天线课件(华为)
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天线基础概述优秀课件
Main Lobe:主波束 最大輻射方向的波束
HPBW:半功率波束寬 主波束的半功率的角度寬。
Minor Lobe:次波束 主波束之外的均稱次波束
Back Lobe: 與主波束相背的波束
Side Lobe:旁波束 與主波束相鄰的波束
方向性
方向性(directivity): 特定方向的輻射強度與天線全部方向輻射 強度的平均值之比。換言之，特定方向的 輻射強度與等值天線(isotropic antenna) 之比。
另一種效益稱為天線效益，比天線輻射效 益還多考慮的阻抗不匹配的損失。
天線增益
天線增益=天線方向性*天線輻射效益 單位為dBi。 使用電波暗室所量測得到的數值即為天線
增益。
精品课件！
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極化 polarization
天線之極化定義為以地球表面為基準，輻 射波的電場方向即為極化方向。
近場與遠場 (2)
Radiation near field:
電抗能量減少，可輻 射的能量開始散佈在 這個區域。
R2=2D2/λ
Radiation far field:
電抗能量已經不存在， 只有輻射能量存在於 這個區域。
在此區域中功率密度 將與天線的距離平方 成反比。
輻射場型
天線輻射場型是依據輻射遠場 特性所畫出的圖形。
一般極化區分為Linear(線性)與circular(圓 形)極化二種。
Linear含有Vertical與Horizontal Circular含有RHCP與LHCP
天线基础概述
天線如何輻射
天線輻射主要來至於 電流的移動或是具有 加速度的電子。
電子如果隨時間做週 期性變化時，也會產 生輻射。
天線產生電磁波之方 式如右圖。
HPBW:半功率波束寬 主波束的半功率的角度寬。
Minor Lobe:次波束 主波束之外的均稱次波束
Back Lobe: 與主波束相背的波束
Side Lobe:旁波束 與主波束相鄰的波束
方向性
方向性(directivity): 特定方向的輻射強度與天線全部方向輻射 強度的平均值之比。換言之，特定方向的 輻射強度與等值天線(isotropic antenna) 之比。
另一種效益稱為天線效益，比天線輻射效 益還多考慮的阻抗不匹配的損失。
天線增益
天線增益=天線方向性*天線輻射效益 單位為dBi。 使用電波暗室所量測得到的數值即為天線
增益。
精品课件！
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極化 polarization
天線之極化定義為以地球表面為基準，輻 射波的電場方向即為極化方向。
近場與遠場 (2)
Radiation near field:
電抗能量減少，可輻 射的能量開始散佈在 這個區域。
R2=2D2/λ
Radiation far field:
電抗能量已經不存在， 只有輻射能量存在於 這個區域。
在此區域中功率密度 將與天線的距離平方 成反比。
輻射場型
天線輻射場型是依據輻射遠場 特性所畫出的圖形。
一般極化區分為Linear(線性)與circular(圓 形)極化二種。
Linear含有Vertical與Horizontal Circular含有RHCP與LHCP
天线基础概述
天線如何輻射
天線輻射主要來至於 電流的移動或是具有 加速度的電子。
電子如果隨時間做週 期性變化時，也會產 生輻射。
天線產生電磁波之方 式如右圖。
天线课件华为
超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面 波衰减很快。因此也不能依靠地面波作较远距离的传播， 它主要是由空间波来传播的。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
直视距离和发射天线以及接收天线的 高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。 由简单的几何关系式可知
AB＝3.57( HT 1/2 +HR 1/2 )(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。
可用式 λ ＝Ｖ/ｆ 表示。在公式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫芝；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。
波长
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
什么是天线？
把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... 收集无线电波并产生电信号
Blah blah blah bl ah
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识三 节 节内容
第二节 超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1、无线电波的基本知识
1、1 无线电波的概念:
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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有 的发射或接收电磁波的能力。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
