调天线的特点,可调范围宽,(0,10/0,14),在进行角度调整时，选择更多,独立电子下倾角可调（双频或多频电调天线）,具有良好的副瓣抑制特性,低上旁瓣可以减少越区干扰,900M,双极化,1800M,双极化,800/900M,双极化,1800/1900/3G,双极化,电调天线的特点,软件协议及硬件设计,严格遵循,AISG,标准,目前，几乎所有电调天线系统都采用,AISG,协议，,AISG,是天线接口标准组织的简称，它是由,KATHERIN,等一些国际天线名牌厂家发起的一个天线标准行业组织，主要是起草有关电调天线硬件接口及软件协议等，以便各厂家生产的天线设备能统一监控和管理。

各厂家做的产品在结构样式上各不相同，但如果都支持相同的控制协议，软件上一般都可以互联互通兼容现有主流基站设备,提供,USB,与,RS232,接口与本地电脑通信,提供以太网、,PPP,接口与基站通信,本地控制与远程控制,多种灵活的远程控制解决方案,电调天线远程控制方案,驱动器,电调天线,驱动器,电调天线,驱动器,电调天线,基站设备,机房,馈线,控制电缆,驱动器,电调天线,可以继续接,6,个驱动器,控制电缆,控制电缆,天馈避雷器,控制信号避雷器,笔记本电脑,RS-232,控制器,RJ-45,无塔放远程控制解决方案,特点,：,1.,三扇区控制信号通过串联方式连接，相对并联连接，节省合路器,2,控制信号与射频信号分离，相对射频和控制信号共用的方式，多了一 根,AISG,电缆，但是节省了,2,个,T,型 头，同时 射频信号与控制信号分离,可 靠性更好，不会因为控制信号或,T,型头问题导致基站 无法工作电调天线远程控制方案,有塔放远程控制解决方案,塔。