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1、天线技术讲座天线技术讲座20041013广广州赛乐州赛乐讲座内容一、天线与电波传播的基本概念一、天线与电波传播的基本概念 *天线的主要技术性能指标天线的主要技术性能指标 *天线主要指标的检测天线主要指标的检测 *工程实用知识工程实用知识二、移动通信直放站、室内覆盖常用天线二、移动通信直放站、室内覆盖常用天线 *天线分类天线分类 *常用天线介绍常用天线介绍三、小区覆盖伪装天线三、小区覆盖伪装天线 *伪装方案伪装方案 *伪装天线介绍伪装天线介绍电磁波的传播电磁波在均匀媒质中以直线传播，当遇到电磁波在均匀媒质中以直线传播，当遇到障碍物时（媒质发生变化）会产生反射波、折障碍物时（媒质发生变化）会产生反
2、射波、折射波（透射波）和绕射波。射波（透射波）和绕射波。对于反射波、折射波的强度、相位和极化对于反射波、折射波的强度、相位和极化方式，与障碍物的导电率、介电常数、介质损方式，与障碍物的导电率、介电常数、介质损耗、物理尺寸及入射波的频率、极化方式有关。耗、物理尺寸及入射波的频率、极化方式有关。对于电磁波的绕射能力，主要取决于障碍对于电磁波的绕射能力，主要取决于障碍物的电尺寸物的电尺寸以波长为单位的物理尺寸。障以波长为单位的物理尺寸。障碍物的电尺寸越大，绕射波越弱；反之，电尺碍物的电尺寸越大，绕射波越弱；反之，电尺寸越小，绕射波越强。寸越小，绕射波越强。电波传播的多径效应对于蜂窝移动通信系统，对于
3、蜂窝移动通信系统，电波传播的环境十分复杂，有电波传播的环境十分复杂，有建筑密集的城市（包括室内）建筑密集的城市（包括室内）；相对开阔的郊区和环境空旷；相对开阔的郊区和环境空旷的乡村。在市区信号除直射波的乡村。在市区信号除直射波外往往存在大量的反射波，根外往往存在大量的反射波，根据波的干涉原理，接收多路相据波的干涉原理，接收多路相关信号时会出现干涉现象关信号时会出现干涉现象当接收天线的位置发生变化时当接收天线的位置发生变化时，信号电平会出现强、弱波动，信号电平会出现强、弱波动变化，这种现象叫多径效应。变化，这种现象叫多径效应。如何利用多径效应对于点对点通信系统，多径效应一般比较稳定；而移动对于点
4、对点通信系统，多径效应一般比较稳定；而移动通信系统的用户终端是动态的，因此，多径效应不稳定且十通信系统的用户终端是动态的，因此，多径效应不稳定且十分复杂。分复杂。分集技术是克服和利用多径效应的有效措施，即在不同分集技术是克服和利用多径效应的有效措施，即在不同空间位置放置多个天线作空间分集和采用双极化天线作极化空间位置放置多个天线作空间分集和采用双极化天线作极化分集。这一措施明显改善了信号波动，提高了信号电平。分集。这一措施明显改善了信号波动，提高了信号电平。对于单天线系统（如直放站、小微波等）对于单天线系统（如直放站、小微波等）要减小多径效应，应合理选择天线的安装位置，要减小多径效应，应合理选
5、择天线的安装位置，这项工作应在模测时进行，在安装现场许可的这项工作应在模测时进行，在安装现场许可的条件下，尽量选择信号电平强、信号波动小的条件下，尽量选择信号电平强、信号波动小的位置。位置。此外，多此外，多径效应减弱了径效应减弱了天线零点产生天线零点产生的盲区现象。的盲区现象。两个扇形波束合成两个扇形波束合成全向波束全向波束什麽是天线概概括括讲讲天天线线是是一一种种能能量量转转换换器器。它它不不但但可可实实现现高高频频电电流流能能量量（通通常常指指无无线线电电发发射射、接接收收装装置置的的输输出出端端和和输输入入端端）与与空间电磁波能量之间的转换，同时具有定向功能。空间电磁波能量之间的转换，同
6、时具有定向功能。天天线线的的定定向向功功能能体体现现在在：作作发发射射时时天天线线可可将将辐辐射射电电磁磁波波的的能能量量聚聚集集在在一一定定方方向向上上；作作接接收收时时天天线线在在空空间间角角度度上上具具有有一定的选择性。一定的选择性。天天线线具具有有互互易易性性：即即同同一一个个天天线线用用作作发发射射和和用用作作接接收收其其基本特性保持不变。除注明外以下内容均对发射天线而言。基本特性保持不变。除注明外以下内容均对发射天线而言。多多数数情情况况天天线线属属于于射射频频无无源源器器件件类类（将将射射频频有有源源模模块块与与辐辐射射单单元元紧紧密密结结合合构构成成有有源源天天线线，本本讲讲座
