基站天线基本原理
基站天线基础知识
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图 天线预置下倾角
为什么要使天线最大辐射方向下倾？是为了使天线辐射能量落到地面上。 天线的下倾角是根据对方网络预测参数设计的。在城区，基站的分布较密，为了让 站间不造成干扰，天线一般挂得不是很高，天线的下倾角一般为 3°- 12°，太小会造 成干扰，太大会使覆盖区缩小；在郊区或农村，运营商为了使基站的覆盖面积扩大，不 但天线挂得很高，而且下倾角调得很小。 下倾角通常可用三种方式来调节：一是机械调节。即通过安装件来调节。二是电子 预置。通过馈电网络改变振子辐射相位，达到预置下倾角的目的。我公司基站天线的预 置下倾角从 0°到 12°可选，一般在天线型号中有标注。三是电子控制。即通过可遥控 的电子移相器调节天线的下倾角。所谓电调天线指的就是这种天线。电调天线与预置下 倾角天线比较，预置下倾角天线一旦做好，其下倾角是不可改变的，而电调天线的下倾 角可通过一定装置来改变。电调天线是未来天线技术的一个发展方向。我公司电调天线 正在研发之中。
性阻抗相匹配。移动通信基站天线的输入阻抗标称值通常为 50Ω。即要求传输线、接 头的特性阻抗也是 50Ω。（图 5）
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图 5：天线输入阻抗与传输线特性的匹配
*驻波比 当天线的输入阻抗和传输线特性阻抗不相等时（即失配时），输入到
天线的能量一部分被反射回来。驻波比（VSWR）就是反映入射功率和反射功率关系的重
图 9：单极化示意图
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图 10：双极化示意图
极化方式分圆极化、椭圆极化和线极化。我公司天线产品大都为线极化。线极化分 单极化、双极化，单极化中又有垂直极化、水平极化，双极化中有垂直/水平极化、± 45°极化。在内部结构中，我们可以简单地把振子馈电的方向看作是极化方向。一副双 极化天线可看作两副单极化天线合成体。
基站天线工作原理
基站天线工作原理
基站天线是通信系统中的一个关键组成部分，其作用是接收和发送无线信号。
基站天线的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 接收信号：基站天线首先接收到从移动设备等无线终端发送过来的无线信号。
无线信号是通过空气中的电磁波传输的，基站天线将其捕获并转换为电信号。
2. 放大信号：接收到的电信号非常微弱，因此需要经过放大处理。
基站天线会将接收到的信号送入射频放大器，将其放大到适当的水平。
3. 滤波处理：基站天线的下一个步骤是对信号进行滤波处理。
这是为了去除其他频率的干扰信号，保留所需频率范围内的信号。
4. 分配和处理信号：处理后的信号会被分配给移动通信基站的其他组件进行处理。
这些组件可能包括调制解调器、信号处理器等，它们将进一步对信号进行处理、解码和转换，为通信系统提供数据、语音或视频服务。
5. 发射信号：除了接收信号外，基站天线还负责发射信号。
基站将经过处理的数据、语音或视频信号转换为电信号，并通过射频放大器进一步放大，最终通过天线以无线电波的形式传输到目标终端，如移动设备。
基站天线通过接收和发射无线信号，实现了移动通信系统中的无线连接。
它们的工作原理可以帮助实现距离覆盖范围广、稳定的无线通信服务。
基站天线工作原理
基站天线工作原理
基站天线是无线通信系统中的重要组成部分，主要用于接收和发送无线信号。
其工作原理如下：
1. 接收信号：基站天线通过接收器接收来自用户设备（如手机）的无线信号。
当用户设备发送信号时，信号会经过空气中传播到基站天线。
2. 信号增强：基站天线会将接收到的信号进行增强和优化处理。
这些处理包括信号放大、滤波、频率选择等，以确保信号的质量和可靠性。
3. 信号转换：接收到的信号会由基站天线转换为数字信号，以便后续的处理和传输。
这个过程通常通过射频前端模块完成，将模拟信号转换为数字信号。
4. 发送信号：基站天线也可以用于发送无线信号给用户设备。
通过发送器，基站天线将数字信号转换为模拟信号，并将其发射到空气中。
5. 方向性和覆盖范围：基站天线通常具有一定的方向性，可以根据需求调整其辐射方向和角度，以实现更好的信号覆盖范围和信号强度。
不同类型的基站天线（如定向天线、全向天线）可以用于不同的场景和应用。
总的来说，基站天线通过接收和发送无线信号，实现了无线通信系统中的信号传输和覆盖功能。
它在移动通信、无线网络等领域中发挥着重要作用。
13.基站天线的工作原理和主要参数是什么
13.基站天线的工作原理和主要参数是什么大家都知道，没有夭线也就没有无线电通信。
那么，天线为什么能发射(接收)无线电波呢这需要从两根导线上的感应电流说起。
当距离很近的两根导线上有交变电流流动时(见图1一25A) ,导线上的感应电流大小相等、方向相反，电场被束缚在两导线之间，线外几乎没有辐射;如果把两根导线张开(见图I一25B)，一部分电场能够散播在周围空间。
当导线的长度L增大到可与波长相比时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射(见图1一25C)。
