1樓：假的司馬
1、基站天線的工作原理：
基站天線的主要功能就是提供無線覆蓋，即實現有線通訊網路與無線終端之間的無線訊號傳輸。
1. 核心網側的控制信令、語音呼叫或資料業務資訊通過傳輸網路傳送到基站（在2g、3g網路中，訊號先傳送到基站控制器，再傳送到基站）。
2. 訊號在基站側經過基帶和射頻處理，然後通過射頻饋線送到天線上進行發射。
3. 終端通過無線通道接收天線所發射的無線電波，然後解調出屬於自己的訊號。
2、基站天線的主要引數有：
電氣引數、頻率範圍、極化方式、波瓣寬度、機械可調傾角、電壓駐波比。
知識點延伸：
每個基站根據所連線的天線情況，可以包含有一個或多個扇區。基站扇區的覆蓋範圍可以達到幾百到幾十千米。不過在使用者密集的地區，通常會對覆蓋範圍進行控制，避免對相鄰的基站造成干擾。
基站天線的基帶和射頻處理能力，決定了基站的物理結構由基帶模組和射頻模組兩大部分組成。基帶模組主要是完成基帶的調製與解調、無線資源的分配、呼叫處理、功率控制與軟切換等功能。射頻模組主要是完成空中射頻通道和基帶數字通道之間的轉換，以及射頻通道的放大、收發等功能。
2樓：匿名使用者
大家都知道，沒有夭線也就沒有無線電通訊。那麼，天線為什麼能發射(接收)無線電波呢這需要從兩根導線上的感應電流說起。當距離很近的兩根導線上有交變電流流動時(見圖1一25a) ,導線上的感應電流大小相等、方向相反，電場被束縛在兩導線之間，線外幾乎沒有輻射;如果把兩根導線張開(見圖i一25b)，一部分電場能夠散播在周圍空間。
當導線的長度l增大到可與波長相比時，導線上的電流將大大增加，因而就能形成較強的輻射(見圖1一25c)。由此可知，兩根導線輻射無線電波的能力是與導線的長度和形狀有關的。以上是從發射角度來講述天線的工作原理，根據互易原理。
接收天線的工作過程只不過是把發射的過程反過來罷了。
在上面兩根張開導線輻射無線電波例子中，兩臂長度相等的振子叫對稱振子。這是很經典的、迄今使用最廣泛的一種天線。當每臂長度為1/4波長(全長為1/2波長)的振子.
稱半波對稱振子。單個半波對稱振子，可單獨地使用，也可作為拋物面天線的饋源，還可採用多個半波對稱振子組成天線陣。行動通訊巨集基站中常用的板狀天線，其實盒子裡面就是由多個半波對稱振子組成的天線陣列。
天線增益—是用來衡量天線朝一個特定方向收發訊號的能力，它是選擇基站天線最重要的引數之一。
一般來說，增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度，而在水平面上能保持全向的輻射效能。天線增益對行動通訊系統的執行質量極為重要，因為它決定蜂窩邊緣的訊號電平。增加增益就可以在一確定方向上增大網路的覆蓋範圍，或者在確定範圍內增大收信電平的富餘量。
表徵天線增益的引數有drd和dbia dbi是相對於點源天線的增益，在各方向的輻射是均勻的;dbd相對於對稱振子天線的增益dbi = dbd千2. 15。相同的條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠。
一般 gsm定向基站的天線增益約為18dbi，全向的約為lldbio
如何把全向天線變成定向天線，要靠改變天線結構來實現。通常採用增加反射板的辦法。平面反射板放在振子的一邊就構成扇形區域的覆蓋天線(見圖1 -26)。
圖中也表明了反射板的作用既能把功率反射到單側方向.也能提高天線的增益。為了進一步改進效能，提高天線增益，反射板還可以做成拋物反射面，使天線的輻射像光學中的探照燈那樣.