7、座内内容容不不涉涉及及此此类类天天线）。线）。表表征征天天线线电电气气性性能能的的主主要要指指标标有有:工工作作频频率率范范围围；方方向向图图；增益；驻波比；输入阻抗；极化方式等等。增益；驻波比；输入阻抗；极化方式等等。天线的分类 按按按按 用用用用 途途途途 分分分分 类类类类：如通信天线、电视天线、：如通信天线、电视天线、雷达天线等；雷达天线等；按工作频段分类按工作频段分类按工作频段分类按工作频段分类：如短波天线、超短波天线、：如短波天线、超短波天线、微波天线等；微波天线等；按按按按 方向方向方向方向 性性性性 分类分类分类分类：如全向天线、定向天线等；：如全向天线、定向天线等；按按按按
8、外外外外 形形形形 分分分分 类类类类：如线天线、面天线等；：如线天线、面天线等；按结构形式分类按结构形式分类按结构形式分类按结构形式分类：如八木天线、抛物面天线、：如八木天线、抛物面天线、微带天线等微带天线等此外还有按性能如带宽、极化等等分类此外还有按性能如带宽、极化等等分类。天线的工作频率范围 指指在在满满足足一一项项或或多多项项指指标标约约束束条条件件下下的的频频带带宽宽度度，天天线线的的频频带带宽宽度度一一般般是是连连续续的的，也也可可以以是是不不连连续的（分段）。续的（分段）。匹配带宽匹配带宽匹配带宽匹配带宽满足驻波比约束条件的频带宽度；满足驻波比约束条件的频带宽度；增益带宽增益带宽
9、增益带宽增益带宽满足增益约束条件的频带宽度；满足增益约束条件的频带宽度；方方方方向向向向图图图图带带带带宽宽宽宽满满足足方方向向图图（主主瓣瓣宽宽度度、副副瓣瓣电电平平、前前后后比比等等）约约束束条条件件的的频频带带宽宽度度；通通常常天天线线的的带带宽宽应应为为各各项项指指标标带带宽宽中中最最窄窄的的一一个个。许许多多场场合合天天线线的的带带宽宽与与某某个个指指标标约约束束条条件件有有矛矛盾盾，这这时时需需要要权衡整体性能降低约束条件。权衡整体性能降低约束条件。天线的方向图通常天线方向图是指幅度方向图，表示天线所辐通常天线方向图是指幅度方向图，表示天线所辐射的电磁波幅度随空间方向分布的图形，幅
10、度用功率射的电磁波幅度随空间方向分布的图形，幅度用功率表示时为表示时为功率方向图功率方向图功率方向图功率方向图，幅度用场强表示时为，幅度用场强表示时为场强方向场强方向场强方向场强方向图图图图。方方向向图图是是反反映映天天线线品品质质优优劣劣的的最最重重要要特特征征之之一一，大大部部分分辐辐射射特特性性的的信信息息都都在在其其中中。如如主主、副副瓣瓣指指标标、前前后后比比等等等等。完完整整的的天天线线方方向向图图是是一一个个三三维维立立体体图图形形，由由于于获获取取三三维维立立体体方方向向图图的的工工作作十十分分复复杂杂，通通常常用用两两个个（或或以以上上）特特征征平平面面内内的的二二维维方方向
11、向图图表表示示，如如以以电电场场矢矢量量为为参参照照系系的的E E面面面面和和HH面面面面方方方方向向向向图图图图；以以地地平平面面为为参参照照系系的的水水水水平平平平面面面面和和垂垂垂垂直直直直面面面面方方向向图图。除除注注明明外外天天线线方方向向图图均以直角坐标或极坐标的二维图形表示。均以直角坐标或极坐标的二维图形表示。abaa：立体方向图；立体方向图；bb：E E面（垂直面）方向图；面（垂直面）方向图；c c：H H面（面（水平面）方向图水平面）方向图C 直角坐标方向图直角坐标方向图极坐标方向图极坐标方向图 E E面方向图：面方向图：面方向图：面方向图：是指电场矢量所在平面内的方向图。是
12、指电场矢量所在平面内的方向图。H H面方向图：面方向图：面方向图：面方向图：是指磁场矢量所在平面内的方向图。是指磁场矢量所在平面内的方向图。水平面方向图：水平面方向图：水平面方向图：水平面方向图：是指与地平面平行的平面内的方向图。是指与地平面平行的平面内的方向图。垂直面方向图：垂直面方向图：垂直面方向图：垂直面方向图：是指与地平面垂直的平面内的方向图。是指与地平面垂直的平面内的方向图。波束宽度（主瓣宽度）是是天天线线最最重重要要的的技技术术指指标标之之一一，它它是是指指天天线线的的幅幅度度（功功率率）方方向向图图中中低低于于最最大大值值3 3dBdB处处所所成成夹夹角角的的宽宽度度（或或称称为
