移动基站天线有关概念课件.pptx

1、1 1、无线电波的基本知识、无线电波的基本知识 2 2、超短波的传播、超短波的传播 3 3、天线辐射电磁波的基本原理、天线辐射电磁波的基本原理 4、典型的移动基站天线技术指标综述、典型的移动基站天线技术指标综述 5、电磁波安全标准、电磁波安全标准 6、基站天馈系统、基站天馈系统 无线电波无线电波 什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式，什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。这两者又都垂直于传播方向。无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无无线电波和光波一

2、样，它的传播速度和传播媒质有关。无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用公里秒表示。在媒质中的传播速度为：公里秒表示。在媒质中的传播速度为：/，式中式中为传播媒质的相对介电常数。空气的相对介电常数与真为传播媒质的相对介电常数。空气的相对介电常数与真空的相对介电常数很接近，略大于空的相对介电常数很接近，略大于。无线电波无线电波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。因此，无线电波在空因此，无线电波在空气中的传播速度略小于光速气中的传播速度略小于光速，通常我们就认为它等于光，通常我们就认为它等于光速。速。电磁波的

3、传播电磁波的传播电场电场电场电场电场电场振子振子电波传输方向电波传输方向磁场磁场磁场磁场 可用式可用式 /表示。表示。式中，为速度，单位为米式中，为速度，单位为米/秒；秒；为频率，单位为赫芝；为频率，单位为赫芝；为波长，单位为米。为波长，单位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。我们通常使用的聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆其相对介我们通常使用的聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆其相对介电常数电常数约为约为2.12.1，因此，因此，/1.44/1.4

4、4，/1.44/1.44。波长波长无线电波的波长、频率和传播速度的关系无线电波的波长、频率和传播速度的关系 无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波化波。B B l la ah h blahbl

5、ahblah甚麽是天线甚麽是天线?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收集无线电波并产生电信号垂直极化垂直极化水平极化水平极化+45度倾斜的极化度倾斜的极化1.3 天线的极化天线的极化 天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向-45度倾斜的极化度倾斜的极化 两个天线为一个整体两个天线为一个整体V/H(垂直垂直/水平水平)倾斜倾斜(+/-45)传输两个独立的波传输两个独立的波双极化天线双极化天线2 2 超短波的传播超短波的传播 无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同

6、。目前无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同。目前GSMGSM和和CDMACDMA移动通信使用的频段都属于移动通信使用的频段都属于UHFUHF（特高频）超短波段，其高（特高频）超短波段，其高端属于微波。端属于微波。2.1 2.1 超短波和微波的视距传播超短波和微波的视距传播 超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面波衰减很快。超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面波衰减很快。因此也不能依靠地面波作较远距离的传播，它主要是由空间波来因此也不能依靠地面波作较远距离的传播，它主要是由空间波来传播的。空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见的地方。在传播的。空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见

7、的地方。在直视距离内超短波的传播区域习惯上称为直视距离内超短波的传播区域习惯上称为“照明区照明区”。在直视距。在直视距离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。直视距离和发射天线以及接收天线的高度有关系，并受到地直视距离和发射天线以及接收天线的高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。由简单的几何关系式可知球曲率半径的影响。由简单的几何关系式可知 AB3.57(HT+HR)(公里公里)由于大气层对超短波的折射作用，有效传播直视距离为由于大气层对超短波的折射作用，有效传播直视距离为 ABAB4.12 4.12(HT+HR)(公里公里)BARTRRO接收天线高HR发射

8、天线高HT2.2 2.2 电波的多径传播电波的多径传播 电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此，森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此，到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种现象就叫多径传输。种现象就叫多径传输。由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动很大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发很大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变化，因此，有的地方信号场强增强，

9、有的地方信号生变化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不场强减弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。例如：钢筋水泥建筑物对超短波的反射能力比砖墙同。例如：钢筋水泥建筑物对超短波的反射能力比砖墙强。我们应尽量避免多径传输效应的影响。同时可采取强。我们应尽量避免多径传输效应的影响。同时可采取空间分集或极化分集的措施加以对应。空间分集或极化分集的措施加以对应。多径传播与反射多径传播与反射 用分集接收改善信号电平用分集接收改善信号电平2.2.电波的绕射传播电波的绕射传播 电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，电波在传播途径上遇到障