天线方向图
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
第一章 无线电波和超短波的基本知识
直视距离和发射天线以及接收天线的 高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。 由简单的几何关系式可知
AB＝3.57( HT 1/2 +HR 1/2 )(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。
可用式 λ ＝Ｖ/ｆ 表示。在公式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫芝；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。
波长
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
什么是天线？
把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... 收集无线电波并产生电信号
Blah blah blah bl ah
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识三 节 节内容
第二节 超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1、无线电波的基本知识
1、1 无线电波的概念:
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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有 的发射或接收电磁波的能力。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
天线方向图
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
第一章天线基础知识PPT课件
辐射总功率： Pr 40IA2(l)2
等效关系： Rr 2Pr /IA2
辐射电阻： Rr 8(0l/)2
辐射功率取决于电偶极子的电长度，频率越高 或波长越短，辐射功率越大。已经假定空间媒 质不消耗功率且在空间内无其它场源，所以辐 射功率与距离r无关。
17
1.1.2 对偶原理与磁基本振子
（1）对偶原理 （2）磁基本振子
18
（1） 对偶原理
电荷与电流是产生电磁场的唯一源。自然界中至今 尚未发现任何磁荷与磁流存在。但是对于某些电磁场 问题，引入假想的磁荷与磁流是有益的。
对偶原理
如果将上述电场及磁场分为两部分：一部分是由电荷及电
流产生的电场 及Ee (磁r )场 ；另He一(r)部分是由磁荷及磁流产生 的电场 及磁场Em(r，) 即 Hm(r)
由对偶关系：
22
磁偶极子的辐射总功率
1
P rs S ad v s s 2 R E e H ] [ d s 1
4 6 I m 2 (0 s ) 2
磁偶极子的辐射电阻
Rr
2Pr Im2
3204(s)2
同样长度的导线，绕制成磁偶极子，在电流
振幅相同情况下，远区的辐射功率比电偶极子
的要小的多。
工程上常采用两个正交平面方向图，自由空 间中两个最重要的平面方向图是E面和H面。E 面即电场强度矢量所在并包含最大辐射方向的 平面，H面即磁场强度矢量所在并包含最大辐振子的H平面方向图
功率方向图反映辐射的功率密度与方向之间 的关系，它与场强方向图关系为
25
（1）方向函数
方向性，就是在相同距离的条件下天线辐 射场的相对值与空间方向的关系。 天线远场区：
方向函数：
归一化方向函数：
等效关系： Rr 2Pr /IA2
辐射电阻： Rr 8(0l/)2
辐射功率取决于电偶极子的电长度，频率越高 或波长越短，辐射功率越大。已经假定空间媒 质不消耗功率且在空间内无其它场源，所以辐 射功率与距离r无关。
17
1.1.2 对偶原理与磁基本振子
（1）对偶原理 （2）磁基本振子
18
（1） 对偶原理
电荷与电流是产生电磁场的唯一源。自然界中至今 尚未发现任何磁荷与磁流存在。但是对于某些电磁场 问题，引入假想的磁荷与磁流是有益的。
对偶原理
如果将上述电场及磁场分为两部分：一部分是由电荷及电
流产生的电场 及Ee (磁r )场 ；另He一(r)部分是由磁荷及磁流产生 的电场 及磁场Em(r，) 即 Hm(r)
由对偶关系：
22
磁偶极子的辐射总功率
1
P rs S ad v s s 2 R E e H ] [ d s 1
4 6 I m 2 (0 s ) 2
磁偶极子的辐射电阻
Rr
2Pr Im2
3204(s)2
同样长度的导线，绕制成磁偶极子，在电流
振幅相同情况下，远区的辐射功率比电偶极子
的要小的多。
工程上常采用两个正交平面方向图，自由空 间中两个最重要的平面方向图是E面和H面。E 面即电场强度矢量所在并包含最大辐射方向的 平面，H面即磁场强度矢量所在并包含最大辐振子的H平面方向图
功率方向图反映辐射的功率密度与方向之间 的关系，它与场强方向图关系为
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（1）方向函数
方向性，就是在相同距离的条件下天线辐 射场的相对值与空间方向的关系。 天线远场区：
方向函数：
归一化方向函数：
天线基本原理及常用天线介绍ppt课件
.
3、天线的工作频率范围(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。
.
