天線知識引見目錄第一章無線電波和超短波的根本知識第二章天線輻射電磁波的根本原理第三章天線傳輸線的概念引見第四章基站天饋系統第一節無線電波的根本知識第二節超短波的根本知識第一章無線電波和超短波的根本知識1、無線電波的根本知識1、1無線電波的概念: 無線電波是一種能量傳輸方式，在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時這兩者又都垂直于傳播方向。第一章無線電波和超短波的根本知識 無線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質有關。無線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用Ｃ＝３０００００公里／秒表示。在媒質中的傳播速度為：Ｖ＝Ｃ/〔ε〕1/2，式中ε為傳播媒質的相對介電常數。無線電波類似一個池塘上的波紋，在傳播時波會減弱。第一章無線電波和超短波的根本知識電磁波的傳播電場電場電場振子磁場磁場電波傳輸方向第一章無線電波和超短波的根本知識無線電波的波長、頻率和傳播速度的關系： 可用式λ＝Ｖ/ｆ表示。在公式中，Ｖ為速度，單位為米/秒；ｆ為頻率，單位為赫茲；λ為波長，單位為米。由上述關系式不難看出，同一頻率的無線電波在不同的媒質中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。波長第一章無線電波和超短波的根本知識第一章無線電波和超短波的根本知識１.２無線電波的極化 無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規律而變化的，這種景象稱為無線電波的極化。第一章無線電波和超短波的根本知識什么是天線？把從導線上傳下來的電信號做為無線電波發射到空間…...搜集無線電波并產生電信號第一章無線電波和超短波的根本知識1.3天線的極化天線輻射的電磁場的電場方向就是天線的極化方向垂直極化程度極化+45度傾斜的極化-45度傾斜的極化第一章無線電波和超短波的根本知識雙極化天線兩個天線為一個整體，傳輸兩個獨立的波。V/H(垂直/程度)傾斜(+/-45°)第一章無線電波和超短波的根本知識1.4圓極化波 假設電波在傳播過程中電場的方向是旋轉的，就叫作橢圓極化波。旋轉過程中，假設電場的幅度，即大小堅持不變，我們就叫它為圓極化波。向傳播方向看去順時針方向旋轉的叫右旋圓極化波，反時針方向旋轉的叫做左旋圓極化波。垂直極化波要器具有垂直極化特性的天線來接納，程度極化波要器具有程度極化特性的天線來接納。右旋圓極化波要器具有右旋圓極化特性的天線來接納；而左旋圓極化波要器具有左旋圓極化特性的天線來接納。當來波的極化方向與接納天線的極化方向不一致時，在接納過程中通常都要產生極化損失。第一章無線電波和超短波的根本知識1.5極化損失 當來波的極化方向與接納天線的極化方向不一致時，在接納過程中通常都要產生極化損失，例如：當用圓極化天線接納任一線極化波，或用線極化天線接納任一圓極化波時，都要產生３分貝的極化損失，即只能接納到來波的一半能量；當接納天線的極化方向〔例如程度或右旋圓極化〕與來波的極化方向〔相應為垂直或左旋圓極化〕完全正交時，接納天線也就完全接納不到來波的能量，這時稱來波與接納天線極化是隔離的。第一章無線電波和超短波的根本知識1.6(極化)隔離隔離代表饋送到一種極化的信號在另外一種極化中出現的比例1000mW(即1W)1mW在這種情況下的隔離為10log(1000mW/1mW)=30dB第一章無線電波和超短波的根本知識第一節無線電波的根本知識第二節超短波的根本知識第一章無線電波和超短波的根本知識2超短波的傳播 無線電波的波長不同，傳播特點也不完全一樣。目前GSM和CDMA挪動通訊運用的頻段都屬于UHF〔特高頻〕超短波段，其高端屬于微波。2.1超短波和微波的視距傳播 超短波和微波的頻率很高，波長較短，它的地面波衰減很快。因此也不能依托地面波作較遠間隔的傳播，它主要是由空間波來傳播的。第一章無線電波和超短波的根本知識 直視間隔和發射天線以及接納天線的高度有關系，并遭到地球曲率半徑的影響。由簡單的幾何關系式可知 AB＝3.57(HT1/2+HR1/2)(公里)

