G基站天馈系统介绍

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1、第5章3G基站天馈系统介绍基站天馈系统概况5.1移动基站天线5.2移动通信用馈线5.3TD-SCDMA中的智能天线5.4基站天线参数调整5.6基站天线的分类与选型5.5常见射频器件5.7射频、光传输常用知识总结5.8【本章内容简介】 3G基站天馈系统在很多方面和2G类似，但是3G基站天馈系统也有其特殊之处，比如射频拉远、智能天线等。本章先介绍移动通信的基站天馈系统，然后较详细地介绍各类天线的特点和参数调整，最后介绍基站工程中常用的射频和光传输知识。【本章重点难点】重点掌握天线的参数调整、射频和光传输知识。5.1基站天馈系

2、统概况基站天馈系统是移动基站的重要组成部分，它主要完成下列功能：对来自发信机的射频信号进行传输、发射，建立基站到移动台的下行链路；对来自移动台的上行信号进行接收、传输，建立移动台到基站的上行链路。基站天线系统的配置同网络规划紧密相关。网络规划决定了天线的布局、天线架设高度、天线下倾角、天线增益以及分集接收方式等。不同的覆盖区域、覆盖环境对天线系统的要求会有非常大的差异。图5-1基站天馈系统安装示意图5.2移动基站天线天线作为无线通信不可缺少的一部分，其基本功能是辐射和接收无线电波。发射时，把传输线中的高频电流转换为电磁波

3、；接收时，把电磁波转换为传输线中的高频电流。天线系统作为电磁波的收发部件，其功能示意图如5-2所示。图5-2天线系统收发功能示意图天线品种繁多，主要有下列几种分类方式：按工作性质可分为发射天线和接收天线；按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等；按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等；按结构形式和工作原理可分为线天线、面天线等。图5-3天线5.2.1天线辐射的基本原理图5-4电磁波辐射示意图5.2.2天线的一些概念（1）输入阻抗（Impedance）（2）回波损耗（R

4、eturnLoss）（3）驻波比（VoltageStandingWaveRatio，VSWR）（4）带宽（bandwidth）（5）增益（gain）（6）方向图图5-5回波损耗示意图图5-63种常用天线增益比较图5-7半波振子天线方向图（7）波瓣宽度（beam-width）图5-8ANDREWCTSDG-06513-6D基站天线的水平和垂直方向图（8）极化方式（Polarisation）图5-9天线单极化方式和双极化方式（9）前后比（front-backratio）图5-10天线前后比示意图5.2.3常见的天线种类1．单

5、极天线和对称振子天线图5-11单极天线和对称振子天线图5-12振子天线辐射方向图图5-13不同长度的对称振子天线的辐射方向图2．八木-宇田天线图5-14八木天线示意图3．缝隙天线图5-15缝隙天线4．喇叭天线图5-16几种常见喇叭天线图5-17棱锥形喇叭天线的辐射方向图5．反射面天线图5-18反射面天线6．微带天线图5-19微带天线的4种形式图5-20矩形微带天线的典型方向图5.3移动通信用馈线1．传输线（1）TEM波传输线（2）TE波和TM传输线（3）表面波传输线图5-21几种常见波导结构2．馈线图5-22典型馈线的外

6、观1/2英寸馈线7/8英寸馈线尺寸（mm）内导体外径4.8mm9mm外导体外径13.7mm24.7mm绝缘套外径16mm27.75mm特性阻抗（）50±150±1频率上限（GHz）<8<5一次最小弯曲半径<70mm<120mm百米损耗（dB）900MHz<6.88<3.872000MHz<10.7<6.1表5-1移动通信馈线5.4TD-SCDMA中的智能天线图5-238天线圆环阵智能天线以及辐射方向图智能天线的基本思想是：智能天线是利用用户空间位置的不同来区分不同用户，系统通过改变各天线阵元的权重在空间形成方向性波束，

7、天线以多个高增益窄波束动态地跟踪期望用户，而在干扰用户方向形成零陷，从而大大降低了系统的干扰，提高了频谱利用率。接收模式下，来自窄波束之外的信号被抑制；发射模式下，能使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄波束照射范围以外的非期望用户受到的干扰最小。图5-248天线线阵智能天线以及辐射方向图5.5基站天线的分类与选型移动网络类型不同，基站天线的选择也有不同的要求。2G时代的GSM，CDMA以及3G时代的几种制式，不同制式对基站天线的带宽、三阶互调等性能指标也有着不同的要求。现在应用的基站天线除了TD-SCDMA的智能天线有

8、较大不同外，其他网络制式使用的天线基本结构相差不大。智能天线由于前面已经有了较多介绍，下面的内容没有再涉及。在GSM，GPRS，EDGE，CDMA2000，WCDMA等系统中使用的宏基站天线按定向性可分为全向和定向两种基本类型，按极化方式又可分为单极化和双极化两种基本类型，按下倾角调整方式又可分为机械式和电调式两种基