把能量集中到一個小立體角內，從而獲得更高的增益。
為了提高天線的增益，通常將兩個半波振子增加為4個，乃至8個。4個半波振子排成一個垂直放置的直線陣時，其增益約為8db;一側再加有一個反射板就構成四元式直線陣，也就是最常規的板狀天線，其增益約14一17db。同樣的八元式直線陣，即加長型板狀天線，其增益16一19db。
當然，加長型板狀天線的長度也要增加許多，為常規板狀天線的1倍，達2.4m左右(見圖1一27)。
方向圖也是天線的一個重要引數。發射夭線的基本功能之一是把從饋線取得的能量向周圍空間輻射出去;之二是把大部分能量朝所需的方向輻射。垂直放置的半波對稱振子具有平放的「麵包圈」形的立體方向圖(見圖i -28a)。
立體方向圖立體感強，容易理解見圖i -28b與圖1 -28c)。從圖1一28b可以看出，在振子的軸線方向上輻射為零，最大輻射方向在水平面上;而圖i一28c顯示，在水平面上各個方向的輻射是一樣大的。
通過若干個對稱振子組，產生「扁平的麵包圈」，把訊號進一步集中到水平面方向上，以加強對目標覆蓋區域的輻射控制。由4個半波對稱振子沿垂線上下排列構成一個天線振子組後，其立體方向圖和垂直面方向圖見圖1 - 29。由此可知，設在居民小區的行動通訊基站，其天線主要向水平方向發射電波，架設在樓頂上的天線是不會向下面的屋內輻射無線電波的。
波瓣寬度，這是天線常用的一個很重要的引數。天線方向圖中輻射強度最大的瓣稱為主瓣，主瓣外側的稱為副瓣(或旁瓣)。主瓣最大輻射方向上，輻射強度降低3db兩側點的夾角稱為波瓣寬度(又稱半功率角)，常以圖形方式表示(見圖1一30a)。
波瓣寬度越窄，天線的方向性越好，作用距離越遠，抗千擾能力越強。
天線的波瓣寬度可分水平面波瓣寬度和垂直平面波瓣寬度。天線垂直波瓣寬度一般與該天線所對應方向上的電波覆蓋半徑有關。通過對天線垂直度(俯仰角)在一定範圍內的調節，可以達到改善小區覆蓋質量的目的。
垂直平面的半功率角有480, 330, 150, 8。幾種。半功率角越小，訊號偏離主波束方向時衰減越快，也就越容易通過調整天線傾角來準確控制扇區的覆蓋範圍。
基站天線水平波瓣寬度有利於電波覆蓋小區的交疊處理。半功率角度越大，在扇區交界處的覆蓋越好。天線水平半功率角常見的有450, 600, 90」等。
當提高天線垂直傾角時，水平半功率角過大，越容易發生波束畸變，形成越區覆蓋;角度越小，扇區交界處覆蓋就越差。一般在市中心的基站由於站距小，天線傾角大，通常多采用水平面的半功率角小的天線.在郊區則選用半功率角大的天線。
基站天線效能引數
3樓：網管愛好者
天線工作頻率
無論天線還是其他通訊產品，總是在一定的頻率範圍(頻頻寬度)內工作，其取決於指標的要求。通常情況下，滿足指標要求的頻率範圍即可為天線的工作頻率。
天線一般來說，在工作頻頻寬度內的各個頻率點上，天線效能是有差異的。因此，在相同的指標要求下，工作頻帶越寬，天線設計難度越大。
輻射引數
主瓣;副瓣;
半功率波束寬度;
增益;波束下傾角;
前後比;
交叉極化鑑別率;
上旁瓣抑制;
下零點填充;
根據天線輻射引數對網路效能影響程度，可分類如下：
半功率波束寬度
在方向圖主瓣範圍內，相對最大輻射方向功率密度下降至一半時的角域寬度，也叫3db波束寬度。
水平面的半功率波束寬度叫水平面波束寬度;垂直面的半功率波束寬度叫垂直波束寬度。
天線增益與波束寬度的關係：
水平面波束寬度
每個扇區的天線在最大輻射方向偏離±60º時到達覆蓋邊緣，需要切換到相鄰扇區工作。在±60º的切換角域，方向圖電平應該有一個合理的下降。電平下降太多時，在切換角域附近容易引起覆蓋盲區掉話;電平下降太少時，在切換角域附近覆蓋產生重疊，導致相鄰扇區干擾增加。
理論**和實際應用結果表明：在密集建築的城區，由於多徑反射嚴重，為了減小相鄰扇區之間的相互干擾，在±60º的電平下降至-10db左右為好,反推半功率寬度約為65º;而在空曠的郊區，由於多徑反射少，為了確保覆蓋良好，在±60º的電平下降至-6db 左右為好，反推半功率寬度約為90º。
水平面波束寬度、波束偏斜及方向圖一致性決定了覆蓋區方位向的效能好壞。
多徑反射傳播：
p ~~ 1/r^n
n = 2~4
±60º電平設計：
市區 n=3~3.5
9~10.5db 下降
郊野：n=2
6 db 下降
垂直面波束寬度及電下傾角精度
決定了網路覆蓋區中距離向效能的好壞。
觀察下圖的垂直面方向圖。波束應該適當下傾，下傾角度最好使得最大輻射指向圖 中目標服務區的邊緣。如果下傾太多(黃色)，服務區遠端的覆蓋電平會急劇下降;如果下傾太少，覆蓋在服務區外，且產生同頻干擾問題。
電下傾角度
最大輻射指向與天線法線的夾角。
前後比抑制同頻干擾或導頻汙染的重要指標.