10、碍物时，总是力图绕过障碍物，再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较弱，再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较弱，在高大建筑物后面会形成所谓的在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区阴影区”。信号质量受到影响。信号质量受到影响的程度不仅和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度有关，还的程度不仅和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度有关，还和频率有关。和频率有关。例如一个建筑物的高度为米，在距建筑物米处接收的信号质量几乎不受影响，但在距建筑物米处，接收信号场强将比无高搂时明显减弱。这时，如果接收的是兆赫的电视信号，接收信号场强比无高搂时减弱分贝，当接收兆赫的电视信号时，接

11、收信号场强将比无高搂时减弱分贝。如果建筑物的高度增加到米时，则在距建筑物米以内，接收信号的场强都将受到影响，因而有不同程度的减弱。也就也就是说，频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。相反，频率越是说，频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。相反，频率越低，建筑物越矮、越远，影响越小。低，建筑物越矮、越远，影响越小。因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑对因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑对绕射传播可能产生的各种不利因素绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。，并努力加以避免。3 3 天线辐射电磁波的基本原理天线辐射电磁波的基本原理 导线载有交变电流时，就可以形

12、成电磁波的辐射，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辐射的能力与导线的长短和形状有关.如果导线位置如由于两导线的距离很近，且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。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。当导线的长度远小于波长时，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比拟时，导线上的电流当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子辐

13、射的直导线称为振子。天线可视为一个四端网络天线可视为一个四端网络 同轴线变化为天线同轴线变化为天线 两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一两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。全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。将振子折合波长。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，称为折合振子。起来的，称为折合振子。1/2波长波长一个一个1/2波长的对称振子波长的对称振子 在在800MHz 约约 200mm长长 400MHz 约约 400mm 长长1/4波长波长1/4波长波长1/2波长波长振子振子3.1 对称振子对称振子波长波长 半波振子上的场分布半波振子

14、上的场分布3.2 3.2 天线的输入阻抗天线的输入阻抗 天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。输入阻抗与天线的结构和工作波长有关，基本半波振子，即输入阻抗与天线的结构和工作波长有关，基本半波

15、振子，即由中间对称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（由中间对称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（73.173.142.542.5）欧姆。当把振子长度缩短时，就可以消除其中的电抗欧姆。当把振子长度缩短时，就可以消除其中的电抗分量，使天线的输入阻抗为纯电阻，即使半波振子的输入阻抗为分量，使天线的输入阻抗为纯电阻，即使半波振子的输入阻抗为73.173.1欧（标称欧（标称7575欧）。欧）。3.3 3.3 天线的方向性天线的方向性 天线的方向性是指天线向一定方向辐射电天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言，方向性表示天磁波的能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的电

16、波所具有的接收能力。天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示.方向图可用来说明天线在空间各个方向上所方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。具有的发射或接收电磁波的能力。天线方向图天线方向图天线方向图3.4 天线的工作频率范围天线的工作频率范围(带宽带宽)无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将输送

17、的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。减小，据此可定义天线的频率带宽。有几种不同的定义：有几种不同的定义：一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，就是当天线的输入驻波比就是当天线的输入驻波比1.51.5时，天线的工作带宽。时，天线的工作带宽。在在 820 MHz 1/2 波长波长 为为 180mm,在在890 MHz 为为 170mm 175m

18、m对对 850MHz 将是最佳的将是最佳的该天线的频带宽度该天线的频带宽度=890-820=70MHz 当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降在在 850MHz 1/2 波长振子波长振子最佳最佳在在 890MHz天线振子天线振子在在820MHz 在天线工作频带内在天线工作频带内,天线性能下降不多天线性能下降不多,仍然是可以接受的仍然是可以接受的。顶视顶视侧视侧视3.5 天线的功能天线的功能:控制辐射能量的去向控制辐射能量的去向 在地平面上，为了把信号集中到所需要的地在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把方，要求把“面包圈面包圈”压成扁平的压成

19、扁平的 一个单一的对称振子具有一个单一的对称振子具有“面包圈面包圈”形的方向图形的方向图在这儿增益在这儿增益=10log(4mW/1mW)=6dBd一个对称台振子一个对称台振子假设在接收机中假设在接收机中有1mW功率功率 在阵中有在阵中有4个对称振子个对称振子 在接收机中就在接收机中就有4 mW功率功率 更加集中的信号更加集中的信号对称振子组阵能够控制辐射能构成对称振子组阵能够控制辐射能构成“扁平的面包圈扁平的面包圈”增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。射单元在空间同一点处所

