无线通信基本知识 训练段.ppt

1、20152015年年3 3月月赵经纬赵经纬 武汉训练段综合维修岗位武汉训练段综合维修岗位 无线通信基本知识 一、无线通信概念和特点 二、无线通信系统组成 三、无线通信的工作方式 四、无线电波的频段和波段 五、无线电波的传播特性 六、无线通信的主要技术 七、天线 无线通信基本知识 一、无线通信概念和特点 二、无线通信系统组成 三、无线通信的工作方式 四、无线电波的频段和波段 五、无线电波的传播特性 六、无线通信的主要技术 七、天线 无线通信的概念和特点 无线通信的概念 l 根据传递信息的媒介不同，现代通信可以分 为有线通信和无线通信两大类。 l 有线通信：利用导线（如电缆、光缆等）作 为传输媒质

2、的通信方式。 l 无线通信：利用电磁波在空间的传播进行信 息的传递的一种通信方式。 无线通信的概念和特点 大家想象一下 无线电信号在空间中传播会是什么样子呢？ 麦克斯韦，英国物理学家、数学家。 1873年出版的论电和 磁，也被尊为继牛顿自 然哲学的数学原理之后的 一部最重要的物理学经典。 麦克斯韦被普遍认为是对物 理学最有影响力的物理学家 之一。没有电磁学就没有现 代电工学，也就不可能有现 代文明。 赫兹赫兹（HertzHertz，18571857 18941894），德国物理学家，于），德国物理学家，于 18881888年首先证实了电磁波的年首先证实了电磁波的 存在。频率的国际单位制单存在。

3、频率的国际单位制单 位赫兹以他的名字命名。位赫兹以他的名字命名。 马可尼，意大利无线电工程师，企业家，实用无线电报通信的 创始人。1897年，在伦敦成立“马可尼无线电报公司”。1909年他 与布劳恩一起得诺贝尔物理学奖，被称作“无线电之父。 无线通信的概念和特点 l 常见的无线通信方式有移动通信、微波通信、广播 电视和卫星通信等。 无线通信的概念和特点 无线通信的特点 l 跨越空间的能力强（短则百米，长可达数千、 数万公里） l 信息容量大（在较高频率上）、传输速度快 （相较光缆而言） l 可实现移动通信 l 无线电波传播情况复杂 无线通信基础 一、无线通信概念和特点 二、无线通信系统组成 三

4、、无线通信的工作方式 四、无线电波的频段和波段 五、无线电波的传播特性 六、无线通信的主要技术 七、天线 无线通信系统组成 发射机 发射机的主要作用是将所要传送的信号首先用载波信号进 行调制，形成已调载波；已调载波信号经过变频（有的发射 机不经过这一步骤）成为射频信号，送至功率放大器，经功 率放大器放大后送至天线（含馈线）。 无线通信系统组成 天线与馈线 天线主要作用是把射频信号变成电磁波或者把电磁波变成 射频信号。馈线的主要作用是把发射机输出的射频信号高效 地送至天线或者把天线接收的信号送至接收机。 无线通信系统组成 接收机 接收机的主要作用是把天线接收下来的射频载波信号首先 进行低噪声放大

5、，然后经过变频（一次、两次甚至三次变频 ）、中频放大和解调后还原出原始信号，最后经低频放大器 放大输出。 低频 高频 模拟无线通信系统组成 语音语音 信源译码信源译码 信道译码信道译码 解交织解交织 突发分解突发分解 解密解密 解调解调 均衡均衡 语音语音 数字化与信源编码数字化与信源编码 信道编码信道编码 调制调制 加密加密 突发形成突发形成 交织交织 第一步第一步 第二步第二步 第三步第三步 第四步第四步 传输传输 第五步第五步 第六步第六步 分集分集 数字无线通信系统 无线通信系统组成 无线通信基础 一、无线通信概念和特点 二、无线通信系统组成 三、无线通信的工作方式 四、无线电波的频段