BARTRRO'接納天線高HR發射天線高HT第一章無線電波和超短波的根本知識2.2電波的多徑傳播 電波除了直接傳播外，遇到妨礙物，例如，山丘、森林、地面或樓房等高大建筑物，還會產生反射。因此，到達接納天線的超短波不僅有直射波，還有反射波，這種景象就叫多徑傳輸。由于多途徑傳播使得信號場強分布相當復雜，動搖很大；也由于多徑傳輸的影響，會使電波的極化方向發生變化，因此，有的地方信號場強加強，有的地方信號場強減弱。另外，不同的妨礙物對電波的反射才干也不同。第一章無線電波和超短波的根本知識多徑傳播與反射第一章無線電波和超短波的根本知識用分集接納改善信號電平第一章無線電波和超短波的根本知識2.３電波的繞射傳播 電波在傳播途徑上遇到妨礙物時，總是力圖繞過妨礙物，再向前傳播。這種景象叫做電波的繞射。超短波的繞射才干較弱，在高大建筑物后面會構成所謂的“陰影區〞。 信號質量遭到影響的程度不僅和接納天線距建筑物的間隔及建筑物的高度有關，還和頻率有關。 也就是說，頻率越高，建筑物越高、越近，影響越大。相反，頻率越低，建筑物越矮、越遠，影響越小。因此，架設天線選擇基站場地時，必需按上述原那么來思索對繞射傳播能夠產生的各種不利要素，并努力加以防止。問題無線電波的概念是什么？無線電波的波長、頻率和傳播速度的關系？解釋無線電波的繞射景象？程度極化波和垂直極化波的區別是什么？〔請圖示〕解答無線電波是一種能量傳輸方式，在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時這兩者又都垂直于傳播方向。可用式λ＝Ｖ/ｆ表示。在公式中，Ｖ為速度，單位為米/秒；ｆ為頻率，單位為赫芝；λ為波長，單位為米。由上述關系式不難看出，同一頻率的無線電波在不同的媒質中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。電波在傳播途徑上遇到妨礙物時，總是力圖繞過妨礙物，再向前傳播。這種景象叫做電波的繞射。解答無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規律而變化的，這種景象稱為無線電波的極化。無線電波的電場方向稱為電波的極化方向。假設電波的電場方向垂直于地面，我們就稱它為垂直極化波。假設電波的電場方向與地面平行，那么稱它為程度極化波。小結本章引見了無線電波和超短波的根本知識，其中主要包括的內容有：無線電波的概念、無線電波的極化、天線的概念、天線的極化、圓極化波、極化損失、極化隔離、超短波和微波的視距傳播、電波的多徑傳播、電波的繞射傳播等方面的內容。經過對本章的學習，應該對無線電波和超短波的特性有一定的了解，掌握這部分和天線相關的知識。同時，經過課后習題的學習，可以對這部分的知識加以穩定。課程內容

第一章無線電波和超短波的根本知識第二章天線輻射電磁波的根本原理第三章天線傳輸線的概念引見第四章基站天饋系統第二章天線輻射電磁波的根本原理 導線載有交變電流時，就可以構成電磁波的輻射，輻射的才干與導線的長短和外形有關. 當導線的長度增大到可與波長相比較時，導線上的電流就大大添加，因此就能構成較強的輻射。通常將上述能產生顯著輻射的直導線稱為振子。第二章天線輻射電磁波的根本原理天線可視為一個四端網絡第二章天線輻射電磁波的根本原理同軸線變化為天線第二章天線輻射電磁波的根本原理2.1對稱振子〔半波振子〕 兩臂長度相等的振子叫做對稱振子，也叫半波振子。振子1/2波長1/4波長1/4波長1/2波長波長一個1/2波長的對稱振子在