由此可知，两根导线辐射无线电波的能力是与导线的长度和形状有关的。
以上是从发射角度来讲述天线的工作原理，根据互易原理。
接收天线的工作过程只不过是把发射的过程反过来罢了。
在上面两根张开导线辐射无线电波例子中，两臂长度相等的振子叫对称振子。
这是很经典的、迄今使用最广泛的一种天线。
当每臂长度为1/4波长(全长为1/2波长)的振子.称半波对称振子。
单个半波对称振子，可单独地使用，也可作为抛物面天线的馈源，还可采用多个半波对称振子组成天线阵。
移动通信宏基站中常用的板状天线，其实盒子里面就是由多个半波对称振子组成的天线阵列。
如何衡量基站天线的性能好坏呢?这要靠一套参数来说话。
天线的主要技术参数有工作频段、方向图、增益、半功率波束宽度、倾角调整、前后比、电压驻波比、阻抗等。
下面择其要者介绍。
天线增益—是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。
尼采手机 一般来说，增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度，而在水平面上能保持全向的辐射性能。
天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要，因为它决定蜂窝边缘的信号电平。
增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围，或者在确定范围内增大收信电平的富余量。
表征天线增益的参数有dRd和dBia dBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称振子天线的增益dBi = dBd千2. 15。
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
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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。
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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
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）。
5g基站天线设计的原理
5g基站天线设计的原理
5G基站天线设计的原理主要包括以下几个方面：
1. 天线阵列设计：5G基站通常采用天线阵列来实现波束赋形
技术，通过将多个单天线组合在一起形成阵列，可以实现更加精确的信号传输和接收。
天线阵列可以采用线性阵列、面阵列或者体阵列的形式。
2. 波束赋形技术：波束赋形是5G通信中的关键技术之一，通
过调整天线阵列中各个天线的相位和幅度，使得发射信号集中在特定方向形成指向性波束，从而实现更高的传输速率和更远的通信距离。
3. 天线极化设计：根据信号传输特点和环境需求，天线的极化方式可以选择垂直极化、水平极化或者圆极化。
不同的极化方式对信号的传输和接收性能有不同的影响，在设计中需要考虑到实际应用环境和信号传输要求。
4. 多输入多输出（MIMO）技术：5G基站通常采用MIMO技
术来提高信号传输和接收的效果。
MIMO技术利用多个天线
进行信号传输和接收，通过改变不同天线之间的相位和幅度，可以实现空间上的多样性，提高信号的可靠性和容量。
5. 特殊天线设计：为了应对不同的通信需求和环境条件，还可以采用一些特殊的天线设计。
例如，室内基站可以采用小型化的天线设计，以适应有限的空间；车载基站可以采用车辆天线，以实现在移动状态下的稳定通信等。
综上所述，5G基站天线设计的原理主要包括天线阵列设计、波束赋形技术、天线极化设计、MIMO技术以及特殊天线设计等。
这些原理的应用可以提高5G通信的速率、距离和稳定性，以满足不同应用场景的需求。
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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基站天线基本原理
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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，如图错误!文档中没有指定样式的文字。
-1所示。
2.15dB
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-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。
如图错误!文档中没有指定样式的文字。
-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。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-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（如图错误!文档中没有指定样式的文字。