20、产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。小，增益越高。在我们的在我们的“扇形覆盖天线扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。这里这里,“扇形覆盖天线扇形覆盖天线”与单个对称振子相比的增益为与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/1mW)=9dBd“扇形覆盖天线扇形覆盖天线”将在接收机中有将在接收机中有8mW功率功率“全向阵全向阵”例如在接收机中为例如在接收机中为4mW功率功率(顶视)天线天线利用反射板可把

21、辐射能控制聚焦到一个方向利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向 反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线一个单一对称振子一个单一对称振子dipole具具有面包圈形的方向图辐射有面包圈形的方向图辐射 一个各向同性一个各向同性isotropic的的辐射器在所有方向具有相辐射器在所有方向具有相同的辐射同的辐射一个天线与对称振子相比较的增益一个天线与对称振子相比较的增益用用“dBd”表示表示一个天线与各向同性辐射器相比较的一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用增益用“dBi”表示表示例如例如:3dBd =5.17dBi3.6 dBd 和和 dBi的区别的区别2.17dB

22、 对称振子的增益为对称振子的增益为2.17dB 3.7 前后比前后比 方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为，所以对来定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为，所以对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。前向功率前向功率后向功率后向功率以以dB表示的前后比表示的前后比 =10 log 典型值为典型值为 25dB 左右左右目的是有一个尽可能小的反向功率目的是有一个尽可能小的反向功率(前向功率前向功率)(反向功率反向功率)3.8 波束宽度

23、波束宽度方位即水平面方向图120(eg)峰值峰值-10dB点点-10dB点点10dB 波束宽度波束宽度60(eg)峰值峰值-3dB点点-3dB点点3dB 波束宽度波束宽度15(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB32(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB俯仰面即垂直面方向图 在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图，其余的瓣称为副瓣。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，则方向性越的波瓣宽度。称为半

24、功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。好，抗干扰能力越强。一般说来，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增益一般说来，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增益越高。当旁瓣电平及前后比正常的情况下，可用下式近越高。当旁瓣电平及前后比正常的情况下，可用下式近似表示似表示 反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，故反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，故3.9 天线增益与方向图的关系天线增益与方向图的关系HEdBiG5.05.02227000log10HEdBiG5.05.02232000log10 一般说来，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增益一般说来，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增益越高

25、。当旁瓣电平及前后比正常的情况下，可用下式近越高。当旁瓣电平及前后比正常的情况下，可用下式近似表示似表示 反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，故反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，故3.9 天线增益与方向图的关系天线增益与方向图的关系HEdBiG5.05.02227000log10HEdBiG5.05.02232000log10 天线增益与方向图半功率波瓣宽度关系曲线天线增益与方向图半功率波瓣宽度关系曲线 方向图旁瓣显示方向图旁瓣显示上旁瓣抑制上旁瓣抑制下旁瓣抑制下旁瓣抑制 全向天线增益与垂直波瓣宽度全向天线增益与垂直波瓣宽度 9dBd全向天线全向天线 板状天线增益与水平波瓣宽度板

26、状天线增益与水平波瓣宽度90 180 360 半功率波瓣宽度半功率波瓣宽度半波振子半波振子带反射板的半波振子带反射板的半波振子带反射板的两个半波振子带反射板的两个半波振子以半波振子以半波振子为参考的增益为参考的增益0dBd3dBd6dBd理论辐射图理论辐射图3.10 天线波束的下倾天线波束的下倾 为使波束指向朝向地面为使波束指向朝向地面无下倾无下倾电下倾电下倾机械下倾机械下倾天线波束下倾的演示天线波束下倾的演示 用于用于 控制覆盖控制覆盖 减小交调减小交调 两种方法两种方法:-机械的机械的 电的电的波束下倾波束下倾电下倾的产生电下倾的产生无下倾时无下倾时在馈电网络中在馈电网络中路径长度相等路径

27、长度相等有下倾时有下倾时在馈电网络中在馈电网络中路径长度不相等路径长度不相等电下倾情况下的波束覆盖电下倾情况下的波束覆盖无下倾无下倾电下倾电下倾机械下倾情况下的波束覆盖机械下倾情况下的波束覆盖无下倾无下倾机械下倾机械下倾下倾方法的比较下倾方法的比较10电下倾电下倾10机械下倾机械下倾6 电下倾电下倾+4 机械下倾机械下倾4 典型的移动基站天线技术指标综述典型的移动基站天线技术指标综述 频率范围频率范围MHz820-890 频带宽度频带宽度MHz70 增益增益dBi15 极化极化垂直极化垂直极化 阻抗阻抗 50 反射损耗反射损耗dB18 半功率半功率(3dB)方位方位64 俯仰俯仰14 10分贝