806~960MHz的超宽频天线
现在的一副天线相当于原来的三副天线， 并且具备电调功能，既提高. 了产品性能，又在很大程度上降低了天线的生产成本
3G（1710～2170MHz）频段的超宽频天线
现在的一副天线相当于原来的三副天线， 并且具备电调功能，既提高了. 产品性能，又在很大程度上降低了天线的生产成本
峰值 - 3dB点
Peak - 3dB
10dB 波束宽度 - 10dB点
120° (eg)
峰值
- 10dB点
Peak - 10dB
15° (eg)
Peak
32° (eg)
Peak
Peak - 3dB
俯仰面即. 垂直面方向图
Peak - 10dB
方向图旁瓣显示
上旁瓣抑制 下旁瓣抑制
.
8、方向图在移动组网中的应用
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的 发射或接收电磁波的能力。
.
天线的主要技术指标
天线匹配指标
驻波比 隔离度
天线辐射特性指标
与国际接轨的 天性辐射特性
增益
主瓣波束宽度
第一副瓣抑制
前后比
交叉极化比
轴向 ±30
波束效率
3dB 10dB
杂散因子
3dB 10dB
.
≤1.4
3、天线的工作频率范围(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。
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806~960MHz的超宽频天线
现在的一副天线相当于原来的三副天线， 并且具备电调功能，既提高. 了产品性能，又在很大程度上降低了天线的生产成本
3G（1710～2170MHz）频段的超宽频天线
现在的一副天线相当于原来的三副天线， 并且具备电调功能，既提高了. 产品性能，又在很大程度上降低了天线的生产成本
峰值 - 3dB点
Peak - 3dB
10dB 波束宽度 - 10dB点
120° (eg)
峰值
- 10dB点
Peak - 10dB
15° (eg)
Peak
32° (eg)
Peak
Peak - 3dB
俯仰面即. 垂直面方向图
Peak - 10dB
方向图旁瓣显示
上旁瓣抑制 下旁瓣抑制
.
8、方向图在移动组网中的应用
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的 发射或接收电磁波的能力。
.
天线的主要技术指标
天线匹配指标
驻波比 隔离度
天线辐射特性指标
与国际接轨的 天性辐射特性
增益
主瓣波束宽度
第一副瓣抑制
前后比
交叉极化比
轴向 ±30
波束效率
3dB 10dB
杂散因子
3dB 10dB
.
≤1.4
华为天线基础知识培训V2.0-20150209
基站天线
手动调节电调天线
远程调节电调天线
在网管端采用远程控制方式调节电下倾角
机械下倾，通过调节天线支架实现下倾
下倾角类型
电下倾，通过调节天线内部移相器实现下倾 机械下倾与电下倾组合的方式
电调天线由于其易优化的特点，已成为主流的基站天线类型
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. HISILICON SEMICONDUCTOR
上副瓣比较大
17.5dBi
上副瓣低
垂直面波宽 比较窄 覆盖范围远
垂直面波宽比 较宽
覆盖范围近
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
基站天线的极化
单极化天线
空间接收分集
双极化天线
双极化支持接收分集
收发共用
仅接收
收发共用
仅接收
天面空间受限
双极化为什么业界使用±45°双极化？
双极化天线原来主要用于极化分集，那需要
能量转换器：导波信号 VS 电磁波信号
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
Huawei Confidential
3
天线的工作原理
偶极子
单元方向图
阵列方向图
天线方向图
d
阵列
注：当d=λ,kd=2π; 实际设计 d=(0.8~0.9) λ;
天线的方向是由单元方向图与阵列方向图乘机获得 ;
按照水平方向图和极化特性划分
全向天线 基站天线 定向天线
单极化全向天线
单极化定向天线 双极化定向天线
按照波束下倾的特性划分
基站天线
固定电下倾角天线
手动可调电下倾角天线
远程可调电、电视天线、雷达天线等； 工作频段分类，短波天线、超短波天线、微波天线等； 方向性分类，全向天线、定向天线等； 外形分类，可分为线状天线、面状天线（平板、抛物面）等；
天线PPT课件(完整版)
天线发展简史
一、1886, 赫兹（Heinrich Rudolf Hertz, 1857-1894）
1839年法拉第（Michael Faraday, 1791-1867）发现、 1873年麦克斯韦(James Clerk Maxwell, 1831-1879)完成的电磁 理论，在1886年由海因里希· 鲁道夫· 赫兹建立了第一个无 线电系统，首次在实验室证实。
§1.1 辅助函数法
在远场区
E jA E jA E jA Er 0
1 j ˆE ˆ A H r r
天线辐射问题分析过程
§1.2 电基本振子
什么是电基本振子？ 一段通有高频电流的直导线，当导线长度远远小于
7
天线发展简史
三、1980, 超大阵列（VLA）抛物面天线（Very Large Array Steerable Parabolic Dish Antennas） 位于美国新墨西哥州（Socorro, New Mexico）的超大阵 列天线由27面直径为25米的抛物面按Y型方式排列组成，是 世界第一个射电天文望远镜。其分辨率相当于36千米跨度的 天线，而灵敏度相当于直径为130米的碟型天线。
2 A k A J
2
A 4 A 4
－线电流
远场辐，忽略高阶项
1 n 2,3,4, rn
jkr e ˆA , ˆA , ˆAr , A r , r
r
1 ˆA , ˆA , 1 E je jkr 2 r r
天线与电波传播
绪论
手机天线基础知识ppt课件
天线低频部分
塑胶支架 38X6X4
天线高频部分
可编辑课件PPT
20
从右图可见
• 该种 monopole保 持了低频 （1GHz）工 作频带。
• 高频则可有 着与中心频 率比值20% 以上、宽达 几百兆工作 带宽。
可编辑课件PPT
21
右图为该天线 模型在 1.8GHz频 率下的增益 方向图。
• 最大增益～ 4dBi。
Area of poor coverage directly under the antenna
Side View (Vertical Pattern)
Top View (Horizontal Pattern)
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7
• EIRP（ Effective Isotropic Radiated Power ）
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23
内置天线结构种类
天线
Pogo Pin 天线
Pogo Pin
PCB 正向使用Pogo Pin的
PCB 反向使用Pogo Pin的
1. Stamping
Stamping热熔到Housing内侧，Stamping伸出spring与手机PCB连接
2. Stamping + Support
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18
内置平面Monopole出现的现 实意义
• 多模手机对多频段天 线的要求
• Monopole的大带宽和 高增益，足以应付3G 时代跨越2GHz的几百 兆带宽需求。
• 内置平面Monopole结 构灵活，易于与当今 多变的手机结构相配 合
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19
Feed Strip PCB
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天线课件(华为)