800MHz約200mm長

400MHz約400mm長第二章天線輻射電磁波的根本原理對稱振子上的場分布第二章天線輻射電磁波的根本原理2.2天線的輸入阻抗 天線和饋線的銜接端，即饋電點兩端感應的信號電壓與信號電流之比，稱為天線的輸入阻抗。輸入阻抗有電阻分量和電抗分量。輸入阻抗的電抗分量會減少從天線進入饋線的有效信號功率。因此，必需使電抗分量盡能夠為零，使天線的輸入阻抗為純電阻。輸入阻抗與天線的構造和任務波長有關，根本半波振子，即由中間對稱饋電的半波長導線，其輸入阻抗為〔73.1＋ｊ42.5〕歐姆。第二章天線輻射電磁波的根本原理2.3天線的方向性 天線的方向性是指天線向一定方向輻射電磁波的才干。對于接納天線而言，方向性表示天線對不同方向傳來的電波所具有的接納才干。天線的方向性的特性曲線通常用方向圖來表示. 方向圖可用來闡明天線在空間各個方向上所具有的發射或接納電磁波的才干。第二章天線輻射電磁波的根本原理天線方向圖第二章天線輻射電磁波的根本原理2.4天線的任務頻率范圍(帶寬) 無論是發射天線還是接納天線，它們總是在一定的頻率范圍內任務的，通常，任務在中心頻率時天線所能保送的功率最大，偏離中心頻率時它所保送的功率都將減小，據此可定義天線的頻率帶寬。

有幾種不同的定義：一種是指天線增益下降三分貝時的頻帶寬度；另一種是指在規定的駐波比下天線的任務頻帶寬度。

第二章天線輻射電磁波的根本原理當天線的任務波長不是最正確時天線性能要下降在天線任務頻帶內,天線性能下降不多,依然是可以接受的。在850MHz1/2波長振子最正確在890MHz天線振子在820MHz在820MHz1/2波長為~180mm,在890MHz為~170mm175mm對~850MHz將是最正確的該天線的頻帶寬度=890-820=70MHz第二章天線輻射電磁波的根本原理2.5天線的功能:控制輻射能量的去向 在地平面上，為了把信號集中到所需求的地方，要求把“面包圈〞壓成扁平的。側視頂視第二章天線輻射電磁波的根本原理對稱振子組陣能夠控制輻射能構成“扁平的面包圈〞在這兒增益=10log(4mW/1mW)=6dBd更加集中的信號在陣中有4個對稱振子

在接納機中就有4mW功率一個對稱臺振子假設在接納機中有1mW功率第二章天線輻射電磁波的根本原理利用反射板可把輻射能控制聚焦到一個方向反射面放在陣列的一邊構成扇形覆蓋天線在我們的“扇形覆蓋天線〞中，反射面把功率聚焦到一個方向進一步提高了增益這里,“扇形覆蓋天線〞與單個對稱振子相比的增益為10log(8mW/1mW)=9dBd“全向陣〞

例如在接納機中為4mW功率“扇形覆蓋天線〞

將在接納機中有8mW功率(頂視)天線第二章天線輻射電磁波的根本原理2.6dBd和dBi的區別一個單一對稱振子dipole具有面包圈形的方向圖輻射

一個各向同性isotropic的輻射器在一切方向具有一樣的輻射一個天線與對稱振子相比較的增益用“dBd〞表示一個天線與各向同性輻射器相比較的增益用“dBi〞表示例如:3dBd=5.17dBi2.17dB對稱振子的增益為2.17dB第二章天線輻射電磁波的根本原理2.7前后比 方向圖中，前后瓣最大電平之比稱為前后比。前向功率后向功率以dB表示的前后比=10log 典型值為25dB左右目的是有一個盡能夠小的反向功率(前向功率)(反向功率)第二章天線輻射電磁波的根本原理2.8波束寬度

