直放站两天线安装距离的估算
在实际工程中,如何估算天线参数?

在实际工程中,如何估算天线参数?因为天线很多电参数如果需要精确计算是一个非常复杂的数学问题,而在实际问题中,常需要一些工程估算。
我们就来谈谈实际应用中,天线的几个重要参数工程上近似处理方式和大致要求,以及谈谈通讯链路中几个参数的工程近似估算。
1、关于天线效率天线效率一般定义为天线的辐射功率与输入功率之比,是恒小于1的。
影响天线效率主要由以下几个:导体损耗、介质损耗、天线周围环境。
在工程上无损天线(效率100%)的近似天线孔径为:例如,一个2.45GHz天线,其对应的天线孔径尺寸为近似计算为34.5*34.5mm²,而实际上通常产品一个WiFi天线不可能达到这个尺寸,故一般市面上天线的效率,外置天线(70-90%);而普通内置天线,其介质损耗和环境恶劣,一般效率能够到30-50%。
2、关于驻波比关于驻波比的定义大家比较熟悉,不再多说。
只是最近遇到好多需求,动不动就要求驻波小于1.5。
请参考下图:在学术界,一般要求其VSWR<2.0,这时模块发射的能量有90%左右能被天线转换成电磁波辐射出去。
在工业界,一般要求其VSWR<3.0,这时模块发射的能量有75%左右能被天线转换成电磁波辐射出去。
而在目前市场上的手机天线很多情况下,由于追求超薄及全金属结构,其天线驻波往往都达到5.0,甚至达到7.0。
所以对于小功率的民用通讯终端设备,没有太大必要要求驻波必须≤1.5,因为改善天线周围环境收益往往会更大,比如驻波从2.0提高到1.5,其传送给天线的能量也就提高6%,而天线附近环境中金属部件、液体等对天线的辐射损耗远远大于此。
3、关于天线增益最基础的天线辐射单元为偶极子驻波天线,如通讯中常用的胶棒、吸盘、铜棒、玻璃钢等天线大体都是此类型的辐射单元。
我们简单分析下偶极子天线的辐射方向及增益。
不同尺寸长度的偶极子天线其辐射场与方向系数(对于无损天线即增益)如下图示:随着天线尺寸的增加,天线方向性增强,相应的增益会增加,但是到1.25倍波长后,天线的最大辐射方向发生改变,已经不在水平面了,并且出现旁瓣(我们不需要的辐射方向),波瓣宽度也变窄,在1.25倍波长长度处天线方向性系数最强3.28(5.16dBi),此时的垂直面波瓣宽度为32°。
天线隔离度

CDMA系统:两发射天线之间以及发射和接收天线之间,隔离度至少30dB;天线垂直布置:Lh=28+40log(k/λ)(dB)天线水平布置:Lv=22+20log(d/λ)-(G1+G2)-(S1+S2)(dB)其中k为两天线的垂直距离,d为两天线的水平距离;G1,G2分别为两天线的增益;S1,S2分别是两天线的夹角方向的副瓣电平.以上天线隔离度公式中,λ为载波的波长,k为垂直隔离距离,d为水平隔离距离,G1 、G2分别为发射天线和接收天线在最大辐射方向上的增益(dBi),S1、S2分别为发射天线和接收天线在90°方向上的副瓣电平(dBp)。
通常65°扇形波束天线S约为-18dBp,90°扇形波束天线S约为-9dBp,120°扇形波束天线S约为-7dBp,这可以根据具体的天线方向图来确定。
全向天线的S为0。
关于直放站收发天线的隔离度天线隔离度即信号从直放站前向输出端口至前向输入端口(或者从反向输出端口至反向输入端口)的路径衰减值,与直放站设备本身没有关系,它取决于施主天线和重发天线的安装位置,与垂直及水平的距离、相向的角度有关。
其大小直接影响直放站的增益配置,关系到直放站系统的稳定。
施主天线和重发天线之间隔离度较大,才能提高主机增益,获得较大的输出功率。
天线之间的隔离是多方面因素共同作用的结果,主要包括空间隔离(水平隔离度和垂直隔离度)及建筑物隔离。
按照工程设计要求,天线隔离度L(dB)应大于直放站最大工作增益Gmax 约10dB~15dB,若取值12dB,考虑通常情况下Gmax为90 dB,故L一般应不小于102 dB。
