MOBIAntennaTechnologies(SHENZHEN)Co.,Ltd.基站天線基礎(chǔ)理論一.天線概念將傳輸線中的高頻電磁能轉(zhuǎn)成為自由空間的電磁波將自由空間中的電磁波轉(zhuǎn)化為傳輸線中的高頻電磁能什么是天線?傳輸線演變?yōu)樘炀€半波振子上的場(chǎng)分布

１.無(wú)線電波什么叫無(wú)線電波？無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。2.自由空間中的電磁波電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)振子電波傳輸方向磁場(chǎng)磁場(chǎng)電磁波的傳播

無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為無(wú)線電波的極化。無(wú)線電波的電場(chǎng)方向稱為電波的極化方向。如果電波的電場(chǎng)方向垂直于地面，我們就稱它為垂直極化波。如果電波的電場(chǎng)方向與地面平行，則稱它為水平極化波。無(wú)線電波的極化V/H(Vertical/Horizontal)Slant(+/-45°)天線的輸入阻抗

天線饋電點(diǎn)兩端感應(yīng)的信號(hào)電壓與信號(hào)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(huì)減少?gòu)奶炀€進(jìn)入饋線的有效信號(hào)功率。因此，必須使電抗分量盡可能為零，使天線的輸入阻抗為純電阻。

Cable

50ohmsAntenna

50ohms 反射波幅度Ｚ－Ｚ。

反射系數(shù)Γ＝──────＝───────

入射波幅度Ｚ＋Ｚ。

駐波波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波比(VSWR)

駐波波腹電壓幅度最大值Ｖmax（1+Γ）

VSWR＝──────────────＝────

駐波波節(jié)電壓輻度最小值Ｖmin（1-Γ）

終端負(fù)載阻抗和特性阻抗越接近，反射系數(shù)越小，駐波系數(shù)越接近于１，匹配也就越好。反射系數(shù)、駐波系數(shù)由此可算出回波損耗：RL＝10lg(10/0.5)=13dB

功率反射系數(shù)：

2＝0.5/10＝0.05

電壓反射系數(shù)＝0.2238

駐波比定義為VSWR=(1+)/(1-)＝1.57由上面的定義可導(dǎo)出電壓反射系數(shù)和回波損耗的關(guān)系

RL=-20lg電壓反射系數(shù)和駐波比VSWR的關(guān)系=(VSWR-1)/(VSWR+1)

工程上如何控制、選擇駐波比

VSWR>1時(shí)，說(shuō)明輸進(jìn)天線的功率有一部分被反射回來(lái)，從而降低了天線的輻射功率

7/8“電纜損耗5dB/100m，是在VSWR=1（全匹配）情況下測(cè)的；有了反射功率，就增大了能量損耗，從而降低了饋線向天線的輸入功率

VSWR越大，反射越大，匹配越差。那么，駐波比差，到底有哪些壞處？在工程上可以接受的駐波比是多少？一個(gè)適當(dāng)?shù)鸟v波比指標(biāo)是要在損失能量的數(shù)量與制造成本之間進(jìn)行折中權(quán)衡的。VSWR反射功率百分比增大饋線損耗(dB)（50米饋線加跳線約2.5dB自然損耗）與完全匹配(VSWR=1)相比減小的輻射功率(dB)減小輻射功率百分比3.06.025%(1.25dB)0.92.1540%2.09.511%(0.5dB)0.360.8618%1.811.08%(0.36dB)0.310.6714%1.514.04%(0.17dB)0.190.368%1.415.52.8%(0.12dB)0.090.214.7%1.317.51.7%(0.07dB)0.060.132.9%1.221.00.8%(0.03dB)0.040.071.1%互調(diào)是指非線性射頻線路中，兩個(gè)或多個(gè)頻率混合后所產(chǎn)生的噪音信號(hào)。具有兩個(gè)載波信號(hào)的互調(diào)失真頻率實(shí)例頻率A及B上的載波，產(chǎn)生如下互調(diào)信號(hào)：1階：A，B2階：（A+B），（A-B）3階：（2A±B），（2B±A）4階：（3A±B），（3B±A），（2A±2B）5階：（4A±B），（4B±A），（3A±2B），（3B±2A）互調(diào)失真如何影響系統(tǒng)的性能？較高功率的發(fā)射信號(hào)通常會(huì)混合產(chǎn)生互調(diào)信號(hào)，最后進(jìn)入接收波段。而基站天線接收的信號(hào)通常功率較低。如果互調(diào)信號(hào)與實(shí)際的接收信號(hào)具有相近或較高的功率，系統(tǒng)會(huì)誤把互調(diào)信號(hào)視為真實(shí)信號(hào)。無(wú)源互調(diào)913MHz,936MHz,959MHz,982MHz理想點(diǎn)源2.15dB半波振子天線增益例：1個(gè)dipole