120°(eg)峰值-10dB點-10dB點60°(eg)峰值-3dB點-3dB點15°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB32°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB俯仰面即垂直面方向圖3dB波束寬度方位即程度面方向圖10dB波束寬度第二章天線輻射電磁波的根本原理2.9天線增益與方向圖的關系 普通說來，天線的主瓣波束寬度越窄，天線增益G越高。當旁瓣電平及前后比正常的情況下，可用下式近似表示計算時要換算成dB值〕為天線增益〔為倍數，計算時要換算成dB值〕，為垂直半功率角，為程度半功率角。其中，Ga為天線增益〔為倍數，計算時要換算成dB值〕為垂直半功率角，為程度半功率角。第二章天線輻射電磁波的根本原理天線增益與方向圖半功率波瓣寬度關系曲線第二章天線輻射電磁波的根本原理方向圖旁瓣顯示上旁瓣抑制下旁瓣抑制第二章天線輻射電磁波的根本原理全向天線增益與垂直波瓣寬度第二章天線輻射電磁波的根本原理9dBd全向天線第二章天線輻射電磁波的根本原理板狀天線增益與程度波瓣寬度90180360半功率波瓣寬度半波振子帶反射板的半波振子帶反射板的兩個半波振子以半波振子為參考的增益0dBd3dBd6dBd實際輻射圖第二章天線輻射電磁波的根本原理2.10天線波束的下傾為使波束指向朝向地面無下傾電下傾機械下傾第二章天線輻射電磁波的根本原理天線波束下傾的演示第二章天線輻射電磁波的根本原理波束下傾用于：控制覆蓋、減小交調兩種方法:機械下傾、電下傾第二章天線輻射電磁波的根本原理電下傾的產生無下傾時在饋電網絡中途徑長度相等有下傾時在饋電網絡中途徑長度不相等第二章天線輻射電磁波的根本原理電下傾情況下的波束覆蓋無下傾電下傾第二章天線輻射電磁波的根本原理機械下傾情況下的波束覆蓋無下傾機械下傾第二章天線輻射電磁波的根本原理下傾方法的比較10°電下傾10°機械下傾6°電下傾+4°機械下傾第二章天線輻射電磁波的根本原理如何實現可變電下傾問題輸入阻抗的定義是什么？波束下傾有哪兩種方法？增益的概念是什么？dBd與dBi的區別是什么？解答天線和饋線的銜接端，即饋電點兩端感應的信號電壓與信號電流之比，稱為天線的輸入阻抗。分為機械下傾和電下傾兩種情況增益是指在輸入功率相等的條件下，實踐天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產生的場強的平方之比，即功率之比。一個天線與對稱振子相比較的增益、用“dBd〞表示。一個天線與各向同性輻射器相比較的增益、用“dBi〞表示。例如:3dBd=5.17dBi小結本章引見了天線輻射電磁波方面的根本知識，其中主要包括的內容有：對稱振子、天線的輸入阻抗、天線的方向性、天線的任務頻率范圍、天線的功能、前后比、波瓣寬度、天線增益與方向圖的關系、波束下傾和dbd與dbi的區別等方面的內容。經過對本章的學習，應該對天線輻射電磁波方面的知識有一定的了解，掌握這部分和天線相關的知識。同時，經過課后習題的學習，可以對這部分的知識加以穩定。課程內容

第一章無線電波和超短波的根本知識第二章天線輻射電磁波的根本原理第三章天線傳輸線的概念引見第四章基站天饋系統第三章無線傳輸線的概念引見 銜接天線和發射〔或接納〕機輸出〔或輸入〕端的導線稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要義務是有效地傳輸信號能量。因此它應能將天線接納的信號以最小的損耗傳送到接納機輸入端，或將發射機發出的信號以最小的損耗傳送到發射天線的輸入端，同時它本身不應拾取或產生雜散干擾信號。這樣，就要求傳輸線必需屏蔽或平衡。 當傳輸線的幾何長度等于或大于所傳送信號的波長時就叫做長傳輸線，簡稱長線。第三章無線傳輸線的概念引見3.1傳輸線的種類 超短波段的傳輸線普通有兩種：平行線傳輸線和同軸電纜傳輸線〔微波傳輸線有波導和微帶等〕。 平行線傳輸線通常由兩根平行的導線組成。它是對稱式或平衡式的傳輸線。這種饋線損耗大，不能用于UHF頻段。 同軸電纜傳輸線的兩根導線為芯線和屏蔽銅網，因銅網接地，兩根導體對地不對稱，因此叫做不對稱式或不平衡式傳輸線。第三章無線傳輸線的概念引見3.2傳輸線的特性阻抗 無限長傳輸線上各點電壓與電流的比值等于特性阻抗，用符號Ｚ。表示。 同軸電纜的特性阻抗 Ｚ。＝〔/εr1/2〕×log(D/d)歐姆。 通常Ｚ。=50歐姆/或75歐姆