13、为半半功功率率波波束束宽宽度度），此此外外还还有有特特殊殊电电平平值值的的波波束束宽宽度度，如如1010dBdB波波束束宽宽度度。天天线线的的波波束束宽宽度度反反映映了了天天线线的的波波束束形状和方向性的强弱。形状和方向性的强弱。旁瓣电平、前后比 旁旁瓣瓣电电平平：天天线线方方向向图图中中一一般般存存在在一一个个或或多多个个波波瓣瓣，其其中中最最大大的的波波瓣瓣为为主主瓣瓣，其其余余的的波波瓣瓣为为副副瓣瓣或或旁旁瓣瓣。副副瓣瓣的的大大小小表表示示成成主主瓣瓣最最大大值值的的相相对对值值（按按最最大大值值归归一一）既既副副瓣瓣电电平平。副副瓣瓣电电平平愈愈低低天天线线的的方方向向性性愈愈好好（
14、对对接接收收天天线线而而言言既既选选择择性性或或叫叫空空间间滤滤波波性性能能愈愈好好），副副瓣瓣电电平平直直接接影影响响天天线线的的空空间间隔隔离离和和抗抗干干扰扰性性能能。前前后后比比：定定向向天天线线的的前前后后比比是是指指主主瓣瓣的的最最大大辐辐射射方方向向（规规定定为为00）的的功功率率电电平平与与相相反反方方向向附附近近（一一般般为为18020180203030）范围内的最大电平之比值。）范围内的最大电平之比值。后向功率后向功率 前向功率前向功率 以以dBdB表示的前后比表示的前后比 =10 =10 loglog（前向功率前向功率/后向功率）后向功率）天线的极化方式天线辐射电磁波的极
15、化方式就是天线的极化方式。天线辐射电磁波的极化方式就是天线的极化方式。在蜂窝移动通信系统中主要使用单极化（垂直或在蜂窝移动通信系统中主要使用单极化（垂直或水平）和水平）和4545双极化天线。双极化天线。极化匹配极化匹配极化匹配极化匹配收、发天线或接收天线与来波之间收、发天线或接收天线与来波之间的极化方式完全一致。的极化方式完全一致。极化损失极化损失极化损失极化损失收、发天线或接收天线与来波之间收、发天线或接收天线与来波之间的极化方式不完全一致时，会产生极化损失，具体与的极化方式不完全一致时，会产生极化损失，具体与两个极化方向的夹角有关（余玄关系），当两个极化两个极化方向的夹角有关（余玄关系），
16、当两个极化方向的夹角呈方向的夹角呈9090时，极化损耗理论上为无穷大，这时时，极化损耗理论上为无穷大，这时两个极化互为正交。在实际环境中电磁波的极化方向两个极化互为正交。在实际环境中电磁波的极化方向会因反射、折射而改变，两正交极化间的隔离远低于会因反射、折射而改变，两正交极化间的隔离远低于理论值，对于多经效应较小时，两正交极化间一般有理论值，对于多经效应较小时，两正交极化间一般有20203030dBdB的极化隔离。的极化隔离。双极化天线双极化天线一般由两个独立的正交极化（垂直双极化天线一般由两个独立的正交极化（垂直/水平；水平；4545；左；左/右旋圆极化右旋圆极化）天线组成，结构上利用正交极
17、化的隔离性能将两个天线紧密结合成一体（仅有一天线组成，结构上利用正交极化的隔离性能将两个天线紧密结合成一体（仅有一个天线的体积）。双极化天线的突出优点是减少了天线数量和占用空间，使系统个天线的体积）。双极化天线的突出优点是减少了天线数量和占用空间，使系统成本降低，广泛应用于各种通信系统的分集接收和频谱复用。成本降低，广泛应用于各种通信系统的分集接收和频谱复用。双极化天线有两个输入端口，端口间要求有一定的隔离度（一般为双极化天线有两个输入端口，端口间要求有一定的隔离度（一般为3030dBdB）以保证系统正常工作。以保证系统正常工作。V/H(垂直垂直/水平水平)倾斜倾斜(+/-45)双极化天线的隔
18、离度和极化鉴别率端口隔离端口隔离：在双极化天线一个端口上的输入功率与该功：在双极化天线一个端口上的输入功率与该功率在另一端口的输出值之比。率在另一端口的输出值之比。极化鉴别率极化鉴别率：对于一：对于一 个极化端口，在一定方向个极化端口，在一定方向 上（通常为主瓣方向）接上（通常为主瓣方向）接 收场强相同的同极化波（收场强相同的同极化波（最强）和正交极化波（最最强）和正交极化波（最 弱）的电平之比。弱）的电平之比。输入功率输入功率1 1WW输出功率输出功率0.0010.001WW隔离度隔离度=10=10Log(1/0.001)=30dBLog(1/0.001)=30dB天线的增益概念相对一般放大
19、电路的增益来说，天线的增益有些相对一般放大电路的增益来说，天线的增益有些抽象，它是体现天线辐射能量在空间分布的集中能力抽象，它是体现天线辐射能量在空间分布的集中能力和能量转换效率的量。具体定义如下：和能量转换效率的量。具体定义如下：天天线线一一定定方方向向上上的的增增益益G(G(,)是是在在相相同同输输入入功功率率的的条条件件下下天天线线在在该该方方向向上上的的辐辐射射功功率率通通量量密密度度(,)与与各各向向同同性性点点源源天天线线在在同同一一方方向向上上的的辐辐射射功功率率通通量量密密度度 0 0的比值。即的比值。即G(G(,)=)=(,)/)/00（相同输入功率）相同输入功率）此此外外，
