基站天线基础理论
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。
基站天线基础理论
±45°
±45°
68
65
7.5
6.5
≧15
≧15
≧25
≧25
﹤1.5
﹤1.5
≧30
≧30
﹤-150
﹤-150
1330*168*105
6
2300-2700 18
±45° 63 5.5 ≧15 ≧25
﹤1.5 ≧30 ﹤-150
GSM1800 PCS1900 UMTS2100 WIMAX2300 LTE2600
50 ohms
朝前: 10W 返回: 0.5W
80 ohms
这里的回波损耗为 10log(0.5/10) = -13dB
9.5 W
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
＝0.2238
驻波比定义为
VSWR=(1+)/(1- )＝1.57
无源互调
✓互调是指非线性射频线路中，两个或多个频率混合后所产生的噪音信号。 具有两个载波信号的互调失真频率实例 频率A及B上的载波，产生如下互调信号： 1阶： A，B 2阶： （A+B），（A-B） 3阶： （2A±B），（2B ±A） 4阶： （3A±B），（3B ±A），（2A±2B） 5阶： （4A±B），（4B ±A），（3A±2B），（3B ±2A） 互调失真如何影响系统的性能？ • 较高功率的发射信号通常会混合产生互调信号，最后进入接收波段。 • 而基站天线接收的信号通常功率较低。 • 如果互调信号与实际的接收信号具有相近或较高的功率，系统会误把互调 信号视为真实信号。
Freq(MHz) Gain(dB) Polar HBW（°） VBW（°） USS（dB） F/B Ratio（dB） VSWR Isolation（dB） PIM3（dBc） Dimensions（mm） Weight（kg）
基站天线基础知识介绍(经典版)
机械下倾
天线占 比
27% 17% 14% 8% 7% 7% 6%
3%
5% 3% 3%
水平 半功 率角
65 65 65 65 65 65 65
65
65 65 65
垂直半 功率角
6.5~15 6.5~15 6.5~15 6.5~15 6.5~15 6.5~15 6.5~15
6.5~15
6.5~15 6.5~15 6.5~15
3
天线的位置和作用
天线的作用就是将馈管中携带声音信息的高频电磁能转成为自由空间的电磁波，反之收集自由空间中的电磁波 转化为馈管中的高频电磁能电信号。
天线是无源设备，载波通过馈线送到天线的信号有多大，天线发出去的信号就有多大。
天线调节支架
基站天馈系统示意图
抱杆（50~114mm）
接头密封件 绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带
W 海天 摩比 摩比
HTDBS096515(3) HTQ-09-11 FX-X-GB-17-65-03T HTDBS096517（3） HTDBS096515 HTDBS096515(6) HTDBS096518（3） CTSD09-065136DM/7226.03 HTDBS096517 MB900-65-15/7226.03 MB900-65-18D
基站天线基础知识介绍
2015.8 优化中心
• 天线在无线通信系统中起着重要的 作用。
• 各种场景下天线的选型、天线的方 位角、下倾角角度设置会直接影响 到网络的性能和覆盖强度。
通过天线基础知识学习，希望大家在 后期对天线与覆盖的关系有一个更深入的 认识。
2
第1章 天线的位置和作用 第2章 天线的驻波比对覆盖的影响 第3章 现网天线型号介绍 第4章 天线的辐射方向图 第5章 天线下倾角计算 第6章 案例 第7章 天线调整注意事项
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.介绍移动通信基站天线是实现无线信号覆盖和通信的关键元件之一，它能够向各个方向辐射或接收电磁波。
本文档将介绍移动通信基站天线的基础知识，包括天线的类型、性能指标、安装调试及维护等。
2.移动通信基站天线的类型2.1 方向性天线方向性天线具有明确的主辐射方向，能够实现定向发射和接收信号。
常见的方向性天线包括定向天线和扇形天线。