在公式中， D為同軸電纜外導體銅網內徑； d為其芯線外徑； εr為導體間絕緣介質的相對介電常數。第三章無線傳輸線的概念引見3.3饋線衰減常數 信號在饋線里傳輸，除有導體的電阻損耗外，還有絕緣資料的介質損耗。這兩種損耗隨饋線長度的添加和任務頻率的提高而添加。因此，應合理規劃盡量縮短饋線長度。損耗的大小用衰減常數表示。單位用分貝〔dB〕／米或分貝／百米表示。這里順便再闡明一下分貝的概念，當輸入功率為Ｐ。輸出功率為Ｐ時，傳輸損耗可用γ表示， γ(dB)＝10×log(Ｐ。/Ｐ)(分貝)。第三章無線傳輸線的概念引見3.4匹配的概念 什么叫匹配？我們可簡單地以為，饋線終端所接負載阻抗Ｚ等于饋線特性阻抗Ｚ。時，稱為饋線終端是匹配銜接的。 在實踐任務中，天線的輸入阻抗還會受周圍物體存在和雜散電容的影響。為了使饋線與天線嚴厲匹配，在架設天線時還需求經過丈量，適當地調整天線的構造，或加裝匹配安裝。第三章無線傳輸線的概念引見匹配和失配例要獲得良好的電性能阻抗必需匹配 電纜

50ohms天線

50ohms 80ohms第三章無線傳輸線的概念引見3.5反射損耗 當饋線和天線匹配時，高頻能量全部被負載吸收，饋線上只需入射波，沒有反射波。饋線上傳輸的是行波，饋線上各處的電壓幅度相等，饋線上恣意一點的阻抗都等于它的特性阻抗.而當天線和饋線不匹配時，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時，負載就不能全部將饋線上傳輸的高頻能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回來構成反射波。9.5W80

ohms50ohms朝前:10W前往:0.5W第三章無線傳輸線的概念引見3.6饋線和天線的電壓駐波比 在不匹配的情況下,饋線上同時存在入射波和反射波。 反射波和入射波幅度之比叫作反射系數。反射波幅度〔Ｚ－Ｚ?！撤瓷湎禂郸＃僵ぉぉぉぉぃ僵ぉぉぉぉぉぉと肷洳ǚ取玻冢??！?駐波波腹電壓與波節電壓幅度之比稱為駐波系數，也叫電壓駐波比(VSWR)駐波波腹電壓幅度最大值Ｖmax|〔1+Γ〕|駐波系數Ｓ＝──────────────＝───--─駐波波節電壓輻度最小值Ｖmin|〔1-?！硘

第三章無線傳輸線的概念引見駐波比、反射損耗和反射系數第三章無線傳輸線的概念引見3.7平衡安裝 電源、負載和傳輸線，根據它們對地的關系，都可以分成平衡和不平衡兩類。假設電源兩端與地之間的電壓大小相等，極性相反，就稱為平衡電源，否那么稱為不平衡電源； 與此類似，假設負載兩端或傳輸線兩導體與地之間阻抗一樣，那么稱為平衡負載或平衡〔饋線〕傳輸線，否那么為不平衡負載或不平衡〔饋線〕傳輸線。