20、天天线线增增益益也也可可定定义义为为在在空空间间同同一一点点产产生生相相同同电电场场强强度度的的条条件件下下，点点源源天天线线的的输输入入功功率率与与该该天天线线的的输输入功率之比。即入功率之比。即G(G(,)=)=P P0 0/P Pinin(,)（相同电场强度）（相同电场强度）上上述述定定义义中中的的点点源源天天线线是是向向空空间间均均匀匀辐辐射射的的无无耗耗的的理理想辐射点源。想辐射点源。dBi与dBd的区别点源天线点源天线G=0dBiG=0dBi标准半波振子天线标准半波振子天线G=2.15dBiG=2.15dBi增益通常以分贝表示：即增益通常以分贝表示：即GG（dBdB）=10LogG
21、(=10LogG(,)以点源天线为参考时表示为：以点源天线为参考时表示为：dBidBi以标准半波振子天线为参考时以标准半波振子天线为参考时2.15dBi2.15dBi表示为：表示为：dBddBd天线增益与方向图的关系根据天线的增益概念，天线的方向性和辐射效率是决定增根据天线的增益概念，天线的方向性和辐射效率是决定增益的两个重要因素。对于目前各蜂窝系统的工作频段来说，辐益的两个重要因素。对于目前各蜂窝系统的工作频段来说，辐射效率主要是解决馈电损耗问题，一般采用低耗馈电网络，可射效率主要是解决馈电损耗问题，一般采用低耗馈电网络，可使损耗控制在较低水平。因此，决定增益的主要因素在于天线使损耗控制在较
22、低水平。因此，决定增益的主要因素在于天线方向图的优劣。方向图的优劣。主瓣宽度是决定天线增益的最重要因素，主瓣越窄，天线主瓣宽度是决定天线增益的最重要因素，主瓣越窄，天线的辐射能量越集中，即增益越高；反之，主瓣越宽，天线的辐的辐射能量越集中，即增益越高；反之，主瓣越宽，天线的辐射能量越集中程度下降，即增益降低。射能量越集中程度下降，即增益降低。旁瓣电平也是影响天线增益的因素，旁瓣高，分散到旁瓣旁瓣电平也是影响天线增益的因素，旁瓣高，分散到旁瓣上的辐射能量就多，即增益降低；反之，旁瓣越低，分散到旁上的辐射能量就多，即增益降低；反之，旁瓣越低，分散到旁瓣上的辐射能量就越少，即增益越高。瓣上的辐射能量
23、就越少，即增益越高。由此可见，对于方向图一定（辐射效率一定）的天线，增由此可见，对于方向图一定（辐射效率一定）的天线，增益与主瓣宽度存在固有的关系（包含了旁瓣对增益的影响），益与主瓣宽度存在固有的关系（包含了旁瓣对增益的影响），具体用增益具体用增益瓣宽系数来体现：瓣宽系数来体现：=G G0 022 3dBE3dBE22 3dBH3dBH=20000=200003800038000全向天线增益与垂直波瓣宽度方向图、增益、极化鉴别率的测量方向图、增益、极化鉴别率测量方框图方向图、增益、极化鉴别率测量方框图方向图、增益、极化鉴别率的测量方向图、增益、极化鉴别率的测量测量条件：测量条件：*被测天线与发
24、射天线应处于相同的极化状态。被测天线与发射天线应处于相同的极化状态。*被测天线和源天线的架设：被测天线和源天线的架设：最小的测量距离应为最小的测量距离应为1010，或满足：或满足：L 2L 2（L L1 1+L+L2 2）2 2/式中：式中：L L 被测天线与发射天线的距离被测天线与发射天线的距离m m；L L1 1 发射天线最大尺寸发射天线最大尺寸m;m;L L2 2 被测天线最大尺寸被测天线最大尺寸m m；测试频率波长测试频率波长m m。10 10和和L L两者中取较大者。两者中取较大者。被测天线和发射天线的架设高度，以尽量减小反被测天线和发射天线的架设高度，以尽量减小反射波影响为原则。如
25、果两天线的架高不相同，则应调整测试转台旋转轴的垂直度，射波影响为原则。如果两天线的架高不相同，则应调整测试转台旋转轴的垂直度，使该轴与两天线中心连线垂直。使该轴与两天线中心连线垂直。*测测量量场场地地要要求求：被被测测天天线线应应处处于于自自由由空空间间或或等等同同自自由由空空间间环环境境既既无无回回波波环环境境。其其检检验验方方法法是是：在在被被测测天天线线位位置置处处分分别别垂垂直直于于地地平平面面和和被被测测天天线线与与源源天天线线连连线线方方向向的的平平面面内内，用用标标准准增增益益天天线线或或弱弱方方向向性性天天线线代代替替被被测测天天线线接接收收源源天天线线发发射射的的信信号号，接