2.2 全向天线全向天线能够在水平方向上均匀辐射和接收信号，适用于提供大范围覆盖的场景。
常见的全向天线有全向螺旋极化天线和全向波束天线。
3.移动通信基站天线的性能指标3.1 增益增益是衡量天线辐射或接收信号能力的重要指标，通常以dBi （dB与dBd之间的转换关系是：dBd = dBi ●2.15）表示。
增益越高，天线传输距离越远。
3.2 波束宽度波束宽度衡量天线在水平或垂直方向上的辐射或接收范围。
辐射方向越集中，波束宽度越小。
3.3 调谐频率调谐频率是天线能够工作的频率范围，常用单位为MHz。
天线应能够适应所在通信系统的频率需求。
4.移动通信基站天线的安装调试4.1 天线安装天线的安装应符合相关的安全规范，确保其稳固性和机械强度。
天线安装位置的选择应充分考虑信号覆盖效果，并避免与其他设备干扰。
4.2 天线调试天线调试包括方向调整和天线倾角调整。
方向调整保证天线辐射或接收信号的主辐射方向正确。
天线倾角调整保证天线的覆盖范围和干扰控制达到最佳效果。
5.移动通信基站天线的维护天线的维护包括定期巡视和清洁，及时检查连接器和电缆接头的情况，并做好防水、防锈等工作。
如有问题应及时进行维修或更换。
附件：1.移动通信基站天线安装示意图2.天线维护记录表格法律名词及注释：1.电信法：指规范和管理电信行业各项活动的法律文件。
2.电磁波：指在电磁场中传播的波动现象，具有能量和频率特性。
3.增益：指天线传输和接收信号能力的提高程度。
4.波束宽度：指天线在特定方向上能够覆盖的角度范围。
基站天线的基本原理及电波传播
基站天线的主要电气特性 (2)
• 极化方式 Polarization • 下倾角 Downtilt（单位：degree） • 三阶互调 Intermodulation（单位：dBc） • 阻抗 Independence （单位：ohms） • 雷电防护 Lightning protection
斜率 (dB/dec) 40
市区
-76
38.4
郊区
-68
38
农村
-62
36
注: 1. 以上取值只针对 850 MHz 2. 可以根据实际情况进行修正
谢谢
谢谢
感谢下 载
• 天线是无源而非有源器件。
• 天线的增益是指它与各向同性（isotropic)天线相比， 能量集中的增大倍数（dBi)。或与偶极子（dipole)天 线相比，能量集中的增大倍数（dBd)。
典型的基站天线类型
• 全向天线 • 定向天线
– 按结构分
• 板状天线 • 对数周期天线
– 按极化方式分
• 单极化天线 • 双极化天线
基站天线的基本原理及电波传播
基站天线的基本原理及电波传播
内容
• 天线知识概述
– 天线的定义 – 典型的基站天线类型 – 基站天线的主要电气特性 – 基站天线的主要机械特性 – 基站天线的主要环境特性
• 天线的基本原理 • 电波传播基本知识
天线知识概述 天线知识概述
天线的定义
• 天线是一种将传输线送来的高频传导电流转变成空 间电磁波或反向过程的装置。
基站天线基本原理
基站天线基本原理蜂窝通信系统要求从基站到移动台的可靠通信，对天线系统有特别的要求。
蜂窝系统是一个双工系统，理想的天线是在发射和接收两个方向提供同样的性能。
天线的增益、覆盖方向、波束、可用驱动功率、天线配置、极化方式等都影响系统的性能。
1 天线增益天线增益一般常用dBd和dBi两种单位。
dBi用于表示天线在最大辐射方向场强相对于全向辐射器的参考值；而dBd表示相对于半波振子的天线增益。
两者有一个固定的dB差值，即0dBd等于2.15dBi，如图 2?1所示。
图1 dBi与dBd的不同参考示意图0dBd=2.15dBi目前国内外基站天线的增益范围从0dBi到20dBi以上均有应用。
用于室内微蜂窝覆盖的天线增益一般选择0-8 dBi，室外基站从全向天线增益9dBi到定向天线增益18dBi应用较多。
增益20dBi左右波束相对较窄的天线多用于地广人稀的道路等方向性较强的特殊环境的覆盖。
2 辐射方向图基站天线辐射方向图可分为全向辐射方向图和定向辐射方向图两大类，分别被称为全向天线和定向天线。
如图2?2所示，左边所示分别为全向天线的水平截面图和立体辐射方向图；右边所示分别为定向天线的水平截面图和立体辐射方向图。
全向天线在同一水平面内各方向的辐射强度理论上是相等的，它适用于全向小区；图中红色所示为定向天线罩中的金属反射板，它使天线在水平面的辐射具备了方向性，适用于扇形小区。