●水平隔离度Lh是收发信天线在水平间隔距离上产生的空间损耗,表示公式如下:Lh=22.0+20lg(d/λ)-(Gt+Gr)+(Dt+Dr)(1)其中:22.0为传播常数;d为收发天线水平间隔(m);λ为天线工作波长(m);Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益(dB);Dt、Dr分别为发射和接收天线的水平方向性函数造成的损耗,具体数值可以在天线方向图中查得,当上下行天线夹角为180°时,方向性损耗即为天线的前后比。
C网直放站在实际安装调测中的技巧

测 引起 网络 问题 。本 文 通过实 用且 简单 的计算 和估 算, 主要 论述 在实 际应 用 中如 何使 直放 站 工作 在最
佳 状态 。
到 。如买 不 到可 以 自己做 , 般 用 5 — 2或 5 — 3 一 0 0 同轴线 。只将连 接 施 主 天线 一 端 的头 子 做好 就 行 ,
连手机 的一 端 , 用 同轴 线 的 芯线 就 可 , 只 外皮 悬 空 。 将 同轴 线 的芯线 插进 手 机外 接 天 线 口( 可将 手 机 也 的天线 拧下 , 同轴 线 的 的芯 线直 接 接 触在 手 机 的 将
1 直 放 站 的 安 装
针 对 直放 站 安装 存 在 的 问题 , 简单 列 出直 放 站
其 中 : / d n r 直 放站施 主天线 的前后 比 ; FB oo: F B u :直放站 转发 天线 的前后 比; / sb
施 主 天线 必 须要 对 准 基 站 , 多人 是 用 目测 或 很
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维普资讯
吕锡 纲
( 中铁 十 一 局 集 团 电务 工 程有 限公 司 , 肃 兰 州 7 00 ) 甘 3 0 0
摘 要 : 章结合 工程 实际应 用 , 文 介绍 C 网直放 站在安装 调 测 中的技 巧和 实用 方法
关键 词 : 网直放 站 ; C 安装 ; 调测 中图分 类号 :N 2 . T 99 6 移 动直放 站 ( p ae) 直 是无 线 网络 的应 用 Re etr一 中特 殊覆 盖解 决 的方 法之一 。 由于直放 站在 网络 中 频 谱仪接 上施 主 天 线 , 查 天线 是 否对 准 基 站 。 目 检
直放站两天线安装距离的估算

直放站两天线安装距离的估算在直放站无线覆盖中施主与业务天线的安装位置和距离至关重要。
就位置而言:有1,背对背,同高度安装;2,不同高度安装;3,同塔或同杆反向安装。
下面就讨论安装距离问题。
1.背对背,同高度安装的距离在工程施工前应该有个基本估计,否则会造成工程返工,不但延误工期而且造成浪费。
估算时要知道两定向天线的前后比。
前后比定义为:主瓣增益与后瓣增益之比。
这个比值假定为25dB,无线电波在空间传播路径损耗,一般按:L=+20logf(MHz)+20logR(Km) (dB)假定施主天线的输出功率为Pi(直放站下行输入),业务天线的输入功率为Po 如下图(一)所示:Pi′为通过业务天线后瓣和空间到达施主天线后瓣的功率。
由于Pi和Pi′两信号频率相同,会形成同频干扰,在数字通信中要求这种干扰强度必须小于信号强度15dB。
即图(一)中Pi-Pi′=15dB.因此可以列出一个等式:Po-25-L-25+15=PiPo-35--20logf-20logR=Pi20logR=Po-Pi--20logfR=arclog(Po-Pi--20logf)/20 (1)举例:某直放站输出功率Po=33dBm, 施主天线的输出功率(直放站的输入)Pi=-57dBm,f=957MHz,则两天线的距离应为:R=arclog33-(-57)--20=14米这是两天线同高背对背,其后瓣最大值相对的情况。
如果其中一天线稍低一点,它们的连线与水平线夹角不超过30o,隔离度还会好些。