26、接收收天天线线分分别别沿沿垂垂直直和和平平行行地地平平面面方方向向移移动动一一定定距距离离，使使得得信信号号接接收收电电平平产产生生多多个个周周期期性性起起伏伏，如如果果这这些些起起伏伏的的峰峰峰峰值值1.51.5dBdB，则则认认为为该该测测量量场场地地是是合合格格的的。否则，应采取必要措施消除测量场地内的回波幅度。否则，应采取必要措施消除测量场地内的回波幅度。*被测天线的相位中心应置于或尽量靠近转台的旋转轴上。被测天线的相位中心应置于或尽量靠近转台的旋转轴上。*测测量量用用信信号号源源、接接收收机机等等测测量量设设备备和和仪仪表表应应具具有有良良好好的的稳稳定定性性、可可靠靠性性、动动态态
27、范围和测量精度，以保证测量数据的正确性。范围和测量精度，以保证测量数据的正确性。天线的电压驻波比电压驻波比是反映天线电压驻波比是反映天线 与馈线匹配状态的指标，是与馈线匹配状态的指标，是 保证天线与设备正常工作的保证天线与设备正常工作的 基本指标。具体定义如下：基本指标。具体定义如下：将天线作为无耗传输线的负将天线作为无耗传输线的负 载时，在传输线上形成的驻载时，在传输线上形成的驻 波分布电压的最大值与最小波分布电压的最大值与最小 值之比。值之比。VSWR=UVSWR=Umaxmax/U/Uminmin对于移动通信系统，一对于移动通信系统，一 般要求天线的驻波比般要求天线的驻波比 1.51.5
28、。驻波比、回波损耗、反射系数的关系VSWR=UVSWR=Umaxmax/U/Uminmin=(1+=(1+v v/(1-/(1-v v)VSWR)VSWR：电压驻波比；电压驻波比；v v=(=(VSWR-1VSWR-1)/()/(VSWR+1VSWR+1)U UmaxmaxU Uminmin：传输线传输线电压驻波最大与最小值；电压驻波最大与最小值；a a(dB)=20LogdB)=20Log vv vv w w：为电压反射系数和功率反射系数；为电压反射系数和功率反射系数；w w=(=(v v)22a a (dB)dB)：以以dBdB为单位的回波损耗；为单位的回波损耗；驻波比与反射功率的关系驻波
29、比与反射功率的关系电压驻波比电压驻波比 电压电压反射系数反射系数传输功率传输功率%反射功率反射功率%1.001.000 01001000 01.101.100.0480.04899.7799.770.230.231.201.200.090.0999.5199.510.490.491.301.300.130.1399.1899.180.820.821.401.400.1670.16798.3198.311.691.691.501.500.20.297.2197.212.792.792.002.000.340.3496964 42.502.500.430.4389891111电压驻波比的测量测测
30、量量 方方 框框 图图驻波比是天线能否使用的基本指标，是生产、检验的必检指标。了解驻波比是天线能否使用的基本指标，是生产、检验的必检指标。了解和掌握测量方法是十分必要的。和掌握测量方法是十分必要的。驻波比测量的注意事项驻波比测量的注意事项：*天线的被测状态应与工作状态完全一致。例如：伪装天线天线的被测状态应与工作状态完全一致。例如：伪装天线必须连带伪装结构一起进行测量。必须连带伪装结构一起进行测量。*被测天线周围的环境会影响测量结果，尤其是导电物体、被测天线周围的环境会影响测量结果，尤其是导电物体、人体不能处在被测天线的主瓣区域内，在不具备无回波室的条人体不能处在被测天线的主瓣区域内，在不具备
31、无回波室的条件时，可用如下方法检测环境是否满足要求：件时，可用如下方法检测环境是否满足要求：被测天线应安装在一个相对无反射，并离开测量设备和测被测天线应安装在一个相对无反射，并离开测量设备和测量人员一定距离的自由空间或模拟自由空间（无回波室），对量人员一定距离的自由空间或模拟自由空间（无回波室），对其检验方法如下：当被测天线（含安装结构）在八个相隔其检验方法如下：当被测天线（含安装结构）在八个相隔45450 0的水平方向上至少移动半个波长及上、下方向上至少移动半个的水平方向上至少移动半个波长及上、下方向上至少移动半个波长时，若驻波比的变化量小于波长时，若驻波比的变化量小于10%10%，则认为被