通常僅需考察水平面方向圖的前後比,並特指後向±30°範圍內的最差值。
前後比指標越差，後向輻射就越大，對該天 線後面的覆蓋小區造成干擾的可能性就越大。
特殊應用中才會考察垂直面方向圖的前後比，比如基站背向區域有超高層建築物。
天線增益
係指天線在某一規定方向上的輻射功率通量密度與參考天線(通常採用理想點源)在相同輸入功率時最大輻射功率通量密度的比值。
天線增益、方向圖和天線尺寸之關係
天線增益是用來衡量天線朝一個特定方向收發訊號的能力，它是選擇基站天線重要的引數之一。
天線增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。
增益越高，天線長度越長。
天線增益的幾個要點:
1)天線是無源器件，不能產生能量。天線增益只是將能量有效集中向某特定方向輻射或接受電磁波的能力。
2)天線的增益由振子疊加而產生。增益越高，天線長度越長。
3)天線增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。
增益影響覆蓋距離指標 ,合理選擇增益!!!
提高天線增益，覆蓋的距離增大，但同時會壓窄波束寬度，導致覆蓋的均勻性變差。天線增益的選取應以波束和目標區相配為前提，為了提高增益而過分壓窄垂直面波束寬度是不可取的，只有通過優化方案，實現服務區外電平快速下降、壓低旁瓣和後瓣，降低交叉極化電平，採用低損耗、無表面波寄生輻射、低vswr的饋電網路等途徑來提高天線增益才是正確的
交叉極化比
極化分集效果優劣的指標
為了獲得良好的上行分集增益，要求雙極化天線應該具有良好的正交極化特性，即在±60º的扇形服務區內，交叉極化方向圖電平應該比相應角度上的主極化電平有明顯的降低，其差別(交叉極化比)在最大輻射方向應大15db，在±60º內應大於10db，最低門檻也應該大於7db，如圖所示。如此，才可以認為兩個極化接收到的訊號互不相關。
副瓣抑制
抑制同頻干擾或導頻汙染的輔助指標
對於城區建築物密集的應用場景，一方面因通訊容量大要求縮小蜂窩，另一方面因樓房遮擋和多徑反射，難以實現大距離覆蓋。通常採用增益13~15dbi的低增益天線，大下傾角做微蜂窩覆蓋，從而，主波束的上側第
一、二旁瓣指向前方同頻小區的可能性很大，這就要求在設計天線時，設法對上旁瓣進行抑制，從而降低干擾。
下零點填充
在某些特殊場景有限減少盲點的輔助指標
在天線設計時，對下零點進行適當填充，就可能減少掉話率。但零點填充要適可而止，當對零點填充要求較高時，增益損失較大，得不償失。對於低增益天線，由於波瓣較寬，應用時通常下傾角較大，下旁瓣不參與覆蓋，不需要進行零點填充。
多徑的影響，導致近距離零點效應不明顯或者消失。
方向圖圓度
評估全向天線均勻覆蓋效果的指標
僅需考察水平面方向圖的圓度。評估舉例：指標為±1db，所有頻點都需要優於該指標。
電壓駐波比
電壓駐波比(vswr)：為傳輸線上的電壓最大值與電壓最小值之比。
當天線埠沒有反射時，就是理想匹配，駐波比為1;當天線埠全反射時，駐波比為無窮大。
電壓駐波比是天線高效率輻射的基本指標要求。
在全頻段內考察vswr，取最大值為指標。
評估舉例：指標為1.5，所有頻點都需要優於該指標。
隔離度是指某一極化接收到的另一極化訊號的比例。
一般指雙極化天線中兩個極化直接的隔離。
三階交調
確保天線發射的交調幹擾不影響接收機的靈敏度
在全頻段內考察pim3，取最大值為指標。
可通過交調指標反映**商天線產品的綜合水平，特別是物料生產及裝配過程的質量控制能力。
互調幹擾的必要條件：足夠強的互調訊號電平+能夠落入到系統接收頻帶
天線主要引數計量單位
計量單位說明
1) db
相對值，表徵兩個量的相對大小關係，如a的功率比b的功率大或小
多少個db時，可按10log(a功率值/b功率值)計算。
舉例：a功率值為2w，b功率值為1w，即a相比b多了一倍，換算成db單位為：
10log(2w/1w) ≈3db
2) dbm
表徵功率絕對值的量，也可認為是以1mw功率為基準的一個比值，計算為：10log(功率值/1mw)。
舉例：功率值為10w，換算成dbm為10log(10w/1mw)=40dbm。
3) dbi及dbd
舉例：0dbd=2.15dbi
天線技術未來
高效能天線
面臨不斷增長的流量需求，提升網路容量，天線技術是關鍵。由於容量大小受限於sinr，通過天線技術來提升sinr，就必須最小化扇區間干擾，最大化集中化天線輻射能量。
射頻部分和天線融合
總之，天線是任何一個無線電通訊系統都不可缺少的重要組成部分。合理慎重地選用天線，可以取得較遠的通訊距離和良好的通訊效果。
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