天线基础知识培训概要
天线基础知识
2、天线辐射电磁波的基本原理 2.1、辐射的基本原理
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,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 LOGO 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。
LOGO
1、无线电波的基本知识
1.3、无线电波的绕射传播
电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物， 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“阴影区”。信号质量受 LOGO 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，还和频率有关。也就是说，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。
5、无线电波的极化 5.1、极化的概念
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波的极化方向。
LOGO
5、无线电波的极化 5.2、无线电场
在无线通信中，无线电波到达接收点的时候，其电场对地球表面来 说，通常有两种电波分量，一种是垂直分量，一种是水平分量。
5、无线电波的极化
5.6、圆极化波
如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的,就叫做椭圆极化波. 旋转过程中,如果电场的幅度,即大小保持不变,我们就叫它为圆极 化波.向传播方向看去顺时针方向旋转的叫右旋圆极化波,反时针 方向旋转的叫做左旋圆极化波.
天线基础知识
~ 40）dB。
后向功率
前向功率
1.3.6 天线增益的若干近似计算式 1）天线主瓣宽度越窄，增益越高。对于一般天线，可用下式估算其增益： G（dBi）= 10 Lg { 32000 / （ 2θ3dB,E ×2θ3dB,H ）} 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。
天线基础知识
1 天线
1.1 天线的作用与地位
无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形 式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并 通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没 有天线也就没有无线电通信。天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要 求等不同情况下使用。对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分 为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微 波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、 面状天线等；等等分类。
E
E
垂直极化 E
水平极化 E
+45°极化
-45°极化
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下图示出了两个单极化天线安装在一起组成一付双极化天线，注意，双极化天线有两个 接头。
双极化天线辐射（或接收）两个极化在空间相互正交（垂直）的波。
天线的基础知识
第一讲天线的基础知识表征天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化方式等。
1.1 天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。
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，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。
天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。
匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。
在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。
一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。
驻波比：它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。
驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。
在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5，但实际应用中VSWR应小于1.2。
过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能。
回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。
回波损耗的值在0dB的到无穷大之间，回波损耗越大表示匹配越差，回波损耗越小表示匹配越好。
0表示全反射，无穷大表示完全匹配。
在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于14dB。
1.2 天线的极化方式所谓天线的极化，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。
由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。
