移动通信天线介绍
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。
移动通信基站的天线
移动通信基站的天线移动通信基站的天线1.引言本文档旨在介绍移动通信基站的天线，包括其定义、功能和使用场景。
2.定义和分类2.1 定义：移动通信基站的天线是用于发送和接收无线信号的装置，将无线信号转换为电磁波并发送到空中，或将接收到的电磁波转换为无线信号。
2.2 分类：根据使用场景和功能的不同，移动通信基站的天线可以分为以下几类：- 定向天线：用于指向特定方向的信号传输，常用于城市密集区域的覆盖和室内覆盖。
- 扇形天线：用于覆盖较大的区域，常用于城市边缘地区和郊区。
- 室内天线：用于提供室内的信号覆盖，常见于商场、办公楼等场所。
- 智能天线：具有自动调整方向和增益的功能，能根据网络需求优化信号覆盖。
3.功能和特点3.1 信号增强：移动通信基站的天线通过电磁波的转换和放大，增强无线信号的传播和接收能力。
3.2 覆盖范围：不同类型的天线具有不同的覆盖范围，可以根据实际需求进行选择和布置。
3.3 方向性调整：定向天线可以根据需求进行方向性调整，实现特定区域的信号覆盖。
3.4 网络优化：智能天线具备网络优化功能，能根据实时数据自动调整信号覆盖范围和方向，提高网络性能。
4.安装和布置4.1 安装要求：移动通信基站的天线需要安装在合适的高度和位置，避免受到障碍物和干扰影响。
4.2 布置原则：根据实际情况和覆盖需求，合理布置天线的数量和位置，以保证信号覆盖的均匀性和稳定性。
附件：1.移动通信基站天线安装指南2.移动通信基站天线布置示意图法律名词及注释：1.无线电频率管理：根据相关法律法规，对无线电频率进行管理和分配的机构或部门。
2.电磁波辐射：移动通信基站天线工作时会产生电磁波辐射，需要符合相关的国家标准和规定，以保证对人体健康的安全不会产生危害。
移动通信的MIMO天线技术
移动通信的MIMO天线技术移动通信行业一直在不断发展，为了满足用户对更快速、更稳定的数据传输需求，MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）天线技术应运而生。
MIMO天线技术通过同时使用多个发射和接收天线，有效地提高了通信系统的信号质量和系统容量，为用户提供更好的通信体验。
一、MIMO天线技术的原理和优势MIMO天线技术利用了空间上的多样性，通过在发射端和接收端增加多个天线，并采用信号处理算法将这些天线之间的信号分离和组合。
这种技术不仅能够显著提高无线传输的数据速率，还能够降低功耗和提升系统的覆盖范围。
MIMO天线技术具有以下几个优势：1. 增加数据传输速率：MIMO技术利用多个天线同时传输不同的数据流，使得传输速率大幅提升。
通过合理设计天线分布和信号处理算法，可以实现多天线之间的信号独立传输，提高频谱效率。
2. 提高传输可靠性：MIMO技术通过在空间上部署多个天线，可以减少信号的衰落和多径效应对传输质量的影响。
即使在信号受阻挡或干扰的情况下，MIMO技术仍能保持较高的传输可靠性。
3. 增强系统容量：MIMO技术在不增加频带宽度的情况下，通过增加天线的数量和信号处理算法，可以有效提高系统的容量，满足用户对于大规模数据传输的需求。
4. 减少功耗和干扰：MIMO技术在提升传输速率的同时，通过优化天线的功率分配和信号处理算法，可以降低功耗和减少对其他系统的干扰，提高整个系统的性能。
二、MIMO天线技术在移动通信领域的应用MIMO天线技术在移动通信领域的应用非常广泛，例如4G和5G 无线网络、Wi-Fi网络等都采用了MIMO技术。
以下是MIMO天线技术在几个典型应用场景中的具体应用：1. 无线网络：MIMO技术在4G和5G移动通信网络中得到了广泛应用。
通过在基站和终端设备中增加多个天线，可以实现多个用户之间的并行数据传输，提高网络容量和覆盖范围。
同时，MIMO技术还可以降低信号的干扰，提高网络的可靠性和稳定性。
移动通信基站的天线
移动通信基站的天线在当今高度互联的时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
当我们随时随地使用手机进行通话、上网、发送信息时，可能很少会想到这一切背后的功臣之一——移动通信基站的天线。
移动通信基站的天线，简单来说，就是负责接收和发送无线电信号的装置。
它就像是一个无形的桥梁，连接着我们的手机和遥远的通信网络。
天线的外形和大小各不相同。
有的像一块平板，有的则是由多个金属棒组成的阵列。
这些不同的形状和结构都是为了适应不同的频段和信号传输需求。
比如说，在城市中，由于空间有限，基站天线通常比较紧凑，而在广阔的农村地区，天线可能会更大，以覆盖更广的范围。
天线的工作原理其实并不复杂。
当手机向基站发送信号时，天线会接收到这些电磁波，并将其转化为电信号，然后通过线缆传输到基站的设备中进行处理。
反过来，当基站要向手机发送信息时，经过处理的电信号会被传输到天线，天线再将其转化为电磁波发送出去。
这个过程看似简单，但其中涉及到很多复杂的技术和精准的调试。
为了保证良好的通信质量，天线的性能至关重要。
其中一个关键指标是增益。
增益越高，意味着天线能够更有效地集中能量，从而实现更远的传输距离和更强的信号强度。
但高增益也并非总是好事，因为它可能会导致信号覆盖范围的不均匀，出现“热点”和“盲点”。