6、和波段 五、无线电波的传播特性 六、无线通信的主要技术 七、天线 单工单工 是指通信双方设备交替地进行收信和发信的工作方式。是指通信双方设备交替地进行收信和发信的工作方式。 发射机发射机 接收机 接收机 f1 f1(f2) f1(f2) f1 发话器 发话器 受话器受话器 PTTPTT 无线通信的工作方式 双工双工 是指通信双方收发信机均同时工作，即任一方讲话是指通信双方收发信机均同时工作，即任一方讲话 时，都可以听到对方的语音。时，都可以听到对方的语音。 发射机发射机 接收机 接收机 f1 f2 f2 f1 AB 发话器 发话器 受话器 受话器 天线共用器 无线通信的工作方式 半双工半双工

7、是指通信双方，有一方使用双工方式，而另一方则是指通信双方，有一方使用双工方式，而另一方则 采用双频单工方式。采用双频单工方式。 发射机发射机 接收机 接收机 f1 f2 f2 f1 AB 发话器 发话器 受话器 受话器 天线 共用器 PTT 无线通信的工作方式 无线通信基础 一、无线通信概念和特点 二、无线通信系统组成 三、无线通信的工作方式 四、无线电波的频段和波段 五、无线电波的传播特性 六、无线通信的主要技术 七、天线 无线电波的频段和波段 无线电波属于一种电磁波 无线电波的波长、频率和波速 v = f 或 = v /f 或 f = v / 波长越短，频率越高；波长越长，频率越低。 无线

8、电波的频段和波段 电磁波的划分 范围 波长(cm) 频率(Hz) 无线电波30 109 微波300.1 110931011 远红外0.1510-3 3101161012 中红外610-32.510-4 610121.21014 近红外2.510-47.810-5 1.210143.81014 可见光7.810-53.810-5 3.810147.91014 近紫外线3.810-5210-5 7.910141.51015 远紫外210-510-6 1.5101531016 射线10-610-83101731019 射线10-8 31019 注：可见光的波长范围在0.770.39微米之间。0.77

9、0.622微米，红色； 0.6220.597微米，橙色；0.5970.577微米，黄色；0.5770.492微米，绿色； 0.4920.455微米，蓝靛色；0.4550.39微米，紫色。 光纤频段光纤频段 无线电波的频段和波段 无线电波的划分 段号 频带名称 频率范围 波长范围 波段名称 1 极低频 3-30Hz 10010Mm（108107m） 极长波 2 超低频 30-300Hz 101Mm（107106m） 超长波 3 特低频 300-3000Hz 1000100km（106105m） 特长波 4甚低频VLF 3-30KHz10010km（105104m） 甚长波 5 低频LF 30-3

10、00KHz 101km（104103m） 长波 6 中频MF 300-3000KHz1000100m（103102m） 中波 7 高频HF 3-30MHz10010m（10210m） 短波 8甚高频VHF 30-300MHz101m 超短波（米波） 9特高频UHF 300-3000MHz10.1m（110-1m） 分米波 10 超高频SHF 3-30GHz 101cm（10-110-2m）厘米波 11 极高频EHF 30-300GHz101mm（10-210-3m） 毫米波 12至高频 300-3000GHz10.1mm（10-310-4m） 丝米波 微 波 移动移动 通信通信 频段频段 无线

11、通信基础 电磁波除了用于通信还有哪些作用呢？ 无线通信基础 一、无线通信概念和特点 二、无线通信系统组成 三、无线通信的工作方式 四、无线电波的频段和波段 五、无线电波的传播特性 六、无线通信的主要技术 七、天线 一般特征 l 开放性信道 电波易受外界因素影响 （距离、频率、地形地 物、天气、干扰、噪声 等） 容易泄密 1. 移动通信信道的特征 一般特征 l 终端的随机移动 管理控制复杂 设备性能要求高 1. 移动通信信道的特征 铁路移动信道的特征 l 覆盖范围既要面状覆盖又要链状覆盖； 1. 移动通信信道的特征 铁路移动信道的特征 l 铁路沿线地形复杂，无线电传播环境恶劣 1. 移动通信信道