图2 空间辐射方向图（全向天线和定向天线）3 波瓣宽度3.1 水平波瓣宽度在天线的水平面（垂直面）方向图上，相对于主瓣最大点功率增益下降3dB的两点之间所张的角度，定义为天线的水平（垂直）波瓣宽度，也称水平（垂直）波束宽度或者水平（垂直）波瓣角。
天线辐射的大部分能量都集中在波瓣宽度内，波瓣宽度的大小反映了天线的辐射集中程度。
全向天线的水平波瓣宽度为360°，而定向天线的常见水平波瓣宽度有20°、30°、65°、90°、105°、120°、180°多种（如图 2?3）。
移动通信基站天线基础知识-无删减范文
移动通信基站天线基础知识移动通信基站天线基础知识简介在移动通信领域，基站是通信网络的核心组成部分，它负责接收和发送信号，实现移动用户间的通信。
而在基站中的重要组成部分就是天线。
天线作为基站的“眼睛和耳朵”，起到接收和发射无线信号的作用。
本文将介绍移动通信基站天线的基础知识。
天线类型移动通信基站天线按照不同的分类标准可以分为多种类型，其中常见的有以下几种：1. 方向性天线：这种天线主要用于提高信号的传输距离和覆盖范围。
它将信号聚焦在一个特定方向上，减少信号的散射和干扰。
2. 扇形天线：这种天线主要用于扇面覆盖区域内的通信。
它将信号均匀地辐射到扇形区域内，以满足移动用户的需求。
3. 定向天线：这种天线主要用于长距离通信，如城市间的通信。
它将信号集中在一个狭窄的方向上，提高信号的传输距离和质量。
4. 室内天线：这种天线主要用于室内覆盖，如商场、办公楼等场景。
它可以增强信号在室内的传输强度，提高信号覆盖的质量。
天线性能参数了解天线的性能参数对于实现高质量的移动通信至关重要，下面是一些常见的天线性能参数：1. 增益：天线的增益是指天线辐射或接收信号的能力。
增益值越高，天线的辐射、接收和传输的功率就越大，覆盖范围也就越广。
2. 波束宽度：波束宽度是指天线辐射信号的主要方向范围。
波束宽度越窄，天线的覆盖范围也就越小，但传输距离和质量会更好。
3. 前后比：前后比描述了天线在主波束方向上辐射信号的强度与背向波束方向上辐射信号强度之间的比值。
前后比越大，天线的方向性就越明显。
4. 横向波束宽度：横向波束宽度是指天线辐射信号的水平范围。
横向波束宽度越大，天线的覆盖范围也就越广。
5. 竖向波束宽度：竖向波束宽度是指天线辐射信号的垂直范围。
竖向波束宽度越大，天线的覆盖范围也就越广。
天线安装和调整天线的安装和调整是保证通信质量的关键步骤。
以下是一些常见的注意事项：1. 安装位置：天线的安装位置应尽量避免遮挡，以确保信号的传输效果。
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是移动通信系统中的重要组成部分，其作用是将电信号转化为电磁波，并进行无线传输。
本文将介绍移动通信基站天线的基础知识，包括天线的类型、工作原理、性能指标等内容。
一、天线的类型移动通信基站天线可以根据不同的分类方式进行分类。
根据天线的工作频段，可以分为以下几类：1. 宽频段天线：适用于多频段的通信系统，能够覆盖不同频段的通信需求。
2. 扇形覆盖天线：用于小区域通信，形状呈扇形，信号覆盖范围有限。
3. 定向天线：用于长距离通信，信号传输更远且更稳定，但只能在特定方向进行通信。
4. 等向天线：信号传输范围广且均匀，适用于城市通信等环境。
根据天线的形状和结构，还可以分为以下几类：1. 竖直天线：天线的辐射方向主要朝向地面，适用于城市通信等场景。
2. 水平天线：天线的辐射方向主要朝向水平方向，适用于山区等场景。
3. 室内天线：适用于室内信号覆盖，可提供稳定的室内信号传输环境。
4. 中心天线：用于高速列车、高速公路等移动环境下的通信需求。
二、天线的工作原理移动通信基站天线的工作原理是将电信号转化为电磁波，并进行无线传输。
具体工作原理如下：1. 输入信号处理：接收来自基站设备的电信号，并进行处理，使其符合天线的输入要求。
2. 电信号转换：将输入信号转换为高频电磁波，以便进行无线传输。
3. 辐射和传输：将转换后的电磁波通过天线辐射出去，在空间中传输到指定的接收器。
4. 接收器接收：接收器接收到天线辐射出的电磁波，并将其转换为电信号。
三、天线的性能指标移动通信基站天线的性能指标直接影响着通信系统的性能。
常见的天线性能指标包括：1. 增益：衡量天线的辐射效率，增益越高，传输距离越远。