28、分贝(10dB)波束宽度波束宽度 方位方位120 俯仰俯仰30 前后比前后比dB30 俯仰上旁瓣抑制俯仰上旁瓣抑制dB-12 俯仰下旁瓣抑制俯仰下旁瓣抑制dB-14 下倾角下倾角(可调可调)2-10 5 电磁波安全标准电磁波安全标准 根据我国国家标准根据我国国家标准GB9175-88“环境电磁波卫生标准环境电磁波卫生标准”，将，将环境电磁波容许辐射强度标准分为二级环境电磁波容许辐射强度标准分为二级:一级标准为安全区，指在该环境电磁波强度下长期居住、一级标准为安全区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群，均不会受到任何有害影响的区域。工作、生活的一切人群，均不会受到任何有害影响的

29、区域。第二级标准为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、第二级标准为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群可能引起潜在性不良反应的区域。对于工作、生活的一切人群可能引起潜在性不良反应的区域。对于300MHz300GHz的微波，的微波，一级标准为：（一级标准为：（10 w/cm2），），二级标准为：（二级标准为：（40 w/cm2），），因此，对于酒店及写字楼应按一级标准设计，对于商场、商因此，对于酒店及写字楼应按一级标准设计，对于商场、商贸中心，可按二级标准设计。贸中心，可按二级标准设计。假设天线的假设天线的EIRP是是10dBm=10mw=10000 w按一级标准计算

30、：允许的功率密度为按一级标准计算：允许的功率密度为10 w/cm2，那么能满足要求的，那么能满足要求的最小距离为：最小距离为：10000 w/4 d2=795.77/d2=10 w/cm2d2=79.577(cm2)8.92 cm 即在距离天线下方即在距离天线下方9cm的地方可满足一级卫生标准。的地方可满足一级卫生标准。假设要求离天线假设要求离天线20cm处为安全区，则最大处为安全区，则最大EIRP为：为：4 d2=4 3.14 202=5024 cm2EIRP=50240 w 50mw=17dBm 这就是我们要求室内分布系统这就是我们要求室内分布系统EIRP在在1015dBm的原因。的原因。

31、而对于商场、机场等非长期居住地区，可按二级标准衡量，其而对于商场、机场等非长期居住地区，可按二级标准衡量，其EIRP也不能超过也不能超过23dBm。在实际设计中，要将天线增益及载波总数一起考虑。我们采用在实际设计中，要将天线增益及载波总数一起考虑。我们采用的吸顶天线为全向，增益为的吸顶天线为全向，增益为2dBi，在，在PT=10dBm时，其一级安全时，其一级安全距离为：距离为：11.3cm，若采用，若采用90 7dBi天线，在天线正前方最大功率天线，在天线正前方最大功率处的一级安全距离为：处的一级安全距离为：20 cm，载波数多时，功率增大，安全距，载波数多时，功率增大，安全距离变小，所以天线

32、应挂于人体触摸不到的地方为佳。实际上，我离变小，所以天线应挂于人体触摸不到的地方为佳。实际上，我国的标准要求十分严格，美国及欧洲标准比我们宽松得多。按照国的标准要求十分严格，美国及欧洲标准比我们宽松得多。按照欧洲标准，在离天线欧洲标准，在离天线1.3cm处已处于安全区，即天线的保护外壳处已处于安全区，即天线的保护外壳以外均能满足安全要求，因此，对适当设计的室内分布系统的电以外均能满足安全要求，因此，对适当设计的室内分布系统的电磁安全问题不必多虑。磁安全问题不必多虑。欧洲、美国及我国标准的对比欧洲、美国及我国标准的对比国国 家家900 MHz1800MHz欧洲（欧洲（CENELEC）F/200=

33、450 w/cm2 900 w/cm2 美国（美国（IEEE）F/150=600 w/cm2 1200 w/cm2 中国中国 10 w/cm2 10 w/cm2 6 基站天馈系统基站天馈系统8防雷保护器防雷保护器主馈线（主馈线（7/8“）5馈线卡馈线卡6走线架走线架4接地装置接地装置3接头密封件接头密封件绝缘密封胶带，绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带绝缘胶带1天线调节支架天线调节支架GSM/CDMA板状天线板状天线抱杆（抱杆（50114mm）2室外跳线室外跳线9室内超柔馈线室内超柔馈线7馈线过线窗馈线过线窗基站主设备基站主设备基站天馈系统示意图基站天馈系统示意图1天线调节支架 用于调整天线的俯仰角