第三章無線傳輸線的概念引見二分之一波長平衡變換器 又稱“Ｕ〞形平衡變換器，它用于不平衡饋線與平衡負載銜接時的平衡變換，并有阻抗變換作用。

Λ/2RL/2RL/2----++第三章無線傳輸線的概念引見四分之一波長平衡-不平衡變換器 利用四分之一波長短路傳輸線終端為高頻開路的性質實現天線平衡輸入端口與同軸饋線不平衡輸出端口之間的平衡不平衡變換.1/4波長問題匹配的概念是什么？長線傳輸的定義是什么？二分之一波長平衡變換器的概念是什么？請簡答傳輸線的特性阻抗？解答我們可簡單地以為，饋線終端所接負載阻抗Ｚ等于饋線特性阻抗Ｚ。時，稱為饋線終端是匹配銜接的。當傳輸線的幾何長度等于或大于所傳送信號的波長時就叫做長傳輸線，簡稱長線。又稱“Ｕ〞形平衡變換器，它用于不平衡饋線與平衡負載銜接時的平衡變換，并有阻抗變換作用。無限長傳輸線上各點電壓與電流的比值等于特性阻抗，用符號Ｚ。表示。同軸電纜的特性阻抗Ｚ。＝〔/εr1/2〕×log(D/d)歐姆。通常Ｚ。=50歐姆/或75歐姆〔在公式中：D為同軸電纜外導體銅網內徑； d為其芯線外徑； εr為導體間絕緣介質的相對介電常數?！秤缮鲜讲浑y看出，饋線特性阻抗與導體直徑、導體間距和導體間介質的介電常數有關，與饋線長短、任務頻率以及饋線終端所接負載阻抗大小無關。小結本章引見了天線的傳輸線方面的根本知識，其中主要包括的內容有：天線傳輸線的種類、傳輸線的阻抗特性、饋線衰減常數、匹配的概念、反射損耗、饋線與天線的電壓駐波比、平衡安裝等方面的內容。經過對本章的學習，應該對天線的傳輸線方面的知識有一定的了解，掌握這部分和天線相關的知識。同時，經過課后習題的學習，可以對這部分的知識加以穩定。課程內容

第一章無線電波和超短波的根本知識第二章天線輻射電磁波的根本原理第三章天線傳輸線的概念引見第四章基站天饋系統第四章基站天饋系統4.1基站天饋系統表示圖8防雷維護器主饋線〔7/8“〕5饋線卡6走線架4接地安裝3接頭密封件絕緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶1天線調理支架GSM/CDMA板狀天線抱桿〔50~114mm〕2室外饋線9室內超柔饋線7饋線過線窗基站主設備第四章基站天饋系統CDMA基站天饋系統1天線調理支架 用于調整天線的俯仰角度，普通調理范圍為：0°~15°；2室外跳線 用于天線與7/8〞主饋線之間的銜接。常用的跳線采用1/2〞饋線，長度普通為3米。3接頭密封件 用于室外跳線兩端接頭〔與天線和主饋線相接〕的密封。常用的資料有絕緣防水膠帶〔3M2228〕和PVC絕緣膠帶3M33+〕。4接地安裝〔7/8〞饋線接地件〕 主要是用來防雷和泄流，安裝時與主饋線的外導體直接銜接在一同。普通每根饋線裝三套，分別裝在饋線的上、中、下部位，接地點方向必需順著電流方向。第四章基站天饋系統CDMA基站天饋系統57/8〞饋線卡子 用于固定主饋線，在垂直方向，每間隔1。5米裝一個，程度方向每間隔1米安裝一個〔在室內的主饋線部分，不需求安裝卡子，普通用尼龍白扎帶捆扎固定〕。 常用的7/8〞卡子有兩種；雙聯和三聯。 7/8〞雙聯卡子可固定兩根饋線；三聯卡子可固定三根饋線。6走線架 用于布放主饋線、傳輸線、電源線及安裝饋線卡子。7饋線過窗器 主要用來穿過各類線纜，并可用來防止雨水、鳥類、鼠類及灰塵的進入。8防雷維護器〔避雷器〕 主要用來防雷和泄流，