12、的特征 铁路移动信道的特征 l 列车的快速移动 1. 移动通信信道的特征 铁路移动信道的特征 l 用户密度不均匀 1. 移动通信信道的特征 主要有主要有空间波空间波（直射、反射、折射、散射、绕直射、反射、折射、散射、绕 射射）、地面波、天波、地面波、天波等。等。 2. 无线电波传播方式 传波损耗用来衡量电磁波在传播过程中产生的 能量衰减的大小。 自由空间传播：指天线周围为无限大真空时的 电磁传播，它是理想传播条件。 电波在自由空间中以直射波方式进行传播（电波从发 射天线直接传播到接收天线），其能量既不会被障碍 物所吸收，也不会被反射或散射。 3. 无线电波的传播损耗 当电波在自由空间经过一段路

13、径传播之后，能量仍 会受到衰减，这是由于电波能量的扩散而引起的。 3. 无线电波的传播损耗 自由空间传播损耗： )(lg20)(lg2044.32)(MHzfKmddBL fs 传播距离越远，自由空间传播损耗越大； 工作频率越高，自由空间传播损耗越大。 3. 无线电波的传播损耗 移动通信中不仅有自由空间的路径损耗，还 有附加传播路径的损耗（反射、散射、绕射、 屏蔽、阻挡、吸收等引起）。 传播损耗与小区的覆盖范围、通信质量是密 切相关的。 3. 无线电波的传播损耗 多径传播: 到达接收点的电磁波存在多条不同 的路径，这种现象叫做多径传播。 4. 多径效应 多径传播的影响多径传播的影响-多径衰落多

14、径衰落 4. 多径效应 多径传播会使得 接收信号的幅度和 相位产生快速的起 伏变化，即衰落。 由于是多径传播 引起的，所以称为 多径衰落。由于这 种衰落导致接收信 号的快速起伏，故 也称为快衰落。 多径传播的影响多径传播的影响-多径时延多径时延 因多径传播造成信号时间扩散的现象，称为多径因多径传播造成信号时间扩散的现象，称为多径 时延时延（时延扩展）。（时延扩展）。 时延扩展时延扩展 码间串扰码间串扰 降低降低传输速率传输速率 通常，数字信号传输速率通常，数字信号传输速率RC应满足：应满足： 为时延扩展宽度。为时延扩展宽度。 2 1 cR 4. 多径效应 5. 阴影效应 当电波在传播路径上遇到

15、障碍物阻挡时，在障碍物的后 面就会形成信号场强较弱的阴影区，这称为阴影效应。 由阴影效应引起的衰落称为阴影衰落。这种衰落使接收 信号场强中值随着所处位置改变而呈现较慢变动，故又 称为慢衰落。 5. 阴影效应 接收的信号 6. 多普勒频移 多普勒(1803-1853) ，奥 地利物理学家，数学家和天文 学家。他因发现 “多普勒效应 ” 而闻名于世。 当发射源与接收体之间存在相对运动时，接收体接收 的发射源发射信息的频率与发射源发射信息频率不相 同，这种现象称为多普勒效应，接收频率与发射频率 之差称为多普勒频移。 表示移动速度；表示波长；表示入射波与移动台移 动方向之间的夹角，fd 表示多普勒频移

16、值。 cos d f 6. 多普勒频移 6. 多普勒频移 基站发：930M，基站收:885M 假设频移1M，移动台收929M，移动台发929 45 = 884M 频偏1M，基站收883M 影响移动通信环境的因素是多方面的，这使得传输信影响移动通信环境的因素是多方面的，这使得传输信 号的精度是无法预知的。号的精度是无法预知的。 在实际中计算传播损耗时往往是根据场强变化的测量在实际中计算传播损耗时往往是根据场强变化的测量 结果来建立数学模型，再通过数学模型估算传播损耗结果来建立数学模型，再通过数学模型估算传播损耗 的范围，从而确定网络的覆盖。的范围，从而确定网络的覆盖。 常用的常用的电波传播损耗预