因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。
另外，随着新技术的发展，最近又出现了一种双极化天线。
就其设计思路而言，一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化方式。
天线基本知识介绍
天线基本知识介绍天线是将电信号转换为电磁波并将其传输或接收的装置。
它是电磁学的一个分支，用于无线通信、电视和广播接收、雷达以及天体物理学研究等领域。
本文将对天线的基本知识进行介绍。
1.天线的作用和原理：天线的主要作用是将电信号转换为电磁波并将其辐射到空间中，或者将接收到的电磁波转换为电信号。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律和亥姆霍兹理论，即通过电流在导体中产生的磁场和由变化的磁场产生的感应电流来实现电磁波的辐射或接收。
2.天线的分类：天线可以根据其结构、工作频率、功率和应用等方面进行分类。
根据结构，天线可分为线性天线（如偶极子天线）、面型天线（如片极天线、光波导天线）和体型天线（如反射天线、波导天线）。
根据工作频率，天线可分为超高频、高频、甚高频、极高频和微波天线等。
根据功率，天线可分为小功率天线和大功率天线。
根据应用，天线还可细分为通信天线、雷达天线、电视天线、卫星天线和微波天线等。
3.天线参数：天线的性能取决于其设计参数。
常见的天线参数包括增益、方向性、波束宽度、驻波比、频率响应、极化方式和带宽等。
增益是天线辐射功率与等效输入功率之比，方向性衡量天线在一些方向上的辐射能力，波束宽度是主瓣的半功率宽度，驻波比是反射功率与输入功率之比，频率响应表示天线在不同频率下的性能表现，极化方式表示电磁波的电场分量与地面垂直或平行的相对方向，带宽表示天线能够工作的频率范围。
4.天线设计方法：天线的设计是一个综合考虑电磁学原理、工作频率和应用要求的过程。
常见的天线设计方法包括试验法、数值法和半经验法。
试验法通过制作实物天线并进行实际测量来调整参数和优化天线性能。
数值法使用计算机模拟和数值算法来预测和分析天线性能，例如有限元法、谱域法和时域法等。
半经验法结合实验和数值方法，通过经验公式和优化算法来设计天线。
5.天线应用：天线的应用非常广泛，涵盖了通信、广播、雷达、航天、医疗和科学研究等领域。
在通信领域，天线用于无线电通信、移动通信和卫星通信等。
移动通信基站天线基础知识
移动通信基站天线基础知识移动通信基站天线基础知识1. 天线的作用天线是基站中的关键元件，它起到了接收和发送无线信号的作用。
天线将无线信号转化为电信号，并将电信号转发到通信系统的其他部分。
2. 天线类型根据不同的应用需求和技术标准，移动通信基站天线可分为几种不同的类型。
2.1 基站天线基站天线是用来收发无线电信号的设备。
它们安装在基站上方，并通过天线馈线与其他设备连接。
基站天线可以分为定向天线和非定向天线。
定向天线：定向天线主要用于指定方向上的通信，其发射和接收角度相对较窄。
这种类型的天线在无线通信覆盖面积较小的场景中应用较多。
非定向天线：非定向天线主要用于覆盖较大面积的通信。
它们具有较大的发射和接收角度。
2.2 室内天线室内天线主要用于室内无线覆盖。
与基站天线不同，室内天线更小、更灵活，并且安装在建筑物内部。
它们可以提供室内覆盖，从而增强无线信号的传输质量。
2.3 手持设备天线手持设备天线是安装在移动设备上的一种小型天线。
它们通常用于方式、平板电脑等移动设备中。
手持设备天线能够接收和发送信号，使移动设备能够进行无线通信。
3. 天线参数在选择和使用天线时，需要考虑一些重要的参数。
3.1 增益增益是衡量天线性能的一个重要指标。
增益越高，天线能够发送和接收的信号强度就越大。
3.2 方向图方向图显示了天线在不同方向上的辐射模式。
通过分析方向图，可以了解天线在不同方向上的信号强度和覆盖范围。
3.3 频率范围天线的频率范围是指天线能够支持的频率范围。
不同的通信系统工作在不同的频段，天线需要根据通信系统的频段选择。
3.4 驻波比驻波比是衡量天线匹配性能的指标。
较低的驻波比意味着天线能够更有效地将信号发送到传输线上。
4. 天线安装与调试天线的正确安装和调试对于保证通信系统的正常工作至关重要。
在安装和调试天线时，需要考虑以下几个方面：天线的安装高度和方向应该合适，以实现最佳的通信性能。
天线应与其他设备正确连接，并进行必要的线缆调试。
天线基础培训
1.5 天线测试方法
1.5.1 测试场
室外测试场如图1.5.1
图1.5.1
室内测试场如图1.5.2
当来波的极化方向与接收天线的极化方向 不一致时，接收到的信号都会变小，也就是说， 发生极化损失。例如：当用+ 45°极化天线接 收垂直极化或水平极化波时，或者，当用垂直 极化天线接收 +45° 极化或 -45°极化波时， 等等情况下，都要产生极化损失。
极化隔离： 当接收天线的极化方向与来波的极化方向
1.3.1 a立体方向图
1.3.1 c水平面方向图 1.3.1 b垂直面方向图
天线方向性增强：
若干个对称振子组阵，能够控制 辐射，把信号进一步集中到在水平面 方向上。图1.3.2是半波振子排成天线 阵时的方向图。
单个半波振子垂直面 方向图
增益为 G = 2.15 dBi
两个半波振子垂 直面方向图增益 为 G = 5.15 dBi
频率范围 频带宽度
增益 极化 标称阻抗 电压驻波比 前后比 下倾角（可调） 半功率波束宽度
垂直面上旁瓣抑制 互调
824-960 MHz 70MHz
14 ~ 17 dBi 垂直
50 Ohm ≤ 1.4 >25dB 3 ~ 8°
水平面： 垂直面： 60°~ 120° 16°~ 8°
< -12 dB ≤ 110 dBm
1.4.4 室内壁挂天线
室内壁挂天线同样必 须具有结构轻巧、外型美观、 安装方便等优点。 这种壁挂 天线的内部结构，属于空气 介质型微带天线。由于采用 了展宽天线频宽的辅助结构， 借助计算机的辅助设计，以 及使用网络分析仪进行调试， 所以能较好地满足了工作宽 频带的要求。顺便指出，室 内壁挂天线具有一定的增益， 约为G = 7 dBi。
移动通信天线基础知识