-3）。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-3 基站天线水平波瓣3dB宽度示意图
各种水平波瓣宽度的天线有相应的适用环境，水平波瓣宽度为20°、30°的天线一般增益较高，多用于狭长地带或高速公路的覆盖；65°天线多用于密集城市地区典型基站三扇
区配置的覆盖，90°天线多用于城镇郊区地区典型基站三扇区配置的覆盖，105°天线多用于地广人稀地区典型基站三扇区配置的覆盖，如图错误!文档中没有指定样式的文字。
-4所示。
120°、180°天线多用于角度极宽的特殊形状扇区的覆盖。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-4 基站天线三扇区覆盖示意
3.2垂直波瓣宽度
天线的垂直波瓣3dB宽度与天线的增益、水平3dB宽度密不可分。
基站天线的垂直波瓣3dB 宽度多在10°左右。
一般来说，在采用同类的天线设计技术条件下，增益相同的天线中，水平波瓣越宽，垂直波瓣3dB越窄。
较窄的垂直波瓣3dB宽度将会产生较多的覆盖死区（盲区），如图错误!文档中没有指定样式的文字。
-5所示，同样挂高的二副无下倾天线中，垂直波瓣较宽天线产生的覆盖死区范围长度为OX″，小于垂直波瓣较窄天线产生的死区范围（长度为OX）。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-5 基站天线垂直波瓣3dB宽度的选取示意图
4极化方式
基站天线多采用线极化方式，如图错误!文档中没有指定样式的文字。
-6。
其中单极化天线多采用垂直线极化；双极化天线多采用±45°双线极化。
双极化天线是由极化彼此正交的两根天线封装在同一天线罩中组成的（如图错误!文档中没有指定样式的文字。
-7），采用双线极化天线,
可以大大减少天线数目，简化天线工程安装，减少天线占地空间，降低成本。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-6 基站天线常用极化方式
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-7 双极化基站天线示意图
5下倾方式
为了加强对基站近区的覆盖，尽可能减少死区，同时尽量减少对其它相邻基站的干扰，天线应避免过高架设，同时应采用下倾的方式。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-8中，低架天线产生的死区范围为OX″，下倾天线产生的死区范围为OX′4，均小于高架无下倾天线的死区范围OX。
天线下倾有多种方式：机械下倾、固定电调下倾、可调电调下倾、遥控可调电调下倾等。
其中机械下倾只是在架设时倾斜天线，多用于角度小于10°的下倾，当再进一步加大天线下倾的角度时，天线方向图可能发生畸变，引起天线正前方覆盖不足同时对两边基站的干扰加剧，如图错误!文档中没有指定样式的文字。
-9所示。
机械下倾的另一个缺陷是天线后瓣会上翘，对相临扇区造成干扰，影响近区高层用户的通话质量。
电调下倾天线的下倾角度范围较大（可大于10°），天线方向图无明显畸变，天线后瓣也将同时下倾，不会造成对近端高楼用户的干扰。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-8 基站天线下倾对比示意
机械下倾过大
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-9 基站天线下倾方式对比
6天线的前后比
天线的前后比指标与天线反射板的电尺寸有关，较大的电尺寸将提供较好的前后比指标。
如水平波瓣宽65°的天线水平尺寸大于水平波瓣宽90°的天线，所以，水平波瓣宽65°的天线前后比一般会优于水平波瓣宽90°的天线。
室外基站天线前后比一般应大于25dB，微蜂窝天线由于尺寸相对较小的缘故，天线的前后比指标应适当放宽。
7旁瓣抑制与零点填充
由于天线一般要架设在铁塔或楼顶高处来覆盖服务区，对垂直面向上的旁瓣应尽量抑制，尤其是较大的第一副瓣，以减少不必要的能量浪费；同时要加强对垂直面向下旁瓣零点的补偿，使这一区域的方向图零深较浅，以改善对基站近区的覆盖，减少近区覆盖死区和盲点。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-10是基站天线有无零点填充效果的对比，其中第一张图为没有零点填充的地面信号强度效果图，第二张图为有零点填充的效果图，横坐标为离开基站的距离，纵坐标为地面信号强度值。
天线零点填充值=（垂直第一下零点幅值/最大辐射方向幅值）%
=20log(垂直第一下零点幅值/最大辐射方向幅值)dB
为确保对服务区的良好覆盖，严格地说，不具备旁瓣抑制与零点填充特性的天线是不能使用的。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
-10 基站天线有无零点填充效果对比示意
8端口间隔离度
当使用多端口天线时，各个端口之间的隔离度应大于30dB。
如双极化天线的两个不同极化端口，室外双频天线的两个不同频段端口之间，以及双频双极化天线的四个端口之间，隔离度应大于30dB。