另外，天线的方向性也是一个重要的特性。
有些天线是全向的，能够向各个方向均匀地发送和接收信号，适用于需要广泛覆盖的区域。
而有些天线是定向的，能够将信号集中在特定的方向上，适用于需要长距离传输或者针对特定区域进行覆盖的情况。
在实际的部署中，移动通信基站的天线位置和高度也有讲究。
一般来说，天线会被安装在高处，比如高楼大厦的顶部或者专门的铁塔上，以减少障碍物的阻挡，提高信号的传输效果。
而且，为了避免不同基站之间的信号干扰，天线的方向和角度也需要经过精心的规划和调整。
随着技术的不断发展，移动通信基站的天线也在不断演进。
从最初的简单天线到如今的智能天线，技术的进步带来了更高效的信号传输和更优质的通信体验。
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。
移动通信基站天线基础知识[1]简版
![移动通信基站天线基础知识[1]简版](https://img.taocdn.com/s3/m/fa6e33ed77a20029bd64783e0912a21615797f7f.png)
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。
移动通信天线性能及对网络的影响
(dBi ) +
Gr
(dBi )
−
Lo (dBi )
式中：Pr(dBm)表示覆盖范围内手机接收的辐射功率。 PT(dBm)表示基站辐射的功率。 S 表示手机距基站的距离。
λmin 表示基站工作的最短波长。 GT(dBi)表示基站天线的增益。 Gr(dBi)表示手机天线的增益。 Lo(dBi)表示传播中的其它损耗（含馈线损耗）
功率(dB)
百分比
2.15
40%
0.86
18%
0.67
14%
0.36
பைடு நூலகம்
8%
0.21
4.7%
0.13
2.9%
0.07
1.1%
从上表可以看出当 VSWR 较大时，功率损耗较大，如当 VSWR=3.0 时，减小辐射功率 2.15dB；但是当 VSWR 降低到某一程度时，它对辐射功率的影响就不十分明显，当 VSWR=1.5 时减小辐射功率 0.39dB，VSWR=1.3 时功率减少 0.13dB，这 0.28dB 的功率损耗在无线的衰落 信道中影响可以忽略不计，但是要制造 VSWR 很低的天线成本会大幅升高，所以一般选择 VSWR=1.5 的基本可以满足要求(有的性能较好的天线可以达到 1.3)。
Γ(z)= V0-ejβz∕V0+e-jβz 由于存在反射波，所以从信号源来的有效功率没有全部送到负载，有一部分被反射，这种 损耗称之为“回波损耗”，用 dB 定义为：
RL=-20lg∣Γ∣ dB。 驻波比ρ定义为沿着传输线上的电压最大值(波腹电压)与最小值(波节电压)的比值，即：
网络优化中心 宋锴 第 3 页 共 8 页
(1) 对话务量高密集区，基站间距离 300-500 米，计算得出 a 大约在 10°～19°之间。 采用内置电下倾 9°的+45°双极化水平半功率瓣宽 65°定向天线 。再加上机械可变 15°的倾 角，可以保证方向图水平半功率宽度在主瓣下倾 10°～19°内无变化，可满足对高密集市区覆 盖且不干扰的要求。
中国移动移动通信基站天线(内部资料)
因此，无线电波在空 气中的传播速度略小于光速 ，通常我们就认为它等于光 速。
电磁波的传播
振 子
电场
磁场
电场 电波传输方向
磁场
电场
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 。
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。
3.(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
1000mW (即1W)
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
反射面天线，则由于有效照射效率因素的影响，
故
G(dBi )
10
log
2
27000
2 0.5 E
0.5 H
八. 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。
因此它应能将天线接收的信号以最小的损耗传送到接收机输 入端，或将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，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。
移动基站天线有关概念及选型原则
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。
移动通信基站及天线基本知识
波长
天线基本概念
? 对称振子上的电场和磁场
? 最大电压在对称振子末端； 电场线布满其之间。
电压
? 对称振子上的电流与电压大 小相反（馈电点处最大；对 称振子末端处最小）,电流 产生磁场。
电场
电流 磁场
天线基本概念
? 对称振子上的电场和磁场
? 电压(电场（E）平面)
电流(磁场（H）平面)
天线基本概念
移动通信基站及其天线
基 本 知识
天线基本概念
? 天线理论 ? 天线术语 ? 天线类型
天线基本概念
? 什么是天线?