移动通信天线基础知识移动通信天线基础知识1.引言移动通信天线是移动通信系统中非常重要的组成部分，负责将无线信号从终端设备传输到基站，以及从基站传输到终端设备。
本文旨在介绍移动通信天线的基础知识，包括天线的类型、工作原理、调整和维护等内容。
2.移动通信天线的类型2.1 方向性天线方向性天线是指其辐射和接收信号的特性具有明确的方向性。
方向性天线适用于需要指向特定方向传输和接收信号的场景，如城市中的高楼大厦。
常见的方向性天线包括宽带定向天线、扇形天线等。
2.2 环形天线环形天线即辐射和接收信号的特性呈环形分布。
环形天线适用于需要覆盖较大范围的场景，如郊区和乡村地区。
常见的环形天线包括全向天线、扇形天线等。
2.3 室内天线室内天线主要用于室内覆盖，为终端设备提供较好的信号质量。
常见的室内天线包括分布式天线系统（DAS）和蜂窝天线等。
3.移动通信天线的工作原理3.1 天线辐射原理移动通信天线通过将电磁波能量转换为无线信号进行辐射和传输。
当电信号通过天线时，它将激励天线的振子使其振动，从而产生辐射。
3.2 天线接收信号原理移动通信天线接收信号的原理与辐射原理相反。
当天线处于电磁波的辐射场中，电磁波的能量将激励天线的振子，进而电信号。
4.移动通信天线的调整和维护4.1 天线方向调整天线方向调整是为了保证信号正常传输和接收。
通过调整天线的角度和方向，使其与基站之间的信号传输相匹配。
4.2 天线位置调整天线位置调整是为了优化信号的覆盖范围和强度。
通过调整天线的位置，使其能够覆盖目标区域，并确保信号强度均匀分布。
4.3 天线系统维护天线系统的维护包括定期巡检、故障排除和设备更换等。
定期巡检可以检查天线系统的运行状态，及时发现和解决问题。
故障排除是为了解决天线系统中可能出现的故障和问题。
设备更换是为了更新和升级天线系统的硬件设备。
附件：________本文档涉及附件包括图片和示意图，便于读者更好地理解和应用。
法律名词及注释：________1.电磁波：________指在空间中以电磁场的形式传播的能量。
天线基础知识(馈电原理)
天线输入阻抗与特性阻抗不一致时，产生 的反射波和入射波在馈线上叠加形 成驻波，其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比。电压驻波比过 大，将 缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放 管，影响通信系统正常工作。
2. 前后比（F/B）
天线的后向180°±30°以内的副瓣电平与最大波束之差，用正值表示。一 般天线的前后比在18～45dB之间。对于密集市区要积极采用前后比大的天 线，如40dB。
天线知识
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天线知识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 天线基础知识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1 天线增益 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 方向图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 极化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.4 天线其它技术指标 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5 天线的种类 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 天线技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1 天线分集技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 赋形波束技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3 智能天线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3 天线选型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.1 各种天线的应用原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.2 各种无线环境下的天线选择原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4 天线倾角规划 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1 天线倾角设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.2 实际运用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5 天线的安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.1 天线支架安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.2 天线安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
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6. 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。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，即由中 间对称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（73.1＋ｊ42.5）欧姆。 当把振子长度缩短３％～５％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73.1欧 （标称75欧）。