直视距离和发射天线以及接收天线的 高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。 由简单的几何关系式可知 AB＝3.57( HT 1/2 +HR 1/2 )(公里)
A 发射天线高HT
RT
O'
RR
B 接收天线高HR
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2.2 电波的多径传播
电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、 森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此， 到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种 现象就叫多径传输。 由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动很 大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变 化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减 弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。
1.6 (极化)隔离
隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1000mW (即1W)
1mW
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识
第二节
超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2 超短波的传播
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.7 前后比
方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。
后向功率
前向功率
以dB表示的前后比 = 10 log
(前向功率) (反向功率)
典型值为 25dB 左右
目的是有一个尽可能小的反向功率
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
波长
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
A 发射天线高HT
RT
O'
RR
B 接收天线高HR
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2.2 电波的多径传播
电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、 森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此， 到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种 现象就叫多径传输。 由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动很 大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变 化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减 弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。
1.6 (极化)隔离
隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1000mW (即1W)
1mW
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识
第二节
超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2 超短波的传播
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.7 前后比
方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。
后向功率
前向功率
以dB表示的前后比 = 10 log
(前向功率) (反向功率)
典型值为 25dB 左右
目的是有一个尽可能小的反向功率
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
波长
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
天线基本知识PPT课件
天线的主要电参数
１对单极化天线
方向图 增益 输入阻抗（电压驻波比） 极化 带宽 功率容量 3阶无源互调（PIM）
2 对双极化天线
除具有单极化天线的电参数 外还具有
隔离度
交叉极化比
2021
48
天线的方向图
把天线在空间辐射强度随方位、俯仰角度分布 的曲线图形叫天线方图。
天线方向图通常是一个三维空间的曲面图形。 为了表示方便起见，在工程中常用归一化方向图。
自适应天线是一种控制反馈系统它根据一定的准则采用应天线是一种控制反馈系统它根据一定的准则采用数字信号处理技术形成天线阵列的加权向量通过对接数字信号处理技术形成天线阵列的加权向量通过对接收到的信号进行加权合并在有用信号方向上形成主波收到的信号进行加权合并在有用信号方向上形成主波束而在干扰方向上形成零陷从而提高信号的输出信束而在干扰方向上形成零陷从而提高信号的输出信多波束天线采用多个波束覆盖整个用户区每个波束的多波束天线采用多个波束覆盖整个用户区每个波束的指向固定波束宽度随天线阵元数目的确定而确定系指向固定波束宽度随天线阵元数目的确定而确定系统根据用户的空间位臵选取相应的波束使接收的信号统根据用户的空间位臵选取相应的波束使接收的信号最佳
对无线通信系统也同样是这样。再先进的基站通信设 备，没有好的天线，也无法发挥优良的性能。可见天线是 无线通信系统的重要组成部分。
2021
43
天线的作用
将传输线中的高频电磁能量转成为自由空间的电磁波 ，或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电 磁能。因此，要了解天线的特性就必然需要了解自由空间 中的电磁波及高频传输线的一些相关的知识。
2021
22
E(r,,)
若天线辐射的电场强度为
把电场强E(r度,,（)绝6对0f值(,）) 写成
天线基础知识与原理ppt课件
--- 按重要性顺序排列
水平面波束宽度 电下倾角度 垂直面波束宽度 前后比 增益
交叉极化比 副瓣抑制
满足所需求的覆盖要求
水平面和垂直面波束宽度准确，精确的下倾角，高 前后比抑制同频干扰，并满足所需要的增益指标。
能有效提升网络的通信质量
交叉极化比决定极化分集效果，网络升抗多径衰落 的标志。良好的上旁瓣抑制，在城区覆盖中能够减 缓同频干扰。
定义：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空
间同一点处所产生的信号的功率之比。
P1
全向辐射器在各个方向上 的辐射能量相等
单一偶极子的 “汽车轮胎”形辐射图
P0 天线相天对线于偶极子的增益用 “ 天d线B相d”对于表全示向辐射器的增P益2 用 “dBi” 表示 如: 0dBd = 2.15dBi
实现方式 金属板冷冲压
优点
加工和材料成本相对较低；
缺点
指标较差且一致性较差； 结构形状的时间稳定性较差 ，可靠性较差。
锌（铝）合金压铸
设计指标优秀且一致性较好 成品可靠性高 结构形状的时间稳定性好
成本相对较高
9
2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子