2. 驻波比：衡量天线的匹配程度，驻波比越小，能量传输效率越高。
3. 方向性：衡量天线在不同方向上的辐射效果，方向性越强，信号传输精度越高。
4. 波瓣宽度：衡量天线在空间中的覆盖范围，波瓣宽度越大，覆盖范围越广。
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MOBI Antenna Technologies (SHENZHEN) Co., Ltd.
一. 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
半波振子
806-960 -45 806-960 +45 1710-2170 1710-2170 +45 -45
满足多系统共站的建设需求，节约站址资源
减少配置型号数量，降低管理成本
远程遥控调节电子下倾角，降低运营成本
电子下倾角独立可调，便于网络规划、优化
基于AISG协议，与多个品牌系统设备兼容
双频宽带天线
MB3BH/MF-65-17/18DE10/8
Freq(MHz) Gain(dB) Polar HBW（°） VBW（°） USS（dB） 790-896 16.5 ±45° 67 8.5 ≧15 824-960 17 ±45° 65 8 ≧15 1710-1920 17.2 ±45° 68 7.5 ≧15 1920-2300 17.6 ±45° 65 6.5 ≧15 2300-2700 18 ±45° 63 5.5 ≧15
RCU
AISG Cable
Jumper
RRU
Antenna
Antenna
Antenna
RCU
RCU
RCU
Jumper Smart Bias T
Feeder
Smart Bias T
BTS
基站天线产品发展趋势
移动通信系统的频谱分布
1710 1755 1850 1910 1930 1990 2110 2170 2300 2700 698 808 820 849 869 894 25MHz
18MHz
18MHz 12MHz
30MHz
30MHz
25MHz
45MHz
60MHz
60MHz
45MHz
700MHz
Cellular
GSM1800
PCS
UMTS2100
WIMAX/LTE
790 798
870
960
1710
2170
2300
2B Band 3BH Band 3BL Band 4B Band
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
2.自由空间中的电磁波
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。
波长
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。
V/H (Vertical/Horizontal)
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)
工程上如何控制、选择驻波比
VSWR>1时，说明输进天线的功率有一部分被反射回来，
从而降低了天线的辐射功率 7/8“电缆损耗5dB/100m，是在VSWR=1（全匹配）情况 下测的；有了反射功率，就增大了能量损耗，从而降低了馈 线向天线的输入功率 VSWR越大，反射越大，匹配越差。那么，驻波比差， 到底有哪些坏处？在工程上可以接受的驻波比是多少？一个 适当的驻波比指标是要在损失能量的数量与制造成本之间进 行折中权衡的。
无源互调
互调是指非线性射频线路中，两个或多个频率混合后所产生的噪音信号。 具有两个载波信号的互调失真频率实例 频率A及B上的载波，产生如下互调信号： 1阶： A，B 2阶： （A+B），（A-B） 3阶： （2A±B），（2B ±A） 4阶： （3A±B），（3B ±A），（2A±2B） 5阶： （4A±B），（4B ±A），（3A±2B），（3B ±2A） 互调失真如何影响系统的性能？ • 较高功率的发射信号通常会混合产生互调信号，最后进入接收波段。 • 而基站天线接收的信号通常功率较低。 • 如果互调信号与实际的接收信号具有相近或较高的功率，系统会误把互调 信号视为真实信号。
朝前: 10W 50 ohms 返回: 0.5W 80 ohms 9.5 W