? 天线是对两种传输形式电磁波进行相互转换 . ? 天线是接收和发射电磁波的设备 .
? 电缆界限电磁波
空间自由电磁波
天线基本概念
开路的传输线可说明天线的辐射原理
发射机产生的高频振荡功率经过传输线时 电磁波是不能向外辐射的。
单极化天线
天线基本概念
? 隔离度
1000mW ( 即1W)
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
1mWWWW
双极化天线
天线基本概念
? 三阶互调（Third Order Inter modulation ）
天线交调产物是指当两个或多个频率信号经过天线时， 由于天线的非线性而引起的与原信号有一定关系的其它 离散射频信号。
? 表征天线向一定方向辐 射电磁波功率的能力。
? 为将辐射功率沿水平方向集 中到某一区域，应垂直放置 半波对称振子并同相位连接.
? 对称振子数增加两倍时半功 率波瓣宽度大约减少是1/2
? 主方向上增益增加3dB
1λ/2阵子 78°
32° 2λ/2阵子
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录第1章概述 (3)1.1 天线综述 (3)1.2 基站天线的发展趋向 (4)1.3 基站天线设计概念 (5)第2章基站天线的基本技术 (6)2.1 基站天线 (6)2.2 系统要求与天线技术 (8)2.3 天线分类 (9)2.4 赋形波束天线的设计 (12)2.4.1 扇形波束 (12)2.4.2 垂直面赋形波束 (16)2.4.3 波束倾斜 (18)2.5 基站分集天线 (19)2.6 基站天线的无源交调 (23)2.6.1 无源交调与收发信频率的关系 (23)2.6.2 PIM的生成点与抑制技术 (24)第3章基站天线主要指标的设计规范 (25)3.1 基站天线电压.驻波比（VSWR） (25)3.2 增益(G) (25)3.3半功率波束宽度(HPBW) (26)3.4前后比(F/B) (26)3.5端口隔离 (27)3.6极化 (27)3.7功率容量 (27)3.8零点填充 (27)3.9上副瓣抑制 (27)3.10波束下倾 (27)3.11 双频双极化天线 (28)3.12 双频双工双极化天线 (28)3.13直接接地 (28)3.14天线输入接口 (29)3.15无源交调（PIM） (29)3.16天线尺寸 (29)3.17天线重量 (29)3.18风载荷 (30)3.19工作温度 (30)3.20湿度要求 (30)3.21雷电防护 (30)3.22三防能力 (30)概述1.1 天线综述随着国内经济的快速、持续发展, 改革开放以来,通信产业发生了巨大变化, 这是众所周知的。
通信技术和经济效益的推进，使得通信产业成为国内最大产业之一，为了适应这一新兴产业的发展，国家也在通信领域进行了重大机构改革。
随着通信本身向信息经济的发展，信息实际上是现代经济的生命线。
因此，通信已成为商业和工业甚至农业等其他行业持续发展的关键因素。
在通信这一领域内，移动通信的发展更加耀眼夺目，人们已不满足在固定场所处理信息流。
在外出旅游、度假、访问等途中也需要通信，因此移动通信有了契机，它将被工程师们完善地开发并成功地发展。
在国内，从八十年代中期至今，移动通信的发展变迁是有目共睹的，在您的身边、周围处处可以看到移动终端----手机，丰富多彩，五花八门的手机几乎无时无刻不在传递信息，包括政治、经济、文化、生活等多个方面。
国内最大的GSM蜂窝移动网的用户已逾两千万；为了实现村村通电话这一宏伟目标，无线接入系统蓬勃发展，为农村，尤其是偏远村庄的经济发展提供了信息保障。
移动通信的新技术、新器件令人耳目一新，对天线设计师也提出了前所未有的要求，如在便携的移动终端上如果使用常规天线，用户是不会接受的，而且设备小型化、微型化也就毫无意义。
因此天线设计师们必须研制小型乃至电子天线以适应现代技术，既能在很小的界面上工作，还要满足电性能指标。