比较好的65度振子
比较差的65度振子
天线基础知识与原理
1
1
目录
一 天线基本知识及原理 二 天线的波束成型简介
22
目录
一 天线基本知识及原理
1、天馈系统简介 2、天线类型及各部件材质介绍 3、天线原理及指标介绍
33
1、天馈系统简介
天线调节支架
抱杆
接头密封件 绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带
基站天线在整个网络建设中占经费比例不 到3%，但它对网络性能的影响却超过60%。
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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. 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。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
天线可视为一个四端网络
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。 无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用Ｃ＝３００ ０００公里／秒表示。在媒质中的传播速度为：Ｖ＝Ｃ/ （ε ）1/2，式中ε 为传播媒质的相对介电常数。
无线电波类似一个 池塘上的波纹，在传 播时波会减弱。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
电磁波的传播
关的知识，无论是对产品的安装和维护、网络规划
工作的顺利开展，都有着十分重要的意义。
学习目标
学习完本课程，您应该能够对以下知识有基本的了解：
1、无线电波和超短波的基本知识
2、天线辐射电磁波的基本原理介绍
3、关于天线传输线的概念介绍 4、基站天馈系统
课程内容
第一章 无线电波和超短波的基本知识 第二章 天线辐射电磁波的基本原理 第三章 天线传输线的概念介绍 第四章 基站天馈系统
直视距离和发射天线以及接收天线的 高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。 由简单的几何关系式可知 AB＝3.57( HT 1/2 +HR 1/2 )(公里)
A 发射天线高HT
RT
O'
RR
B 接收天线高HR
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2.2 电波的多径传播
电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、 森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此， 到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种 现象就叫多径传输。 由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动很 大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变 化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减 弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
多径传播与反射
第一章 无线电波和超短波的基本知识
用分集接收改善信号电平
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2.３ 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。 因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑 对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。
在 820 MHz 1/2 波长 为~ 180mm, 在890 MHz 为~ 170mm 175mm对~ 850MHz 将是最佳的
该天线的频带宽度 = 890 - 820 = 70MHz
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.5 天线的功能: 控制辐射能量的去向
顶视
侧视
在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把 “面包圈” 压成扁平的。
2.6 dBd 和 dBi的区别
一个单一对称振子dipole具 有面包圈形的方向图辐射
一个各向同性isotropic的 辐射器在所有方向具有相同 的辐射
2.17dB
对称振子的增益为2.17dB
一个天线与对称振子相比较的增益 用“dBd”表示 一个天线与各向同性辐射器相比较的增 益用“dBi”表示 例如: 3dBd = 5.17dBi
反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线
天线 (顶视)
“全向阵” 例如在接收机中为4mW功率
“扇形覆盖天线 ” 将在接收机中有8mW功率
在我们的“扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益 这里, “扇形覆盖天线” 与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/1mW) = 9dBd
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收； 而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。当 来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过 程中通常都要产生极化损失。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1.5 极化损失
当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在 接收过程中通常都要产生极化损失，例如：当用圆极化天线
RG000008 天线知识介绍ISSUE1.0
无线产品课程开发室
引入
移动通信是当今通信领域内最为活跃、发展最为迅
速的领域之一，天线是用户终端与基站控制设备间 通信的桥梁，广泛应用于移动通信和无线接入通信
系统中,它的迅猛发展产生了巨大的推动力，推动
了天线概念的变革和技术的创新。能否对移动通信 中天线方面的知识有深入的了解、全面掌握天线相
的发射或接收电磁波的能力。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
天线方向图
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.4 天线的工作频率范围(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：
接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，
都要产生３分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量； 当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来
波的极化方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接
收天线也就完全接收不到来波的能量，这时称来波与接收天 线极化是隔离的。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