这里的回波损耗为 10log(0.5/10) = -13dB
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
驻波比定义为
＝0.2238
VSWR=(1+)/(1- )＝1.57
VSWR
Isolation（dB） PIM3（dBc） Dimensi1.5
≧30 ﹤-150
﹤1.5
≧30 ﹤-150 1330*168*105 6
﹤1.5
≧30 ﹤-150
GSM1800
PCS1900
UMTS2100
WIMAX2300
LTE2600
宽频多系统电调天线
﹤1.5 ≧30 ﹤-150
≧25
﹤1.5 ≧30 ﹤-150
GSM1800
PCS1900
UMTS2100
WIMAX2300
LTE2600
多频天线共站方案
共站解决方案
806-960MHz/1710-2170MHz
单 频 天 线
多 频 天 线
增益:14/17, 16/17, 17/18 dBi（可选） 型号.:4 /2(内置合路器)
天线增益与波束宽度的关系
一般说来，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增益越高。当旁瓣 电平及前后比正常的情况下，可用下式近似表示
前后比
后向功率
前向功率
F/B = 10 log
(前向功率) （后向功率)
typically ： 25dB
交叉极化比
意义：提高分集接收效果
一般要求：10dB，120范围内
交叉极化比
0
电调天线优点
减少选型数量、降低投资管理成本
站点无需停机、无需攀爬站塔，即可调节倾角
根据话务量快速调节小区覆盖范围
降低站点维护成本
与机械下倾角比较，减少覆盖区域变形
10°电子下倾
10°机械下倾
电调天线配件
Electrical Antenna
RCU
Electrical Antenna
RCU
Electrical Antenna
F/B Ratio（dB）
VSWR Isolation（dB） PIM3（dBc） Dimensions（mm） Weight（kg）
CDMA800 GSM900
≧25
﹤1.5 ≧30 ﹤-150
≧25
﹤1.5 ≧30 ﹤-150
≧25
﹤1.5 ≧30 ﹤-150 2100*380*156 25
≧25
3F Band MF Band
2600 Band
2700
698
806
824
896
1710-2700MHz 超宽带天线
MBMF-65-18DE10
Freq(MHz) Gain(dB) Polar HBW（°） VBW（°） USS（dB） F/B Ratio（dB） 1710-1920 17 ±45° 68 7.5 ≧15 ≧25 1920-2300 17.5 ±45° 65 6.5 ≧15 ≧25 2300-2700 18 ±45° 63 5.5 ≧15 ≧25
旁瓣抑制
为了减少对临近小区的干扰必须抑制上旁瓣电平，一 般要求为〉15dB
下倾角
下倾角方式：机械下倾、固定电下倾、可调电下倾、遥控电下倾
10° 电子下倾
6° 电子下倾 + 4°机械下倾
10°机械下倾
电调天线原理
2 π d sin 0 λ
对于间隔排列为d的N个 单元阵列，当相邻单元的相 位呈等相均匀分布时，天线 最大波束形成于法向正前方。 当相邻单元的相位依次相差 Φ 时，最大波束形成于θ 空间方向。
V S W R
与完全匹配(VSWR=1)相比
反射功率百分 比 增大馈线损耗(dB) （50米馈线加跳线约2.5dB自 然损耗） 减小的辐射 功率(dB) 减小辐射功率 百分比
3.0 2.0 1.8 1.5 1.4 1.3 1.2
6.0 9.5 11.0 14.0 15.5 17.5 21.0
25%(1.25dB) 11%(0.5dB) 8%(0.36dB) 4%(0.17dB) 2.8%(0.12dB) 1.7%(0.07dB) 0.8%(0.03dB)
终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波系数越接近于１， 匹配也就越好。
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。
RCU
控制电缆
馈线
控制电缆
天线防雷装置
控制电缆
控制天线防雷装置
CCU
基站设备
Electrical Antenna