17、测模型电波传播损耗预测模型有有OkumuraOkumura模型、模型、 Okumura-HataOkumura-Hata模型、模型、COST-231 HataCOST-231 Hata模型、对数阴影模型、对数阴影 模型、模型、CCIRCCIR模型、模型、LEELEE模型以及模型以及COST-231 Walfisch-COST-231 Walfisch- IkegamiIkegami模型。模型。 7. 传播模型 Okumura模型 曲线图表示，频率1501500MHz，半 径120km Okumura-Hata模型 便于计算机计算的公式，应用条件同 上 COST-231 Hata模型 频率扩展至

18、2000MHz，宏蜂窝 Walfisch-Ikegami模型 微蜂窝 SPM标准传播模型 150MHz2GHz，各种无线环境 7. 传播模型 Lees Criteria 李氏准则 采样标准：在40个波长内 采样3650个点 CW连续波测试 同频干扰 同频干扰是相同频率之间产生的干扰，主要是由 于同频道再用引起的。 8. 干扰 0 1 i i i I S I C 在在GSM-R中，满足最小服务质量的中，满足最小服务质量的C/I门限值为门限值为9dB。 解决同频干扰的措施 定向天线覆盖。使用定向天线可以减少同频干扰的 小区数i0，从而提高接收信噪比，减小同频干扰。 优化同频复用距离和频率分配方案。

19、根据传播环境 和业务量的变化情况，调整同频复用距离和频率分 配方案，以适应不同的C/I。 天线高度和倾角的调整。调整天线高度和倾角可以 改变小区的覆盖范围和小区形状，减小同频干扰。 8. 干扰 邻道干扰 相邻或邻近的频道之间产生的信号干扰称为邻道 干扰。 邻道干扰的产生主要是因为接收滤波器的阻带衰 减不够陡峭而引起了相邻频带信号的泄漏。 8. 干扰 8. 干扰 滤波器滤波器1 1滤波器滤波器2 2 滤波器滤波器3 3滤波器滤波器1 1滤波器滤波器2 2 滤波器滤波器3 3 减小邻道干扰的措施 增加带外信号的衰减 提高滤波器的精度 合理的信道分配 8. 干扰 互调干扰 当两个或多个信号同时进入到

20、发射机或接收机时 ，由于电路的非线性作用，这两个或多个信号的 组合频率有时会恰好等于或接近有用信号的频率 而顺利通过接收机，从而造成对有用信号的干扰 ，这种干扰就称为互调干扰。 8. 干扰 互调干扰中以三阶互调干扰最为严重。 2f1f2、 f1 + f2 f3 8. 干扰 减小互调干扰的主要措施 采用具有平方律特性的器件（如结型场效应管） 提高前端电路的选择性 增大耦合损耗 合理配置频道等 8. 干扰 无线通信基础 一、无线通信概念和特点 二、无线通信系统组成 三、无线通信的工作方式 四、无线电波的频段和波段 五、无线电波的传播特性 六、无线通信的主要技术 七、天线 蜂窝系统中是以信道来区分通

21、信对象的，一个信道蜂窝系统中是以信道来区分通信对象的，一个信道 只容纳一个用户进行通话，只容纳一个用户进行通话，许多同时通话的用户，许多同时通话的用户， 互相以信道来区分互相以信道来区分，这就是多址。，这就是多址。 解决多址问题的方法叫做多址技术。解决多址问题的方法叫做多址技术。 多址技术按照频率、时隙、码型和空间角度主要分多址技术按照频率、时隙、码型和空间角度主要分 为频分多址（为频分多址（FDMA）、时分多址（）、时分多址（TDMA）和码分）和码分 多址（多址（CDMA）和空分多址（）和空分多址（SDMA）四种。）四种。 1. 多址技术 1. 多址技术 频分多址（频分多址（FDMAFDMA