2.背对背,不同高度安装如图(二)所示。
假如两天线连线夹角>400,两天线的旁瓣最大值可能相对,反而使隔图(二)天线高度计算则α=arctg13/15=41º,H2太低。
如果要控制在30º以内,则15-H2/15=tg30ºH2=15-15×tg30º=米。
显然两天线的高度差不能太大。
上述计算是在理想情况下进行的,没有考虑到地面和周围物体的反射,折射,实际情况很复杂,有时隔离度可能与天线的前后比无关,主要取决于反射和折射,要根据现场情况的不同采取不同的处置办法。
天线的最佳长度及计算方法1

天線的最佳長度及計算方法一段金屬導線中的交變電流能夠向空間發射交替變化的感應電場和感應磁場,這就是無線電信號的發射。
相反,空間中交變的電磁場在遇到金屬導線時又可以感應出交變的電流,這對應了無線信號的接收。
在電臺進行發射和接收時都希望導線中的交變電流能夠有效的轉換成為空間中的電磁波,或空間中的電磁波能夠最有效的轉換成導線中的交變電流。
這就對用於發射和接收的導線有獲取最佳轉換效率的要求,滿足這樣要求的用與發射和接收無線電磁波信號的導線稱為天線。
理論和實踐證明,當天線的長度為無線電信號波長的1/4時,天線的發射和接收轉換效率最高。
因此,天線的長度將根據所發射和接收信號的頻率即波長來決定。
只要知道對應發射和接收的中心頻率就可以用下面的公式算出對應的無線電信號的波長,再將算出的波長除以4就是對應的最佳天線長度。
頻率與波長的換算公式為:波長=30萬公里/頻率=300000000米/頻率(得到的單位為米))例:求業餘無線電臺的天線長度已知業餘無線電臺使用的信號頻率為435MHz附近,其波長為:波長= 300000公里/435MHz= 300000000/435000000= 300/435= 0.69米對應的最佳天線長度應為 0.69/4 ,等於0.1725米當頻率為439MH時,大家可以將計算公式簡化為波長=300/439=0.683米最佳天線長度為0.683米/4,等於0.17米注意:只要在金屬體內有交變的電流,該金屬體就要向空間輻射電磁波;反之,只要空間中有一定強度的電磁波信號,就會在該空間中的金屬體上感應出交變的電流。
天線與一般金屬體的不同之處在於,天線強調了將金屬體內交變電流最有天線輸入阻抗天線輸入阻抗是天線饋電點處的電壓與電流之比。
通常是一個複阻抗,而且是頻率的函數。
駐波係數(VSWR)駐波係數是天線饋線上的一個特徵參數,它反映了天線輸入阻抗與饋線特性阻抗的匹配程度,定義為饋線上最大電壓與最小電壓之比。
天线探测距离公式4

天线探测距离公式4.12在介绍了天线的各类重要参数后,我们要进入更深层的领域,那就是与参数相关的计算公式。
每一个公式将会在安装前后带来很多方便。
本期的这些公式汇总起来,不仅能解决使用期间的各种疑问,也为后续的天线布局提供思路。
天线增益是衡量天线辐射方向图方向性程度的参数。
高增益天线将优先向特定方向辐射信号。
天线的增益是一种无源现象,功率不是由天线增加的,而是简单地重新分配,从而在某个方向提供比其他各向同性天线发射更多的辐射功率。
以下是关于天线增益的若干近似计算公式:一般天线G(dBi)= 10 Lg { 32000 /(2θ3dB,E ×2θ3dB,H)}公式中,2θ3dB,E与2θ3dB,H分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度;32000是统计出来的经验数据。
抛物面天线G(dBi)=10Lg{4.5×(D/λ0)2}公式中,D为抛物面直径;λ0 为中心工作波长;4.5是统计出来的经验数据。
直立全向天线G(dBi)= 10 Lg { 2 L / λ0 }公式中,L为天线长度;λ0 为中心工作波长。
天线调整最主要的就是对其下倾角进行微调(能够解决弱覆盖重叠覆盖等问题)。
下面就对其最原始的天线下倾角计算方法进行介绍。