32、测天线所处的，则认为被测天线所处的测试环境是合格的。否则，应采取必要措施消除被测天线所处测试环境是合格的。否则，应采取必要措施消除被测天线所处环境内的回波幅度。环境内的回波幅度。*仪器校准用的匹配负载，必须用高精度的标准匹配负载。仪器校准用的匹配负载，必须用高精度的标准匹配负载。天线的无源交调 天线的交调产物是：天线作收发共用时，且在发射频带内同时有两个或多个频率天线的交调产物是：天线作收发共用时，且在发射频带内同时有两个或多个频率在工作，当发射信号遇到天线结构中的金属非线性物时会产生许多微弱的高次谐波，在工作，当发射信号遇到天线结构中的金属非线性物时会产生许多微弱的高次谐波，其中有些高次谐波
33、会落在接收频带内，如果这些高次谐波的电平高于接收机灵敏度就其中有些高次谐波会落在接收频带内，如果这些高次谐波的电平高于接收机灵敏度就对正常信号形成干扰。一般要求交调分量要低于接收机灵敏度对正常信号形成干扰。一般要求交调分量要低于接收机灵敏度1010dBdB。无源交调产物不仅存在于天线，馈线和连接器、功分器、定向耦合器、双工器等无源交调产物不仅存在于天线，馈线和连接器、功分器、定向耦合器、双工器等无源器件都会产生交调产物。由于蜂窝系统基站的发射功率较大接收灵敏度高，因此无源器件都会产生交调产物。由于蜂窝系统基站的发射功率较大接收灵敏度高，因此对天、馈和射频无源器件的无源交调指标有严格的要求。标准
34、规定：在被测天线上加对天、馈和射频无源器件的无源交调指标有严格的要求。标准规定：在被测天线上加载载2020W W发射功率时的三阶交调应小于发射功率时的三阶交调应小于-107-107dBmdBm。对于发射带内的频点对于发射带内的频点f f1 1 f f2 2的三阶交调为的三阶交调为:f f3m3m=2f=2f1 1-f f2 2 或或2 2f f2 2-f-f1 1 对于小功率直放站和室内覆盖设备，一般加在天线上的发射功率较小，无源交调对于小功率直放站和室内覆盖设备，一般加在天线上的发射功率较小，无源交调产物也很小，因此，对无源交调的要求不如基站天线严格。产物也很小，因此，对无源交调的要求不如基
35、站天线严格。第二部分移动通信直放站、室内覆盖常用天线 *天线分类 *常用天线介绍 *工程实用知识移动通信直放站常用天线室内覆盖常用天线八木天线八木天线是一种经典的定向天线形式，其最突出的特点是：结构简八木天线是一种经典的定向天线形式，其最突出的特点是：结构简单，对于目前移动通信频段来说，体积小、轻便、易安装、成本低廉等单，对于目前移动通信频段来说，体积小、轻便、易安装、成本低廉等特点。特点。八木天线由一个有源振子；一个反射器振子；若干个引向器振子组八木天线由一个有源振子；一个反射器振子；若干个引向器振子组成。成。有源振子：是八木天线的激励源，其结构形式主要有对称振子和折有源振子：是八木天线的激
36、励源，其结构形式主要有对称振子和折合振子及两者的变形结构。合振子及两者的变形结构。反射器振子：是一个无源振子，当振子长度、间距满足反射器条件反射器振子：是一个无源振子，当振子长度、间距满足反射器条件时，它的作用是使辐射能量朝向引向器一端。时，它的作用是使辐射能量朝向引向器一端。引向器振子：是多个无源振子，当振子长度、间距满足引向器条件引向器振子：是多个无源振子，当振子长度、间距满足引向器条件时，它的作用是使辐射能量在沿引向器轴线方向得到加强，形成端射波时，它的作用是使辐射能量在沿引向器轴线方向得到加强，形成端射波束。束。八木天线的增益取决于有效轴向长度（并非振子数），即：八木天线的增益取决于有
37、效轴向长度（并非振子数），即：G(dBi)=10+10Log(L/G(dBi)=10+10Log(L/)式中：式中：LL有效轴向长度有效轴向长度 工作波长工作波长八木天线的构成短背射天线的构成-1短背射天线的构成-2短背射天线的构成-3栅格抛物面天线栅格反射面结构栅格直径栅格直径=20=20mmmm；栅格间距栅格间距=50=50mmmm；在在0-30-3GHzGHz范围良好范围良好地替代实体反射面地替代实体反射面抛物面天线的构成抛物面天线的增益抛物面天线的增益主要取决于抛物面的口主要取决于抛物面的口面积以及馈源照射效率。面积以及馈源照射效率。对于前馈标准抛物对于前馈标准抛物面天线的增益可按下列