１. 无线电波
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，同时这两者又都垂直于传播方向。
无线电波的波长、频率和传播速度的关系
可用式 λ＝Ｖ/ｆ 表示。 式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫兹；λ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电常数ε约为2.1， 因此，Ｖε≈Ｃ/1.44 ，λε≈λ/1.44 。
输入阻抗 （Impedance）• 5050 ohms
Cable
Antenna 50 ohms
反射(回波)损耗
当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波， 没有反射波。馈线上传输的是行波，馈线上各处的电压幅度相等，馈 线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。
而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，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分 能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。
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 L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
50 ohms
朝前: 10W 返回: 0.5W
80 ohms
9.5 W
这里的反射损耗为 10log(10/0.5) = 13dB VSWR 是反射损耗的另一种计量
驻波比、反射损耗和反射系数
由此可算出回波损耗：RL＝10lg(10/0.5)=13dB
功率反射系数：
2＝0.5/10＝0.05
电压反射系数
当天线的工作波长不是最佳时天线性能要下降 在天线工作频带内,天线性能下降不多,仍然是可以接受的。
半波振子
1/4 Wavelength 1/2 Wavelength
1/4 Wavelength Dipole
波长与频率的关系 1800MHz ：166mm
900MHz ：333mm 公式：300/f(G) mm
半波振子上的场分布
电磁波的传播
振 子
电场
磁场
电场 电波传输方向
磁场
电场
2.自由空间中的电磁波
＝0.2238
驻波比定义为
VSWR=(1+)/(1- )＝1.57
由上面的定义可导出电压反射系数和回波损耗的关系
RL=-20lg
电压反射系数和驻波比VSWR的关系
=(VSWR-1)/(VSWR+1)
8. 天线带宽
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输送的功率最大，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。 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，如天线的输入驻波比≤1.5时， 天线的工作带宽。
波长
3. 无线电波的极化
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 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 化波。
4. 天线主要技术指标
传输特性指标
驻波系数、频带宽度、隔离度、三阶互调、功率容量
基站天线基础培训
1. 天线概念
什么是天线?
将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波 将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能
Blah blah blah bl ah
传输线演变为天线
2. 天线辐射电磁波的基本原理
导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐 射的能力与导线的长短和形状有关.如由于两导线的距离很近，
当传输线的几何长度等于或大于所传送信号的波长时就叫做长传输 线，简称长线。
传输线的特性阻抗
无限长传输线上各点电压与电流的比值等于特性阻抗，用符号Ｚ。表示。同 轴电缆的特性阻抗
Ｚ。＝〔138/√εr〕×log(D/d)欧姆。 通常Ｚ。=50欧姆/或75欧姆 式中，D为同轴电缆外导体铜网内径； d为其芯线外径； εr为导体间绝缘介质的相对介电常数。 由上式不难看出，馈线特性阻抗与导体直径、导体间距和导体间介质的介电 常数有关，与馈线长短、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗大小无关。
辐射特性（方向图）指标
增益、极化、波瓣宽度、前后辐射比、上旁瓣抑制、零值填充 下倾角
机械特性指标
接头型式、天线罩质材、尺寸、重量、风荷、适应环境
5. 关于传输线的几个基本概念
连接天线和发射（或接收）机输出（或输入）端的导线称为传输线 或馈线。传输线的主要任务是有效地传输信号能量。因此它应能发射 机发出的信号以最小的损耗传送到发射天线的输入端，将天线接收的 信号以最小的损耗传送到接收机输入端，同时它本身不应拾取或产生 杂散干扰信号。这样，就要求传输线必须屏蔽或平衡。
的直导线称为振子。
对称振子
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 合起来的，称为折合振子。
波长
1/2波长 一个1/2波长的对称振子 在
800MHz 约 200mm长 400MHz 约 400mm 长
1/4波长 1/2波长
1/4波长