34、度，范围为：015；2 室外跳线 用于天线与7/8主馈线之间的连接。常用的跳线采用1/2 馈线，长度一般为3米。3 接头密封件 用于室外跳线两端接头（与天线和主馈线相接）的密封。常用的材料有绝缘防水胶带（3M2228）和PVC绝缘胶带3M33+）。4 接地装置（7/8馈线接地件）主要是用来防雷和泄流，安装时与主馈线的外导体直接连接在一起。一般每根馈线装三套，分别装在馈线的上、中、下部位，接地点方向必须顺着电流方向。GSM/CDMA基站天馈系统基站天馈系统5 7/8馈线卡子 用于固定主馈线，在垂直方向，每间隔1。5米装一个，水平方向每间隔1米安装一个（在室内的主馈线部分，不需要安装卡子，一般用尼

35、龙白扎带捆扎固定）。常用的7/8卡子有两种；双联和三联。7/8双联卡子可固定两根馈线；三联卡子可固定三根馈线。6 走线架 用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。7 馈线过窗器 主要用来穿过各类线缆，并可用来防止雨水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。8 防雷保护器（避雷器）主要用来防雷和泄流，装在主馈线与室内超柔跳线之间，其接地线穿过过线窗引出室外，与塔体相连或直接接入地网。GSM/CDMA基站天馈系统基站天馈系统9 室内超柔跳线 用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之间的连接，常用的跳线采用1/2超柔馈线，长度一般为23米。由于各公司基站主设备的接口及接口位置有所不同，因此室内超柔跳线与主设备连

36、接的接头规格亦有所不同，常用的接头有7/16DIN型、有N型。有直头、亦有弯头。10 尼龙黑扎带 主要有两个作用：（1）安装主馈线时，临时捆扎固定主馈线，待馈线卡子装好后，再将尼龙扎带剪断去掉。（2）在主馈线的拐弯处，由于不便使用馈线卡子，故用尼龙扎带 固定。室外跳线亦用尼龙黑扎带捆扎固定。11 尼龙白扎带 用于捆扎固定室内部分的主馈线及室内超柔跳线。GSM/CDMA基站天馈系统基站天馈系统二 基站天线的选型原则1关于三阶互调指标关于三阶互调指标2基站天线的选型原则（建议）1 关于三阶互调指标互调的定义互调的定义 互调是指非线性射频线路中，两个或多个频率混合后所产生的噪音信号。互调产生的本来并

37、不存在“错误”信号，此信号会被系统误认为是真实的信号。互调可由有源元件（无线电设备、二极管）或无源元件（电缆、接头、天线、滤波器）引起。具有两个载波信号的互调失真频率实例具有两个载波信号的互调失真频率实例频率A及B上的载波，产生如下互调信号：1阶：A，B2阶：（A+B），（A-B）3阶：（2AB），（2B A）4阶：（3AB），（3B A），（2A2B）5阶：（4AB），（4B A），（3A2B），（3B 2A）互调失真如何影响系统的性能？互调失真如何影响系统的性能？较高功率的发射信号通常会混合产生互调信号，最后进入接收波段。而基站天线接收的信号通常功率较低。如果互调信号与实际的接收信号具有相

38、近或较高的功率，系统会误把互调信号视为真实信号。GSM系统实例：系统实例：三阶互调失真信号（A=935MHz，B=960MHz)2A-B=1870-960=910MHz 2B-A=1920-935=985MHz A及B代表GSM发射频率 2A-B进入GSM接收波段，带来问题。五阶互调失真信号（A=935MHz，B=954MHz在中国移动GSM的下行频段内）3A-2B=2805-1908=897MHz（在中国移动GSM上行频段内）互调失真如何影响系统的性能？互调失真如何影响系统的性能？在系统将互调信号视为真实的接收信号的情况下，将带来如下问题：信号丢失、虚假信道繁忙、语音质量下降、系统容量受限

39、这意味着：销售利润减少 虽然大部分移动用户可以容忍语音质量下降，但信号丢失及信道繁忙常常都会 令用户不满。互调是如何产生的？互调是如何产生的？构件材料 因为磁滞的关系，铁质材料是属非线性的 材料不纯 电镀问题 接触区域/电流密度 触点压力 根据基站覆盖类型大致分为：根据基站覆盖类型大致分为：（一）（一）话务量高密集市区话务量高密集市区 （二）（二）县城及城镇地区县城及城镇地区 （三）（三）乡镇地区乡镇地区 （四）（四）在铁路或公路沿线及乡镇在铁路或公路沿线及乡镇2 2 基站天线选型原则基站天线选型原则(建议建议)根据天线高度、基站距离，可由下式计算出天线倾角公式：根据天线高度、基站距离，可由下