38、面天线的增益可按下列近似公式计算：近似公式计算：G(dBi)=Log(27000/(G(dBi)=Log(27000/(2 2 3dBE3dBE22 3dBH3dBH)平板天线的构成高增益全向天线提高全向天线增益的机理（如图，其中所给增益为理论值）。高增益全提高全向天线增益的机理（如图，其中所给增益为理论值）。高增益全向天线的增益取决于天线的有效高度（并非振子数），对于全串馈几部分串向天线的增益取决于天线的有效高度（并非振子数），对于全串馈几部分串馈结构，更重要的是取决于天线上的电流分布（体现在垂直面方向图上）。馈结构，更重要的是取决于天线上的电流分布（体现在垂直面方向图上）。高增益全向天线的
39、构成全串联结构全串联结构串串-并联结构并联结构全并联结构全并联结构 沿线电流振幅分布底馈底馈全向天底馈全向天线线沿沿线线电电流流振振幅幅分分布布底底馈馈沿线电流振幅分布中 馈全 向天线中馈全向天线中馈全向天线沿沿线线电电流流振振幅幅分分布布全向天线增益与带宽矛盾一、一、几个概念几个概念1 1、宽宽频频带带：这这里里是是指指相相关关标标准准划划分分给给移移动动通通信信系系统统的的使使用用频频段段，例例如如：82482425002500MHzMHz（相相对对带带宽宽100%100%）或或824824960960（相相对对带带宽宽15%15%）；171017102500 2500 MHzMHz（相相
40、对对带带宽宽37%37%）分段。）分段。2 2、单单元元全全向向天天线线：由由一一个个辐辐射射单单元元构构成成的的全全向向天天线线（不不论论何何种种结结构构形形式式）增增益益通通常常为为2 23 3dBidBi，可实现宽频带。例如：吸顶天线等。可实现宽频带。例如：吸顶天线等。3 3、高高增增益益全全向向天天线线：由由两两个个以以上上（含含两两个个）辐辐射射单单元元沿沿垂垂直直方方向向组组阵阵构构成成的的全全向向天天线线，增益增益3 3 dBidBi。据文献记载增益据文献记载增益16 16 dBidBi的高增益全向天线属十分罕见。的高增益全向天线属十分罕见。一、一、高增益全向天线难以实现宽频带原
41、因高增益全向天线难以实现宽频带原因 由由于于高高增增益益全全向向天天线线是是通通过过多多单单元元拼拼阵阵实实现现的的，通通常常阵阵参参数数是是固固定定的的，对对于于不不同同的的工工作频率必然存在色散问题，频率范围愈宽色散问题愈严重。作频率必然存在色散问题，频率范围愈宽色散问题愈严重。由于全向天线的特点，高增益全向天线的拼阵结构通常分为：由于全向天线的特点，高增益全向天线的拼阵结构通常分为：A A、a,a,完完全全串串联联馈馈电电结结构构（结结构构简简单单，频频带带窄窄）；b,b,串串并并馈馈混混合合结结构构（串串馈馈为为主主，结结构构相相对对复复杂杂，频频带带较较A A宽宽）；c,c,完完全全
42、并并联联馈馈电电结结构构（结结构构复复杂杂，频频带带较宽）。较宽）。C C、目目前前82482425002500MHzMHz频频段段高高增增益益全全向向天天线线的的结结构构形形式式主主要要是是形形式式a a、b b两两种种，相相对对带带宽宽在在5%5%15%15%水水平平。形形式式c c复复杂杂程程度度远远远远高高于于形形式式a a、b b，尽尽管管带带宽宽较较a a、b b宽，但与上述宽带要求相差甚远。宽，但与上述宽带要求相差甚远。对于高增益全向天线如何配套宽带系统问题，可采用多天线或组合天线方案。对于高增益全向天线如何配套宽带系统问题，可采用多天线或组合天线方案。第三部分小区覆盖伪装天线解
43、决方案 *伪装方案 *伪装天线介绍绿色网络 清新空间在技术飞速发展、社会迈向现代化的今天，人们一方在技术飞速发展、社会迈向现代化的今天，人们一方面需要先进的科学技术，一方面追求生态文明。二者怎样完面需要先进的科学技术，一方面追求生态文明。二者怎样完美结合？正是移动通信网络运营商、集成商和设备制造商面美结合？正是移动通信网络运营商、集成商和设备制造商面临的新课题。临的新课题。城市里基站密布、天线林立，视觉污染日益严重，小城市里基站密布、天线林立，视觉污染日益严重，小区覆盖不能沿用传统观念，环境如何保护？首当其冲是解决区覆盖不能沿用传统观念，环境如何保护？首当其冲是解决天线伪装问题。天线伪装问题。
44、广州赛乐从实际应用出发，深入现场，与集成商密切广州赛乐从实际应用出发，深入现场，与集成商密切配合，更新理念，克服伪装结构带来的新问题，尝试提出了配合，更新理念，克服伪装结构带来的新问题，尝试提出了多种伪装天线解决方案，供运营、集成、物业、业主各方选多种伪装天线解决方案，供运营、集成、物业、业主各方选择。择。伪装材料与结构形式玻璃钢是制作天线罩的常用材料之一，应该是伪装结构的首选材料，它具有良好的强度；耐老化；可做成各种外形。结构形式：根据全向天线和定向天线的特点来考虑适合那些伪装外形。如：竖直杆状物适合全向天线；箱体结构适合平板定向天线等等。伪装天线介绍天线类型天线类型伪装形式伪装形式适用环境