高话务地区(市区)天线计算公式:天线下倾角=arctag(H/D)+垂直半功率角/2低话务地区(农村、郊区等)天线计算公式:天线下倾角=arctag(H/D)参数说明:(1)天线下倾角:天线与垂直方向的夹角;(2)H:天线高度。
可以直接测量出来;(3)D:小区覆盖半径。
一般D值通过路测来确定,为了保证覆盖,在实际设计中一般D取得要大一些,以保证邻小区之间的覆盖重叠;(4)垂直半功率角:为天线的垂直半功率角,一般为10度。
方向图中,前后瓣最大值之比称为前后比,记为F / B 。
前后比越大,天线的后向辐射(或接收)越小。
前后比F / B 的计算十分简单:F / B = 10 Lg {(前向功率密度)/(后向功率密度)}参数说明:对天线的前后比F / B 有要求时,其典型值为(18 ~ 30)dB,特殊情况下则要求达(35 ~ 40)dB 。
浅谈天线安装规范180624

浅谈天线安装规范移动通信系统是有线与无线的综合体,它是移动网络在其覆盖范围内,通过空中借口(无线)将移动台与基站联系起来,并进而与移动交换机相联系(有线)的一个综合的复合体。
而在移动通信系统中,空间无线信号的发射和接收都是靠移动天线来实现的。
因此,天线对于移动通信网络来说,起着举足轻重的作用,如果天线的选择不好,或者天线的参数设置不当,都会直接影响到整个移动通信网络的运行质量。
今天为大家浅谈一下天线安装的要求规范:全向天线1.铁塔顶平台安装全向天线时,天线水平间距必须大于4M。
2.天线安装于铁塔塔身平台上时,天线与塔身的水平距离应大于3M3.同平台全向天线与其它天线的间距应大于2.5m。
4.上下平台全向天线的垂直距离应大于1M。
如果上平台天线为(GSM:900MHz)下平台天线为(CDMA:800MHz)时上下平台天线的垂直间距应≥5m5.天线的固定底座上平面应与天支的顶端平行。
(允许误差±5cm)6.全向天线安装时必须保证天线垂直。
(允许误差±0.5°)定向天线同扇区天线:GSM900系统水平隔离度 3.5米以上;DCS1800系统水平隔离度 1.5米以上不同扇区的天线:GSM900系统水平隔离度2.5米以上;DCS1800系统水平隔离度2米以上GSM900与DCS1800天线的水平隔离度2.5米以上。
异系统共站的天线1.同一扇区两个单极化天线在水平方向上间距应大于4M。
(最小 3.5m),相邻的两个扇区之间两天线的水平间距应大于0.5m。
2.上下平台间天线垂直分极距离应大于1m。
如果上平台天线为(GSM:900MHz)下平台天线为(CDMA:800MHz)时上下平台天线的垂直间距应≥5m, GSM900MHz 天线和DCS1800MHz天线安装在同一平台上时,天线水平间距应大于1M。
3.天线安装完成后,必须保证天线在主瓣辐射面方向上,前方范围10M距离内无任何金属障碍物。
天线隔离度[新版]
![天线隔离度[新版]](https://img.taocdn.com/s3/m/c56217c2b8f3f90f76c66137ee06eff9aef84928.png)
CDMA系统:两发射天线之间以及发射和接收天线之间,隔离度至少30dB;天线垂直布置:Lh=28+40log(k/λ)(dB)天线水平布置:Lv=22+20log(d/λ)-(G1+G2)-(S1+S2)(dB)其中k为两天线的垂直距离,d为两天线的水平距离;G1,G2分别为两天线的增益;S1,S2分别是两天线的夹角方向的副瓣电平.以上天线隔离度公式中,λ为载波的波长,k为垂直隔离距离,d为水平隔离距离,G1 、G2分别为发射天线和接收天线在最大辐射方向上的增益(dBi),S1、S2分别为发射天线和接收天线在90°方向上的副瓣电平(dBp)。
通常65°扇形波束天线S约为-18dBp,90°扇形波束天线S约为-9dBp,120°扇形波束天线S约为-7dBp,这可以根据具体的天线方向图来确定。
全向天线的S为0。