同轴线变化为天线
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.1 对称振子（半波振子） 两臂长度相等的振子叫做对称振子，也叫半波振子。
波长 1/4波长 1/2波长 1/4波长 1/2波长 振子
一个1/2波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长
400MHz 约 400mm 长
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
为频率，单位为赫芝；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。
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。
解答
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
1.6 (极化)隔离
隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1000mW (即1W)
1mW
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识
第二节
超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2 超短波的传播
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。
小结
本章介绍了无线电波和超短波的基本知识，其中主要包
括的内容有：无线电波的概念、无线电波的极化、天线 的概念、天线的极化、圆极化波、极化损失、极化隔离、 超短波和微波的视距传播、电波的多径传播、电波的绕 射传播等方面的内容。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节
节 节内容
无线电波的基本知识三
第二节
超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1、无线电波的基本知识
1、1 无线电波的概念: 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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
振 子 电场
磁场 电场 电波传输方向
磁场 电场
第一章 无线电波和超短波的基本知识
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。在公式中，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。
波长
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
什么是天线？
把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…...
收集无线电波并产生电信号
Blah bl ah blah bl ah
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1.3 天线的极化
天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向
垂直极化
水平极化
+ 45度倾斜的极化
- 45度倾斜的 极化
第一章 无线电波和超短波的基本知识
双极化天线
两个天线为一个整体，传输两个独立的波。
V/H (垂直/水平)
倾斜 (+/- 45°)
第一章 无线电波和超短波的基本知识
一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；
另一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
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。
在 850MHz 1/2 波长振子最 佳
在 820 MHz
在 890 MHz 天线振子
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＋ｊ 42.5）欧姆。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
天线可视为一个四端网络
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。 无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用Ｃ＝３００ ０００公里／秒表示。在媒质中的传播速度为：Ｖ＝Ｃ/ （ε ）1/2，式中ε 为传播媒质的相对介电常数。
无线电波类似一个 池塘上的波纹，在传 播时波会减弱。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
电磁波的传播
关的知识，无论是对产品的安装和维护、网络规划
工作的顺利开展，都有着十分重要的意义。
学习目标
学习完本课程，您应该能够对以下知识有基本的了解：
1、无线电波和超短波的基本知识
2、天线辐射电磁波的基本原理介绍
3、关于天线传输线的概念介绍 4、基站天馈系统
课程内容
第一章 无线电波和超短波的基本知识 第二章 天线辐射电磁波的基本原理 第三章 天线传输线的概念介绍 第四章 基站天馈系统
直视距离和发射天线以及接收天线的 高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。 由简单的几何关系式可知 AB＝3.57( HT 1/2 +HR 1/2 )(公里)
A 发射天线高HT
RT
O'
RR
B 接收天线高HR
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2.2 电波的多径传播
电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、 森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此， 到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种 现象就叫多径传输。 由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动很 大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变 化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减 弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
多径传播与反射
第一章 无线电波和超短波的基本知识
用分集接收改善信号电平
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2.３ 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。 因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑 对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。
在 820 MHz 1/2 波长 为~ 180mm, 在890 MHz 为~ 170mm 175mm对~ 850MHz 将是最佳的
该天线的频带宽度 = 890 - 820 = 70MHz
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.5 天线的功能: 控制辐射能量的去向
