02-天馈系统介绍.ppt

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1、 中兴通讯学院 CDMA天馈系统介绍中兴通讯学院CDMA-BSS课程团队CDMA网规网优客户培训授课手册 中兴通讯学院 课程目标掌握半波振子、工作频段、回波损耗、输入阻抗等天线的电气性能参数。了解天线尺寸、天线抱杆、工作和存储环境等天线的机械性能参数。2 中兴通讯学院 提 纲基站天馈结构天线分集方式天线电性能参数天线机械参数基站天线发展趋势3 中兴通讯学院 基站天馈结构天线7/16接头1/2“跳线7/8“电缆 接地卡口1/2“跳线机柜避雷器接地卡口4 中兴通讯学院 提 纲基站天馈结构天线分集方式天线电性能参数天线机械参数基站天线发展趋势5 中兴通讯学院 天线分集方式空间分集极化分集空间分集：当

2、两个接收天线间隔一定距离，就可接收到具有不同衰落包络的同一个信号，这两个信号的相关系数小于0.7，就可满足分集接收要求。空间分集对天线安装提出了要求：极化分集：每个载频的每个扇区使用一个45双极化天线就可以完成分集接收。两个相互垂直的45极化是正交极化，有较好的分集接收能力。D10 h/D11h是天线高度，D是天线间隔空间分集天线仅采用在水平方向有间隔。6 中兴通讯学院 提 纲基站天馈结构天线分集方式天线电性能参数天线机械参数基站天线发展趋势7 中兴通讯学院 天线电性能参数工作频段输入阻抗半波振子极化方式增益电压驻波比波束宽度下倾角方向图波瓣抑制和零点填充三阶互调前后比天线口隔离8 中兴通讯学

3、院 Wavelength1/2 Wavelength1/4 Wavelength1/4 Wavelength1/2 WavelengthDipole天线基础半波振子(Dipoles)1900MHz ：166mm 800MHz ：333mm 对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。波对称振子组成天线阵。两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为两臂长

4、度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子二分之一波长的振子，称半波对称振子9 中兴通讯学院 1个个 dipole 接收功率：1mW多个多个 dipole组阵组阵接收功率：4 mWGAIN=10log(4mW/1mW)=6dBd半波振子(Dipoles)10 中兴通讯学院 工作频段(Frequency Range)CDMA1900系统，选用18501990MHZ的天线。CDMA800系统，选用824896MHZ的天线。GSM900系统，工作频段为890-960MHz、870-960MHz、807-960 MHz和890-1880 MHz的双频天线

5、均为可选。工作在450A段的RDAS系统，选用450470MHZ的天线。11 中兴通讯学院 工作带宽（BANDWIDTH）=896-824=72MHzOptimum 1/2 wavelengthfor dipole at 860MHzat 896MHzAntenna Dipoleat 824MHzCDMA800系统天线的工作带宽12 中兴通讯学院 输入阻抗(Impedance)50Cable 50 ohmsAntenna 50 ohms13 中兴通讯学院 输入阻抗(Impedance)天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线

6、的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。一般移动通信天线的输入阻抗50。14 中兴通讯学院 9.5 W80 ohms50 ohmsForwarda:10WBackward:0.5WReturn Loss：10log(10/0.5)=13dBVSWR(Voltage Standing Wave

7、Ratio)电压驻波比(VSWR)15 中兴通讯学院 电压驻波比电压驻波比VSWR:微波传输线的阻抗必须与天线的输入阻抗匹配微波传输线的阻抗必须与天线的输入阻抗匹配否则就会有反射波产生，流向信号源否则就会有反射波产生，流向信号源由反射波和入射波合成而产生的称为驻波由反射波和入射波合成而产生的称为驻波 驻波信号振幅的最大值与最小值之比称为电压驻波比驻波信号振幅的最大值与最小值之比称为电压驻波比VSWRVSWR 它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5，但实际应用中VSWR应小于1.3。过大的

8、驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能。回波损耗：回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。回波损耗的值在0dB 到 无穷大之间，回波损耗越小表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。0表示全反射，无穷大表示完全匹配。在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于14dB。电压驻波比(VSWR)16 中兴通讯学院 Ant VSWR=1.5:1Return Loss=20 Log VSWR+1 =14dB VSWR-1+40 dBm(10 watts)+26 dBm0dBiEIRP=+39.8 dBm(400mW)电压驻波比(VSWR)17 中兴通讯学院 极化方式(Pola