22、） FDMA是将整个频段划分为若干个频道，每一个是将整个频段划分为若干个频道，每一个 用户分配一个频道。（按频道划分用户，频带独用户分配一个频道。（按频道划分用户，频带独 享、时间共享）享、时间共享） 1. 多址技术 MSCMSC 移动交换中心移动交换中心 基站（基站（BS） MS1 MS3 MS2 f2 f1 f3 f2 f1 f3 f2 f1 f3 FDMA 1. 多址技术 频分多址（频分多址（FDMAFDMA） FDMA信道的相对带宽较窄（信道的相对带宽较窄（25kHz或或30kHz）。）。 基站复杂庞大，重复设置收发信设备。基站有多基站复杂庞大，重复设置收发信设备。基站有多 少信道，就

23、需要多少部收发信机。少信道，就需要多少部收发信机。 每个信道的最大比特率是固定的、较低的，不能每个信道的最大比特率是固定的、较低的，不能 适应信息的比特率可变的需求。适应信息的比特率可变的需求。 越区切换较为复杂和困难。在越区切换时，必须越区切换较为复杂和困难。在越区切换时，必须 瞬时中断传输数十至数百毫秒，以把通信从一频瞬时中断传输数十至数百毫秒，以把通信从一频 率切换到另一频率去。率切换到另一频率去。 1. 多址技术 时分多址（时分多址（TDMATDMA） TDMA是在一个无线载波上，把时间分成周期性的是在一个无线载波上，把时间分成周期性的 帧，每一帧再分割成若干时隙，每个时隙就是一个帧，

24、每一帧再分割成若干时隙，每个时隙就是一个 通信信道，分配给一个用户。（按时隙划分用户，通信信道，分配给一个用户。（按时隙划分用户， 时隙独享、频率共享）时隙独享、频率共享） 1. 多址技术 MSCMSC 移动交换中心移动交换中心 基站（基站（BS） MS1 MS3 MS2 TS2TS1TS3 TS2 TS1 TS3 f1 TDMA 1. 多址技术 时分多址（时分多址（TDMATDMA） 突发传输的速率高。突发传输的速率高。 需要较高的同步开销。需要较高的同步开销。 基站复杂性减小。基站复杂性减小。N个时分信道共用一个载波，个时分信道共用一个载波， 占据相同带宽，只需一部收发信机。占据相同带宽，

25、只需一部收发信机。 抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量大。抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量大。 TDMA允许灵活的比特率允许灵活的比特率 越区切换简单。由于在越区切换简单。由于在TDMA中移动台是不连续中移动台是不连续 的突发式传输，它可以利用空闲时隙监测其他基的突发式传输，它可以利用空闲时隙监测其他基 站，这样越区切换可在无信息传输时进行。站，这样越区切换可在无信息传输时进行。 1. 多址技术 码分多址（码分多址（CDMACDMA） CDMA系统为每个用户分配了各自特定的地址码，系统为每个用户分配了各自特定的地址码， 利用公共信道来传输信息。（按码型划分用户，利用公共信道来传输信息。（

26、按码型划分用户， 时隙时隙/频率共享）频率共享） 1. 多址技术 MSCMSC 移动交换中心移动交换中心 基站（基站（BS） MS1 MS3 MS2 c2 c1 c3 c2 c1 c3 f1 c2 c1 c3 CDMA 1. 多址技术 码分多址（码分多址（CDMACDMA） 容量大容量大 抗干扰强抗干扰强 保密性好保密性好 软切换软切换 1. 多址技术 GSM-RGSM-R系统采用的那种多址技术？系统采用的那种多址技术？ 1. 多址技术 频分双工（频分双工（FDDFDD） 频分双工（频分双工（FDD），即发射机和接收机同时在不），即发射机和接收机同时在不 同的频率上工作。上行和下行信道分开以阻