然而，对于天线设计师，不能停留在这种意义上的设计，还有更高的要求，先进的天线设计能使天线产生另外的系统功能，如分集接收能力，降低多路径衰落，或极化特性的选择功能等。
尤其移动天线设计不再局限于在一个轮廓分明的平坦基面上实现小型化、轻重量、薄剖面或平嵌安装的全向天线，而是建立一个复杂的电磁结构，使其在无线信道中发挥重要作用，并成为系统设计的有机部分，涉及传播特性、本地环境条件、系统组成和性能、信噪比、带宽特性、天线本身的机械结构、制作技术的适应性以及使用安装的方便性等。
移动系统本身的种类对天线设计影响也很大，陆地、海面、天空和卫星系统之间就有很大不同。
在分区系统中，辐射方向图必须与区域图相一致以避免干扰；城市通信要采用分集接收以克服多路径衰落；移动终端要求降低移动系统和天线的尺寸。
在小型化便携设备中（如手机），天线和收发信的射频前置电路通常一体化设计，必须把天线单元和设备一起作为一个天线系统处理。
因此，天线不能独立地设计，实际上它是系统的一个有机组成部分。
如图（1）天线与系统的有机组合。
在本章节所涉及的天线设计规范仅指无线通信系统中的基站天线(Base StationAntenna)1.2 基站天线的发展趋向基站天线是用户终端与基站控制设备间通信系统的桥梁，广泛应用于GSM蜂窝移动通信和 ETS 无线接入通信等系统中。
通信技术的发展必将带动天线概念的发展。
在七十年代的移动通信系统中，由于用户少，较少的载频和少量的基站即可覆盖一个城市的移动通信需求，采用了全向天线或角形反射器天线。
随着经济发展，移动终端需求量的急剧增加，旧的基站已不能满足需求，尤其数字蜂窝技术的发展，基站配置需要新型天线，以改善市区的多路径衰落、区域分配和多信道联接网络的频率复用。
平板式天线由于其剖面低、结构轻巧、便于安装、电性能优越等优点被广泛应用于GSM 数字蜂窝系统。
在80年代中期至90年代中后期，大多采用单极化(VP)天线，而一个扇区需用3副天线如图（2），一个小区通常划分为三个扇区，因此一个小区要用9副天线，天线数目太多给基站建设、安装带来困难，安装费用居高不下，有的站点根本无法安装分集接收天线，即使安装了也无法得到最佳分集接收增益。
因此，双极化天线技术应运而生。
如图（3）。
随着信道的增加和新建基站，蜂窝网络必须调整和优化，需要更新型的基站天线满足这一要求，如自适应控制天线、智能化天线，但在本章节中不将涉及这类天线的设计规范。
1.3 基站天线设计概念随着移动通信用户的增加，当系统的容量达到极限时，分配给移动通信的频率逐渐由30MHz提高到50MHz、150MHz、250MHz、450MHz、800MHz和1800MHz。
频率的变化相应的也使天线的设计方法有所变化。
在任何特定设计中，只有一些目标是可以实现的，必须把多种情况作为独立的整体来对待。
但是有些要求总是必须考虑的因素。
例如，容易操作控制和最好使用且易获得的新材料，直接关系到产品的外观和生产，在某种意义上讲也关系到产品的销售量。
当然，产品首先必须满足通信性能的要求。
天线设计主要依靠一些著名的数学方法和计算机辅助设计（CAD）。
最新的方法是有限差分时域法(FDTD)，这种方法允许辐射结构为任意形状并由多层不同材料构成。
对于基站天线，通常分为定向天线和全向天线，在HF，VHF频段的基站天线及UHF频段的全向天线均属线型结构天线，通常用矩量法分析设计；UHF以上的定向天线大多采用线形振子或贴层激励的平板式结构，可以用矩量法和几何绕射理论(GTD混合法)分析计算，但实际上这类平板型天线完全可以用HP和Ansoft公司推出的HFSS软件仿真。
借助于设计经验或简单理论分析，HFSS很容易求得这类天线的单元电气特性，利用天线原理的组阵方法可以推得最佳设计结果。
基站天线属于一种开放式场效应辐射装置，它所包含的场分析及数值分析极其复杂，因此作为应用程序，不能一味去追求理论分析，否则将会占用大量时间，而工作上却不允许这样，天线设计师应不断总结工作经验，允许利用仿真软件，准确快速地设计出天线。