9、rization)VerticalHorizontal+45degree slant-45degree slant18 中兴通讯学院 V/H(Vertical/Horizontal)Slant(+/-45)极化方式(Polarization)19 中兴通讯学院 垂直线极化（Linear,vertical）45双线极化（dual linear 45 slant）极化方式(Polarization)20 中兴通讯学院 增 益 注意：天线只是无源传输器件，不能放大能量！增益是指：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密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集

10、中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。21 中兴通讯学院 半波振子半波振子理想点源（无耗均匀辐射器）理想点源（无耗均匀辐射器）eg:0dBd =2.15dBi2.15dB 增 益 22 中兴通讯学院 天线增益实例BaseStationTransmitter(20 watts)Convert to dBm10Log(20)+30=+43 dBmjumperHeliaxCablejumper-0.5dB-0.5dB-3dBAntenna Gain=+18 dBiAnt InputPower=+39dBmEiRP=+39+18 =+57 dBm EIRP

11、（有效辐射功率）有效辐射功率）实例实例23 中兴通讯学院 方向图（Pattern）发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。但实际中的天线辐射图都比较复杂，称之为天线方向图。24 中兴通讯学院 120(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB10dB Beamwidth60(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB3dB Beamwidth波束宽度（Beamwidth）方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低 3 dB（功率密度降低一半）

12、的两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称 波束宽度 或 主瓣宽度 或 半功率角）。波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。还有一种波瓣宽度，即 10dB波瓣宽度，顾名思义它是方向图中辐射强度降低 10dB（功率密度降至十分之一）的两个点间的夹角25 中兴通讯学院 水平波瓣3dB宽度定向天线：65/90/105/120 全向天线：36026 中兴通讯学院 垂直波瓣3dB宽度定向天线全向天线27 中兴通讯学院 下倾角（Down Tilt）机械下倾固定电子下倾可调电子下倾28 中兴通讯学院 下倾角（Down Tilt）29 中兴通讯学院 不下倾不下倾电调下倾电调下倾机械下倾机械下倾下倾角（

13、Down Tilt）30 中兴通讯学院 下倾角（Down Tilt）31 中兴通讯学院 前后比（Front to Back Ratio）主瓣最大值与后瓣最大值之比F/B =10 log typically：25dB(前向功率)后向功率)后向功率后向功率前向功率前向功率32 中兴通讯学院 上旁瓣抑制与零点填充33 中兴通讯学院 上副瓣抑制(dB)旁瓣（Sidelobes）34 中兴通讯学院 零点填充35 中兴通讯学院 功率容量（Permitted Power）一般天线功率容量范围 25-1500W基站天线功率容量 应大于200W36 中兴通讯学院 三阶互调IMD2 43dBmf1,f2,2f1-

14、f2,2f2-f1 830MHz,835MHz,840MHz,845MHz37 中兴通讯学院 1000mW(1W)1mW10log(1000mW/1mW)=30dB天线口隔离（Isolation）理想的极化完全隔离是没有的。馈送到一种极化的天线中去的信号多少总会有那么一点点在另外一种极化的天线中出现。例如下图所示的双极化天线中，设输入垂直极化天线的功率为1W，结果在水平极化天线的输出端测得的输出功率为 1mW，则隔离度为30dB.38 中兴通讯学院 提 纲基站天馈结构天线分集方式天线电性能参数天线机械参数基站天线发展趋势39 中兴通讯学院 机械参数天线尺寸天线重量天线罩材料工作与存储结构参数天

15、线抱杆防雷 中兴通讯学院 尺寸（Dimensions）长：与垂直波瓣、增益有关宽：与水平波瓣有关高：与所采用的天线技术有关重量（Weight）影响运输、施工机械参数41 中兴通讯学院 天线罩材料PVC,ABS,fiberglass等防晒、防冻，防盐雾，阻燃，抗老化等工作与存储Storage Temperature Range：Operating Temperature Range：典型值：-40C +70C 典型值：-40C +70C机械参数42 中兴通讯学院 结构参数迎风面积（Flat Plate Area）包装尺寸（Shipping Dimensions）风负荷（Wind Load）长宽高Eg:83N at 160 km/h越小越好接头型式（Connector Type）7/16”DIN，N，SMA female机械参数43 中兴通讯学院 天线抱杆（Mast）Mast diameter 45-90mm防雷机械参数44 中兴通讯学院 基站天线发展趋式宽频带多功能高集成度智能天线45 中兴通讯学院 课程回顾半波振子、极化方式、工作频率、波束宽度、方向图、回波损耗等参数的含义和作用。了解机械性嫩参数未来天线的发展趋势46