27、止同的频率上工作。上行和下行信道分开以阻止 发射机对接收机的干扰。发射机对接收机的干扰。 时分双工（时分双工（TDDTDD） 时分双工（时分双工（TDD）方式，在同一频率上，传输方）方式，在同一频率上，传输方 向按时间自动交替进行。向按时间自动交替进行。 2. 双工技术 2. 双工技术 将要发送的信号“加载”到高频信号上的过程 称为“调制”。 从加载有原始信号的高频信号上将原始信号提 取出来的过程称为“解调”。 3. 调制 调制器 发送信号 载波信号 已调信号 信 道 解调器 原始信号 载波信号 已调信号 调制技术的作用 适应信道特性 便于天线的制作 实现多路复用 3. 调制 按照调制信号的形

28、式，调制可分为模拟调制和 数字调制。 模拟调制是利用输入的模拟信号直接调制（或改变） 载波的振幅、频率或相位，从而得到调幅（AM）、调 频（FM）或调相（PM）信号。 3. 调制 数字调制是利用数字信号来控制载波的振幅、频率或 相位。数字调制的基本类型分为幅移键控（ASK）、 频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。 3. 调制 此外，还有许多由基本调制类型改进或综合 而获得的新型调制技术，如MSK、GMSK、QPSK 、QAM、OFDM等。 3. 调制 GMSK（高斯最小频移键控） FSKMSK GMSK 频谱利用率高频谱利用率高 抗多径、抗衰落性能强抗多径、抗衰落性能强 带外辐射小带外辐射

29、小 3. 调制 高斯滤波器FM调制器 数字序列数字序列GMSK信号信号 分集接收 是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立（携 带同一信息）的信号进行合并处理，以降低衰落的 办法。 4. 分集接收 4. 分集接收 分集方式 空间分集：在任意两个不同的位置上接收同一信号，只要两个 位置的距离大到一定程度，则两处所接收信号的衰落是不相关 的。 频率分集：将要传输的信息分别以不同的载频发射出去，只要 载频之间的间隔足够大，那么在接收端就可以得到衰落特性不 相关的信号。 时间分集：同一信号在不同的时间区间多次重发，只要各次发 送的时间间隔足够大，那么各次发送信号所出现的衰落将是彼 此独立的。 极化分集

30、：将同一信号以不同的极化方式发射出去。 4. 分集接收 合并方式 选择式合并：检测所有分集支路信号，以选择其中 信噪比最高的那一个支路作为合并器的输出。 最大比值合并：对各路信号加权，然后相加。 等增益合并：各支路的信号是等增益相加的。 4. 分集接收 无线通信基础 一、无线通信概念和特点 二、无线通信系统组成 三、无线通信的工作方式 四、无线电波的频段和波段 五、无线电波的传播特性 六、无线通信的主要技术 七、天线 天线的作用是辐射和接收 无线电波。 发射时，把高频电流转换为 电磁波 接收时，把电磁波转换为高 频电流 1. 天线作用 变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电 场。电场

31、和磁场相互激发，以一定的速度传播，就形成 了电磁波。 电磁波的传播是有方向的，其传播方向和电场、磁场相 互垂直。 2. 天线原理 如果将两导线张开，由于两导线的电流方向相同，由两 导线产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。 当导线的长度增大到可以和波长相比拟时，导线上的电 流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。 辐射的能力与导线的长短和形状有关。 2. 天线原理 带宽 是用来描述天线处于良好的工作状态下的频率范围。 带宽定义 天线增益下降3dB时的频带宽度 在规定的驻波比下（1.5）天线的工作频带宽度。 3. 天线的基本特性 方向性 天线的方向性用于表示天线在空间各个方向发射或接 收能力的高