关于直放站收发天线的隔离度天线隔离度即信号从直放站前向输出端口至前向输入端口(或者从反向输出端口至反向输入端口)的路径衰减值,与直放站设备本身没有关系,它取决于施主天线和重发天线的安装位置,与垂直及水平的距离、相向的角度有关。
其大小直接影响直放站的增益配置,关系到直放站系统的稳定。
施主天线和重发天线之间隔离度较大,才能提高主机增益,获得较大的输出功率。
天线之间的隔离是多方面因素共同作用的结果,主要包括空间隔离(水平隔离度和垂直隔离度)及建筑物隔离。
按照工程设计要求,天线隔离度L(dB)应大于直放站最大工作增益Gmax 约10dB~15dB,若取值12dB,考虑通常情况下Gmax为90 dB,故L一般应不小于102 dB。
●水平隔离度Lh是收发信天线在水平间隔距离上产生的空间损耗,表示公式如下:Lh=22.0+20lg(d/λ)-(Gt+Gr)+(Dt+Dr)(1)其中:22.0为传播常数;d为收发天线水平间隔(m);λ为天线工作波长(m);Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益(dB);Dt、Dr分别为发射和接收天线的水平方向性函数造成的损耗,具体数值可以在天线方向图中查得,当上下行天线夹角为180°时,方向性损耗即为天线的前后比。
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直放站两天线安装距离的估算
在直放站无线覆盖中施主与业务天线的安装位置和距离至关重要。
就位置而言:有1,背对背,同高度安装;2,不同高度安装;3,同塔或同杆反向安装。
下面就讨论安装距离问题。
1.背对背,同高度安装的距离
在工程施工前应该有个基本估计,否则会造成工程返工,不但延误工期而且造成浪费。
估算时要知道两定向天线的前后比。
前后比定义为:主瓣增益与后瓣增益之比。
这个比值假定为25dB,无线电波在空间传播路径损耗,一般按:
L=32.4+20logf(MHz)+20logR(Km) (dB)
假定施主天线的输出功率为Pi(直放站下行输入),业务天线的输入功率为Po 如下图(一)所示:Pi′为通过业务天线后瓣和空间到达施主天线后瓣的功率。
由于Pi和Pi′两信号频率相同,会形成同频干扰,在数字通信中要求这种干扰强度必须小于信号强度15dB。
即图(一)中Pi-Pi′=15dB.因此可以列出一个等式:
Po-25-L-25+15=Pi
Po-35-32.4-20logf-20logR=Pi
20logR=Po-Pi-67.4-20logf
R=arclog(Po-Pi-67.4-20logf)/20 (1)
举例:
某直放站输出功率Po=33dBm, 施主天线的输出功率(直放站的输入)Pi=-57dBm,f=957MHz,则两天线的距离应为:
R=arclog33-(-57)-67.4-59.6/20=14米
这是两天线同高背对背,其后瓣最大值相对的情况。
如果其中一天线稍低一点,它们的连线与水平线夹角不超过30o,隔离度还会好些。
2.背对背,不同高度安装
如图(二)所示。
假如两天线连线夹角>400,两天线的旁瓣最大值可能相对,反而使隔离度下降。
假定图中R=15米,H1=15米,H2=2米
图(二)天线高度计算
则α=arctg13/15=41º,H2太低。
如果要控制在30º以内,则15-H2/15=tg30º
H2=15-15×tg30º=6.34米。
显然两天线的高度差不能太大。
上述计算是在理想情况下进行的,没有考虑到地面和周围物体的反射,折射,实际情况很复杂,有时隔离度可能与天线的前后比无关,主要取决于反射和折射,要根据现场情况的不同采取不同的处置办法。
比如地面铺设吸收材料(不可取),两天线间有建筑物遮挡等。
3.两天线反向同杆或同塔安装
从理论上讲天线在90º方向上没有付瓣,隔离度比较高。
但要实际测试不能盲目从事。
上下安装距离有7~8米即可。