接收功率：1mW多個(gè)dipole組陣

接收功率：4mWGain=10log(4mW/1mW)=6dBd天線的方向圖特性包括：水平面/垂直面3dB波束寬度、前后比、交叉極化、下旁瓣零點(diǎn)填充和上旁瓣抑制、下傾角天線方向圖前向功率后向功率F/B=10log typically：25dB(前向功率)（后向功率)前后比交叉極化比意義：提高分集接收效果一般要求：10dB，120范圍內(nèi)交叉極化比為了減少對(duì)臨近小區(qū)的干擾必須抑制上旁瓣電平，一般要求為〉15dB旁瓣抑制對(duì)于間隔排列為d的N個(gè)單元陣列，當(dāng)相鄰單元的相位呈等相均勻分布時(shí)，天線最大波束形成于法向正前方。當(dāng)相鄰單元的相位依次相差Φ時(shí)，最大波束形成于θ0空間方向。電調(diào)天線原理10°電子下傾10°機(jī)械下傾電調(diào)天線優(yōu)點(diǎn)RCUElectricalAntennaRCUElectricalAntennaRCUElectricalAntenna基站設(shè)備饋線控制電纜控制電纜天線防雷裝置控制信號(hào)功分器控制信號(hào)防雷裝置CCURCUElectricalAntennaRCUElectricalAntennaRCUElectricalAntenna基站設(shè)備饋線控制線控制線天線防雷裝置基站T型頭天線T型頭CCU電調(diào)天線RCURCU電調(diào)天線RCURCU電調(diào)天線RCURCU基站設(shè)備天線防雷裝置控制信號(hào)防雷CCUGSM900饋線控制電纜控制線基站中斷智能T型頭控制器r網(wǎng)絡(luò)管理中心遙控網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議以太網(wǎng)GSM1800WCDMAGSM900/GSM1800/WCDMA2100三頻電調(diào)天線GSM900GSM1800WCDMA2100couplercouplerdiplexerdiplexer驅(qū)動(dòng)器TMARCUAntennaRCUAntennaRCUAntennaJumperAISGCableRRURCUAntennaAntennaAntennaFeederSmartBiasTSmartBiasTJumperRCURCUBTS基站天線產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)6988068248964BBand3FBand96079079887017102170230027002600BandMFBand3BLBand2BBand3BHBand18MHz18MHz30MHz30MHz25MHz25MHz45MHz45MHz60MHz60MHz12MHz700MHzCellularGSM1800UMTS2100PCSWIMAX/LTE6988088208498698941710175518501910193019902110217023002700移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜分布MBMF-65-18DE10Freq(MHz)1710-19201920-23002300-2700Gain(dB)1717.518Polar±45°±45°±45°HBW（°）686563VBW（°）7.56.55.5USS（dB）≧15≧15≧15F/BRatio（dB）≧25≧25≧25VSWR﹤1.5﹤1.5﹤1.5Isolation（dB）≧30≧30≧30PIM3（dBc）﹤-150﹤-150﹤-150Dimensions（mm）1330*168*105Weight（kg）61710-2700MHz

超寬帶天線寬頻多系統(tǒng)電調(diào)天線MB3BH/MF-65-17/18DE10/8Freq(MHz)790-896824-9601710-19201920-23002300-2700Gain(dB)16.51717.217.618Polar±45°±45°±45°±45°±45°HBW（°）6765686563VBW（°）8.587.56.55.5USS（dB）≧15≧15≧15≧15≧15F/BRatio（dB）≧25≧25≧25≧25≧25VSWR﹤1.5﹤1.5﹤1.5﹤1.5﹤1.5Isolation（dB）≧30≧30≧30≧30≧30PIM3（dBc）﹤-150﹤-150﹤-150﹤-150﹤-150Dimensions（mm）2100*380*156Weight（kg）25雙頻寬帶天線單頻天線多頻天線共站解決方案900MHzBTS1800MHzBTS806-960MHz/1710-2170MHz增益:14/17,16/17,17/18dBi（可選）型號(hào).:4/2(內(nèi)置合路器)900MHzBTS806-960-45806-960+451710-2170-451710-2170+45806-960-451710-2170-45806-960-45806-960+451.雙頻共站解決方案;2.下傾角獨(dú)立可調(diào)t;3.降低建站成本；4.優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)利用多頻天線共站方案雙頻天線900MHzBTS1800MHzBTS三頻天線900MHzBTS1800MHzBTS2100MHzBTS870-960-451710-1880-451710-1880+451920-2170+45870-960+451920-2170-45870-960-451920-2170-451710-1880-45870-960-451920-2170-451710-1880-45共站解決方案1.雙系統(tǒng)共站解決方案;2.下傾角獨(dú)立可調(diào);3.降低建站成本；4.優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)利用806-960MHz/1710-2170MHz/1710-2170MHz增益：14/17/17,16/17/17,17/18/18dBi（可選）型號(hào).:6/4（內(nèi)置合路器)多頻天線共站方案智能天線系統(tǒng)由硬件部分-天線陣列和軟件部分-算法組成；智能天線系統(tǒng)通過(guò)波束合成、MIMO等技術(shù)實(shí)現(xiàn)提高傳輸速率、降低干擾、提高系統(tǒng)可靠性等目的；天線陣列是智能天線算法的物理載體，其結(jié)構(gòu)由算法決定；智能天線MIMO:

ImprovedSpectraEfficiency

HigherSNR

LowInterference

DOA&Beam-forming:

ImprovedGain LowerOutputPowerLowInterference智能天線關(guān)鍵技術(shù)智能天線扇區(qū)分裂電調(diào)天線MB3F-PSA4-19DE10頻率1710-2170增益19極化±45°水平波束寬度（°）33*2下傾角調(diào)節(jié)范圍（°）0-10上旁瓣抑制（dB）≧16前后比（dB）≧30駐波比﹤1.4