32、低。 方向性可用方向图来表示。天线的辐射电磁场在固定 距离上随角坐标分布的图形，称为方向图。 通常应用的是垂直面方向图和水平面方向图。 3. 天线的基本特性 在方向图中，包含所需最大辐射方向的辐射波瓣叫天线主瓣， 也称天线波束。 主瓣之外的波瓣叫旁瓣（也称副瓣或边瓣）。 与主瓣相反方向上的旁瓣叫后瓣。 3. 天线的基本特性 主瓣的两个半功率点之间的夹角称为天线方向图的波束宽度， 也称为半功率（角）波束宽。 主瓣波束宽度越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。在讨论 天线性能时经常考虑其3dB、10dB波束宽度。 3. 天线的基本特性 3. 天线的基本特性 天线增益 天线增益是用来衡量天线朝一个特定

33、方向收发信号的 能力 天线增益的定义 一种是指在相同的输入功率条件下，方向性天线在最大辐射 方向上产生的辐射功率比假想的无方向性天线产生的辐射功 率高出的分贝数，单位用dBi； 另一种是比半波振子天线在其最大辐射方向上产生的辐射功 率高出的分贝数，单位用dBd表示。 两者之间的关系是：dBidBd+2.15。 3. 天线的基本特性 3. 天线的基本特性 增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度 增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围 一般地，GSM-R定向基站的天线增益为18dBi，全向基站的天线增益为 11dBi。 输入阻抗 是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。一般移动 通信天

34、线的输入阻抗为50。 天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电 阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反 射，馈线上没有驻波。 3. 天线的基本特性 输入阻抗 是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。一般移动 通信天线的输入阻抗为50。 天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电 阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反 射，馈线上没有驻波。 3. 天线的基本特性 当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线 特性阻抗时，将有部分传输能量被反射回去形成反射 波。 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为 最大电压振幅max，形成波腹；而在入射波和反射 波相位相反的地

35、方，电压振幅相减为最小电压振幅 min，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波 节之间。这种合成波称为行驻波。 3. 天线的基本特性 反射波电压和入射波电压幅度之比叫作反射系数，记为R： 其中，ZL为天线输入阻抗，ZO为馈线的特性阻抗。 波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比， 记为VSWR： VSWR是大于1的数值。驻波比等于1表示天线的输入阻抗等于馈 线的特性阻抗，两者完全匹配。驻波比大于1表示天线的输入阻 抗不等于馈线的特性阻抗。驻波比越大，反映天线输入阻抗偏 离理想值越多。 3. 天线的基本特性 OL OL 入射波幅度 反射波幅度 R R1 R1 V V min ma

36、x 波节电压幅度 波腹电压幅度 VSWR 天线的极化 就是指天线辐射时形成的电场强度方向。 当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极 化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为 水平极化波。 发射或接收垂直极化波的天线称为垂直极化天线；发 射或接收水平极化波的天线称为水平极化天线。 此外，还有45和45两种极化天线。 3. 天线的基本特性 3. 天线的基本特性 根据天线的辐射方向图，基站天线可分为全向天线和定 向天线。 全向天线在水平各个方向上功率均匀地辐射，在垂直方向图上 表现为有一定宽度的波束。全向天线典型的增益值是69dBd。 定向天线在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，在垂

37、直方 向图上表现为有一定宽度的波束。定向天线的典型增益值是9 16dBd。 4. 天线的分类 根据天线极化方式的不同，基站天线可分为单极化天线 和双极化天线。 单极化天线只发送和接收一种极化方式的电波。单极化天线又 分为垂直极化天线和水平极化天线，移动通信中一般使用垂直 极化天线。 双极化天线将两种极化方式组合在一副天线中。两副极化方向 相互正交，同时工作在收发双工模式下。 4. 天线的分类 采用天线阵列，根据信号的空间特性，能够自适应调整 加权值，以调整其方向圆图，形成多个自适应波束，达 到抑制干扰、提取信号目的的天线。 5. 智能天线 智能天线的特点 5. 智能天线 思考题 1无线通信的三种工作方式的定义。 2多径效应、快衰落、脉冲展宽、阴影效应、慢衰落、分 集技术。 3. 干扰的分类和定义。 4. 天线增益：dBd 与 dBi。 5.驻波比的含义和要求。 6.多普勒频移的定义。