顶视
侧视
在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把 “面包圈” 压成扁平的。
2.6 dBd 和 dBi的区别
一个单一对称振子dipole具 有面包圈形的方向图辐射
一个各向同性isotropic的 辐射器在所有方向具有相同 的辐射
2.17dB
对称振子的增益为2.17dB
一个天线与对称振子相比较的增益 用“dBd”表示 一个天线与各向同性辐射器相比较的增 益用“dBi”表示 例如: 3dBd = 5.17dBi
反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线
天线 (顶视)
“全向阵” 例如在接收机中为4mW功率
“扇形覆盖天线 ” 将在接收机中有8mW功率
在我们的“扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益 这里, “扇形覆盖天线” 与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/1mW) = 9dBd
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收； 而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。当 来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过 程中通常都要产生极化损失。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1.5 极化损失
当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在 接收过程中通常都要产生极化损失，例如：当用圆极化天线
RG000008 天线知识介绍ISSUE1.0
无线产品课程开发室
引入
移动通信是当今通信领域内最为活跃、发展最为迅
速的领域之一，天线是用户终端与基站控制设备间 通信的桥梁，广泛应用于移动通信和无线接入通信
系统中,它的迅猛发展产生了巨大的推动力，推动
了天线概念的变革和技术的创新。能否对移动通信 中天线方面的知识有深入的了解、全面掌握天线相
的发射或接收电磁波的能力。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
天线方向图
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.4 天线的工作频率范围(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：
接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，
都要产生３分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量； 当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来
波的极化方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接
收天线也就完全接收不到来波的能量，这时称来波与接收天 线极化是隔离的。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
同轴线变化为天线
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
2.1 对称振子（半波振子） 两臂长度相等的振子叫做对称振子，也叫半波振子。
波长 1/4波长 1/2波长 1/4波长 1/2波长 振子
一个1/2波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长
400MHz 约 400mm 长
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
为频率，单位为赫芝；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。
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。
解答
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
1.6 (极化)隔离
隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1000mW (即1W)
1mW
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节 无线电波的基本知识
第二节
超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
2 超短波的传播
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。
小结
本章介绍了无线电波和超短波的基本知识，其中主要包
括的内容有：无线电波的概念、无线电波的极化、天线 的概念、天线的极化、圆极化波、极化损失、极化隔离、 超短波和微波的视距传播、电波的多径传播、电波的绕 射传播等方面的内容。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
第一节
节 节内容
无线电波的基本知识三
第二节
超短波的基本知识
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1、无线电波的基本知识
1、1 无线电波的概念: 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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
振 子 电场
磁场 电场 电波传输方向
磁场 电场
第一章 无线电波和超短波的基本知识
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。在公式中，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。
波长
第一章 无线电波和超短波的基本知识
１.２ 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。
第一章 无线电波和超短波的基本知识
什么是天线？
把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…...
收集无线电波并产生电信号
Blah bl ah blah bl ah
第一章 无线电波和超短波的基本知识
1.3 天线的极化
天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向
垂直极化
水平极化
+ 45度倾斜的极化
- 45度倾斜的 极化
第一章 无线电波和超短波的基本知识
双极化天线
两个天线为一个整体，传输两个独立的波。
V/H (垂直/水平)
倾斜 (+/- 45°)
第一章 无线电波和超短波的基本知识
一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；
另一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。
第二章 天线辐射电磁波的基本原理
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。
在 850MHz 1/2 波长振子最 佳
在 820 MHz
在 890 MHz 天线振子
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＋ｊ 42.5）欧姆。