45、适用环境主要性能主要性能说明说明室内室内全向吸顶天线全向吸顶天线（0.8-2.50.8-2.5G G）吸顶灯吸顶灯（不亮）（不亮）室内室内软、硬天花软、硬天花增益：增益：2.52.5dBidBi；驻波比：驻波比：1.51.5蘑菇蘑菇小区绿地小区绿地室内定向壁挂天线室内定向壁挂天线（0.8-2.50.8-2.5G G）壁画壁画室内室内增增益益：8.018.01dBidBi；驻驻波比：波比：1.51.5室外室外全向天线全向天线（824-896824-896MM）（870-960870-960MM）（824-960824-960MM）路路 灯灯、庭庭 院院灯（可亮）灯（可亮）路路 边边、小小 区区绿
46、地绿地增益：增益：7.00.57.00.5dBidBi；垂直波瓣：垂直波瓣：1616驻波比：驻波比：1.51.5路路灯灯式式全全向向天天线线已已批量供货。批量供货。C/GC/G网网 合合 用用 时时 上上 下下边频性能有所下降。边频性能有所下降。灯灯 箱箱、标标 志志牌（可亮）牌（可亮）空地、路边空地、路边椰树椰树小区绿地小区绿地竹子竹子线槽线槽外墙外墙水水平平波波瓣瓣受受周周围围物物体影响较大。体影响较大。草坪灯草坪灯（可亮）（可亮）小区绿地小区绿地增益：增益：4 45 5dBidBi；垂直波瓣：垂直波瓣：4040天线类型天线类型伪装形式伪装形式适用场合适用场合主要性能主要性能说明说明宽带定
47、向平板天线宽带定向平板天线（0.8-2.50.8-2.5G G）变色龙变色龙外墙外墙增益：增益：8.018.01dBidBi；垂垂直直/水水平平波波瓣瓣：50509090驻波比：驻波比：1.51.5射灯（不亮）射灯（不亮）外外墙墙、楼楼顶顶裙裙墙、空地墙、空地灯箱（可亮）灯箱（可亮）路边、空地路边、空地草坪标语牌草坪标语牌小区绿地小区绿地室外定向平板天线室外定向平板天线（824-960824-960MM）变色龙变色龙外外墙墙、楼楼顶顶裙裙墙墙增益：增益：12.00.512.00.5dBidBi；垂直波瓣：垂直波瓣：2828驻波比：驻波比：1.51.5垂垂直直波波瓣瓣带带电电倾倾角角时时性性能有
48、所下降。能有所下降。可可横横向向安安装装使使用用，极极化化方式为水平极化。方式为水平极化。标语牌标语牌路边、空地路边、空地灯箱（可亮）灯箱（可亮）假石假石*、雕塑、雕塑*小区绿地小区绿地室外定向平板天线室外定向平板天线（1.4-1.551.4-1.55G G）变色龙变色龙外墙外墙增益：增益：9.00.59.00.5dBidBi；垂直波瓣：垂直波瓣：50506060驻波比：驻波比：1.51.5射灯（不亮）射灯（不亮）外外墙墙、楼楼顶顶裙裙墙、空地墙、空地灯箱（不亮）灯箱（不亮）路边、空地路边、空地八木天线八木天线（824-960824-960MM）变色龙变色龙外墙、树丛外墙、树丛增益：增益：10
49、.50.510.50.5dBidBi；垂直波瓣：垂直波瓣：40405050；驻波比：驻波比：1.41.4室内吸顶天线的伪装频率范围：频率范围：824-2500824-2500MHzMHz；增增 益：益：2.52.5dBi dBi；水平波瓣：水平波瓣：360360；垂直波瓣：垂直波瓣：7070吸顶灯（不亮）吸顶灯（不亮）室内壁挂天线的伪装频率范围：频率范围：824-2500824-2500MHzMHz；增增 益：益：8.00.58.00.5dBi dBi；水平波瓣：水平波瓣：7575；垂直波瓣：垂直波瓣：9090室外全向天线的伪装-1路灯（可亮）路灯（可亮）庭院灯（不亮）庭院灯（不亮）频率范围：
50、频率范围：824-896/870-960824-896/870-960MHzMHz；增益：增益：7.00.57.00.5dBi dBi；水平波瓣：水平波瓣：360360；垂直波瓣：垂直波瓣：1616室外全向天线的伪装-2椰树椰树竹子竹子室外全向天线的伪装-3频率范围：频率范围：824-896/870-960824-896/870-960MHzMHz；增益：增益：4-54-5dBi dBi；水平波瓣：水平波瓣：360360；垂直波瓣：垂直波瓣：5050草坪灯草坪灯宽带平板天线的伪装射灯射灯草坪标语牌草坪标语牌频率范围：频率范围：824-2500824-2500MHzMHz；增益：增益：8.00.