40、式计算出天线倾角公式：arcarch/（r/2）（式中（式中 为波束倾角为天线高度，为站间距离）为波束倾角为天线高度，为站间距离）（1）对话务量高密集区，基站间距离）对话务量高密集区，基站间距离300-500米，计算得出米，计算得出 大约在大约在1019之间。采用内置电下倾之间。采用内置电下倾9的的+45双极化水平半功率瓣宽双极化水平半功率瓣宽65定向天线定向天线。再加上机械可变再加上机械可变15的倾角，可以保证方向图水平半功率宽度在主瓣下倾的倾角，可以保证方向图水平半功率宽度在主瓣下倾1019内无变化。经使用证明完全可满足对高密集市区覆盖且不干扰的内无变化。经使用证明完全可满足对高密集市区覆

41、盖且不干扰的要求。要求。（2）对话务量中密集区，基站间距离大于）对话务量中密集区，基站间距离大于500米，米，大约在大约在616之间可之间可选择选择+45双极化，内置电下倾双极化，内置电下倾6的水平半功率瓣宽的水平半功率瓣宽65定向天线定向天线，可以保，可以保证主瓣在下倾的证主瓣在下倾的616内水平半功率宽度无变化。可满足对中密话区覆盖内水平半功率宽度无变化。可满足对中密话区覆盖且不干扰的要求。且不干扰的要求。（3）对话务量低密集区，基站间距离可能更大一些，）对话务量低密集区，基站间距离可能更大一些，大约在大约在313之之间。可选择间。可选择+45双极化，内置电下倾双极化，内置电下倾3的水平半

42、功率瓣宽的水平半功率瓣宽65定向天线定向天线，可保证主瓣在下倾的可保证主瓣在下倾的313内水平半功率宽度无变化，可满足对低密话区内水平半功率宽度无变化，可满足对低密话区覆盖且不干扰的要求。覆盖且不干扰的要求。（一）（一）话务量高密集市区话务量高密集市区 话务量不大，主要考虑覆盖大的要求，基站间距很大，可以选用单话务量不大，主要考虑覆盖大的要求，基站间距很大，可以选用单极化，空间分集，增益较高的（极化，空间分集，增益较高的（17dB）65定向天线定向天线（三扇区）、或（三扇区）、或17dB90定向天线定向天线(双扇区，如下图双扇区，如下图)。（二）（二）在县城及城镇地区在县城及城镇地区 话务量很

43、小，主要考虑覆盖，基站大都为全向站，天线话务量很小，主要考虑覆盖，基站大都为全向站，天线可选高增益全向天线可选高增益全向天线。根据基站架设高度，可选择主波束。根据基站架设高度，可选择主波束下下 倾倾3、5、7 的全向天线。的全向天线。（三）（三）在乡镇地区在乡镇地区（1）双扇区型，两个区）双扇区型，两个区180划分，可选择单极化。划分，可选择单极化。3dB波瓣宽度为波瓣宽度为90最大增最大增益为益为1718dBi的定向天线的定向天线，两天线背向，最大辐射方向各向高速路的一个方向。，两天线背向，最大辐射方向各向高速路的一个方向。其合成方向图为下左图：其合成方向图为下左图：（2）公路双向天线：沿公

44、路、铁路，若话务量很小，采用全向站的配置，天线）公路双向天线：沿公路、铁路，若话务量很小，采用全向站的配置，天线可采用全向天线变形的双向天线可采用全向天线变形的双向天线，它的双向，它的双向3dB波瓣宽度为波瓣宽度为70，最大增益为，最大增益为14dBi。其方向图为下右图：。其方向图为下右图：（四）（四）在铁路或公路沿线及乡镇，可选择三种天线在铁路或公路沿线及乡镇，可选择三种天线（3）公路兼镇天线：对于既要覆盖铁路、公路，又要覆盖乡镇的小话务量地）公路兼镇天线：对于既要覆盖铁路、公路，又要覆盖乡镇的小话务量地区，采用全向站的配置，天线采用区，采用全向站的配置，天线采用210、13dBi的弱定向天线兼顾铁路、公路的弱定向天线兼顾铁路、公路和路边乡镇的需要。其方向图为：和路边乡镇的需要。其方向图为：