《基站天线设计讲座》PPT课件

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1、移动通讯天线基础移动通信天线基础一、序言二、天线的主要技术参数三、几种常见天线介绍四、电波传播的几个基本概念五、网络优化中的天线一、序言1865年，麦克斯韦在前人实验定律的基础上，创立了麦克斯韦方程，从而揭示了空间电场、磁场之间以及场与电荷、电流之间的相互关系。麦克斯韦方程表明，不仅电荷能产生电场，电流能产生磁场，而且变化的电场能够产生变化的磁场，变化的磁场也能够产生变化的电场，从理论上证明了电磁波的存在。麦克斯韦方程连同边界条件、电流连续性方程、媒质的本构方程构成了电磁场的理论核心。原则上，一切电磁

2、场问题都可以从上述方程获得解。1888年Hertz用实验验证了电磁波的存在。从此人类进入使用电磁波的新阶段。序言1、天线的起源和发展序言序言天线的定义：能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效的接收空间某特定方向来的电磁波的装置。天线的功能：能量转换－导行波和自由空间波的转换；定向辐射（接收）－具有一定的方向性。通讯系统中的天线2、天线在通讯系统中的应用：1879年Marconi发明无线电报无线电>电报、广播、电视、……通讯>短波、散射、微波接力、卫星、……移动通讯>集群、寻呼、无绳、蜂窝、….

3、..蜂窝移动通讯:1G>模拟>语音2G>数字>语音+数据3G>数字>语音+高速多媒体数据随着无线通讯系统的发展，出现了各种类型的天线。不同的应用背景，天线的形式和要求的参数也不同。天线分类线天线单极天线折合阵子天线倒L型和倒F型天线平面天线口径天线平面槽天线漏波天线带反射器的天线透镜天线阵列天线天线辐射单元的一般特性辐射单元在工作频点是谐振的。例如：双偶极子天线的长度是1/2波长。在820MHz1/2波长为~180mm,在890MHz为~170mm175mm对~850MHz将是最佳的该天线的频带宽度

4、=890-820=70MHz在850MHz1/2波长振子最佳在890MHz天线振子在820MHz天线辐射单元的一般特性如果天线需要工作在多个频率点，那么就需要在辐射器上制造出多个谐振器。双频印刷振子天线双频基站天线单元结构天线的馈电方式巴伦信号源或负载或传输线，根据它们对地的关系，都可以分成平衡和不平衡两类。若信号源两端与地之间的电压大小相等、极性相反，就称为平衡信号源，否则称为不平衡信号源；若负载两端与地之间的电压大小相等、极性相反，就称为平衡负载，否则称为不平衡负载；若传输线两导体与地之间阻抗相同

5、，则称为平衡传输线，否则为不平衡传输线。在不平衡信号源与不平衡负载之间应当用同轴电缆连接，在平衡信号源与平衡负载之间应当用平行双线传输线连接，这样才能有效地传输信号功率，否则它们的平衡性或不平衡性将遭到破坏而不能正常工作。如果要用不平衡传输线与平衡负载相连接，通常的办法是在两者之间加装“平衡－不平衡”的转换装置，一般称为巴伦或平衡变换器二分之一波长平衡变换器又称“Ｕ”形管平衡变换器，它用于不平衡馈线同轴电缆与平衡负载半波对称振子之间的连接。“Ｕ”形管平衡变换器还有1:4的阻抗变换作用。移动通信系统采用

6、的同轴电缆特性阻抗通常为50欧，所以在YAGI天线中，采用了折合半波振子，使其阻抗调整到200欧左右，实现最终与主馈线50欧同轴电缆的阻抗匹配。四分之一波长平衡-不平衡器利用四分之一波长短路传输线终端为高频开路的性质实现天线平衡输入端口与同轴馈线不平衡输出端口之间的平衡-不平衡变换。二、天线的主要技术参数1、远区场和近区场2、辐射方向图（RadiationPattern）辐射方向图PowerPatternAmplitudeFieldPatternNote:Thepowerpatternandtheam

7、plitudefieldpatternarethesamewhencomputedandplottedindB.2维和3维辐射方向图3-Dplot(bothθandϕvary)2-Dplot(θ=constplane,ϕvaryorϕ=constplane,θvary)与方向图相关的几个技术术语（1）等方向模式（Isotropicpattern）isthepatternofanantennahavingequalradiationinalldirections.Thisisanideal(notphy

8、sicallyachievable)concept.However,itisusedtodefineotherantennaparameters.Itisrepresentedsimplybyaspherewhosecentercoincideswiththelocationoftheisotropicradiator.b)定向天线（Directionalantenna）isanantenna,whichradiates(receives)muchmor