前面提到，天线决不能孤立地设计，必须考虑到系统的相容性，也就是说在设计中要考虑许多因素。
系统设计与天线设计是紧密关联的，对于影响设备功能的所有因素来说，每个部件（功能模块）都是最佳的。
但难以理解的事实是，性能高度最佳的器件从系统角度来看可能不是最佳的选择。
比如印刷贴片天线，虽然它的效率比常用的偶极子天线效率低，但由于印刷贴片天线的剖面薄及适于印刷技术等特点，使许多新型系统成为现实，在移动通信终端、微蜂窝、雷达和导航设备中尤为突出。
因此，作为天线系统设计工程师应考虑以下诸多因素：区域结构----确定信号覆盖区和天线方向图基站天线----天线高度、结构固定和波束下倾要求噪声电平----热噪声和环境噪声干扰----干扰电平、特点，同信道和邻近信道的影响信号要求----最佳工作频率、带宽、交调影响和频谱复用研制和加工成本可靠性----所需要的技术维护、安装连接及其费用易损坏性----室外架设、锈蚀、腐烂用户意见当然，除了上述外还有其他应考虑的因素，仅这些足以说明对天线设计产生不同程度影响的各种因素。
关键是设计师在实际工作中应把这些因素具体化并把他们转化为硬件设计的具体要求。
第2章基站天线的基本技术2.1 基站天线基站被广泛应用于GSM数字蜂窝通信系统、ETS无线接入系统等陆地通信领域，不同领域使用不同类型的天线，其设计规范也不同。
移动通信中的基站是相对于移动台而言的。
一般来说基站是固定的，但也有半固定和车载基站。
所谓半固定基站是指基站位置经常变动，但并不需要在运动中通信。
车载基站通常用于车队的车辆调度中心，它本身需要在运动中通信。
本文所涉及的仅指固定的基站天线。
如图（4）表示了设计基站天线要考虑的重要事项。
虽然狭义的天线设计是电设计，但实际上，它包括了很多领域，而重要的是由系统设计要求得出天线硬件技术条件。
为了确定硬件技术条件，就必须比较电气和机械性能以及折中处理性能和成本。
有时候性能和成本考虑是第一位的，而第二位才确定电气的机械设计。
如图（5）为天线的设计步骤。
在具体设计天线时，重要的是要估计天线硬件加工后如何安装。
对于基站天线，安装可能大于天线本身的成本。
为此，重要的不仅是要考虑降低加工成本，而且还要开发一种易于安装的天线结构设计。
2.2 系统要求与天线技术在移动通信系统中，天线的作用就是建立各无线电话之间的无线传输线路。
为了保证基站与业务区域内的移动站之间的通信，在该业务区域内，无线电波的能量应尽可能的均匀辐射，并且天线增益应尽可能高。
由于业务区域的宽度范围已经确定，所以不能通过压扁水平面波束宽度来提高天线增益，垂直线阵天线能有效地提高天线增益。
在蜂窝系统中，基站天线的增益通常在7--15 dBd之间。
多信道通信是提高通信容量，改善频率复用的最常用措施。
这就要求具有宽频带特性及合分路功能。
目前国内的GSM蜂窝系统中基站设备频带宽度为890--960MHz，其中890--915MHz用于收信，935-960MHz用于发信，天线带宽要求大于8%，带内VSWR 小于1.5。
当天线既发射又接收时，就会产生无源交调，因而增加交调干扰。
由于用户的急剧增加，通信信道不足已成为城市通信的严重问题，因此强烈地要求使用频率复用技术。
虽然蜂窝系统具有利用频率复用技术的优势，但其有效性依赖于基站天线的辐射方向图。
主波束倾斜和波束赋形技术有效地促进了频率复用。
移动通信一个最常见的特点是基站和移动用户之间为非视距传播，尤其在现代化城市内，高楼大厦林立，使得移动用户处在非常复杂的电波传播环境中，导致电波传播出现衰落现象，严重影响接收电平，有时起伏达30dB以上。
如果系统设计基于最低接收电平，设备成本压力太大。
克服衰落的一种有效技术就是分集接收。
尽管分集接收从表面上看增加了一些设备，但从系统方面考虑，其性能价格比是最高的，这也是当今普遍采用的最有效克服衰落的一种技术。