基站天线原理与常用技术指标
内部公开
资料编码 使用对象 编写部门
华为工程师 WCDMA RAN技术支持组 产品名称 产品版本 资料版本 WCDMA RAN V1.0 天线基本原理和常用技术指标
拟 制： 审 核： 审 核： 批 准：
许东亮 WCDMA RAN技术支持组 日 期： 日 期： 日 期： 日 期： 2006-4-10
华 为 技 术 有 限 公 司
版权所有 侵权必究
2006-05-09
版权所有，侵权必究
第1页,共34页
基站天线原理与常用技术指标
内部公开
修订记录
日期 2006-5-9 修订版本 V1.0 描述 初稿 作者 许东亮
2006-05-09
版权所有，侵权必究
第2页,共34页
基站天线原理与常用技术指标
内部公开
目 录
1.
无线电波传输基础理论 ............................................................................................................. 6 1.1. 无线电波概念 ............................................................................................................... 6 1.2. 无线电波的频段 ............................................................................................................ 6 1.3. 无线电波的传输特性...................................................................................................... 7
2.
3.
4.
超短波和微波的视距传播 .............................................. 7 电波的多径传播 ...................................................... 8 电波的绕射传播 ...................................................... 8 实际环境的无线传播 .................................................. 8
天线的概念及其在通信系统中的作用 .......................................................................................... 9 2.1. 天线的种类 .................................................................................................................. 9 2.2. 天线的基本工作原理.................................................................................................... 12
2.2.1. 电磁波如何由封闭导线发射至自由空间 ................................. 12 2.2.2. 振子&半波振子 ...................................................... 13 2.2.3. 四端口网络 ......................................................... 14 基站天线的种类及其内部结构 ................................................................................................. 15 3.1. 什么是天线阵列 .......................................................................................................... 15 3.2. 基站天线的结构 .......................................................................................................... 16 3.3. 基站天线的种类 .......................................................................................................... 18 基站天线的技术参数介绍及其与系统性能的关系 ........................................................................ 19 4.1. 基站天线的技术参数.................................................................................................... 19
4.1.1. 工作频段 ........................................................... 19 4.1.2. 极化方向 ........................................................... 20 4.1.3. 方向图 ............................................................. 22 4.1.5. 增益 ............................................................... 26 4.1.6. 特性阻抗 ........................................................... 27 4.1.7. 反射损耗与电压驻波比（VSWR） ....................................... 27 4.1.8. 前后比 ............................................................. 28 4.1.9. 端口隔离度 ......................................................... 29 4.1.10. 功率容量 .......................................................... 29 4.1.11. 无源互调 .......................................................... 29 4.1.12. 风载荷 ............................................................ 30 4.1.13. 工作温度和湿度 .................................................... 30 4.1.14. 雷电防护 .......................................................... 30 4.1.15. 三防能力 .......................................................... 30 4.2. 波束宽度与增益之间的关系 .......................................................................................... 30 4.3. 天线特性对系统性能的影响 .......................................................................................... 32 4.4. WCDMA天线的主要技术指标示例 ................................................................................ 32
4.4.1. WCDMA天线的主要电气指标示例 ........................................ 32 4.4.2. WCDMA天线的主要机械指标示例 ........................................ 34
1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.3.4.
2006-05-09
版权所有，侵权必究
第3页,共34页
基站天线原理与常用技术指标
内部公开
插 图 目 录
图1 电场、磁场和电磁波传输关系............................................................................................. 6 图2 实际陆地移动通信的无线电波传输机制 ................................................................................ 9 图3 全向天线 ....................................................................................................................... 10 图4 对数周期天线 ................................................................................................................. 10 图5 板状天线 ....................................................................................................................... 11 图6 室内吸顶天线 ................................................................................................................. 11 图7 抛物面天线 八木天线 ..................................................................... 12 图8 车载天线 手机天线.......................................................................... 12 图9 GPS天线 ...................................................................................................................... 12 图10 传输线向天线结构的演变过程 ................................................................................... 13 图11 半波振子 ................................................................................................................ 13 图12 天线的四端口网络示意图 .......................................................................................... 14 图13 天线阵列的方向性 ................................................................................................... 15 图14 理想点源天线的辐射方向图....................................................................................... 16 图15 理想点源天线阵列的辐射方向图 ................................................................................ 16 图16 全向&定向天线结构图举例........................................................................................ 17 图17 板状天线结构图 ...................................................................................................... 18 图18 各种极化方式天线结构 ............................................................................................. 19 图19 半波振子的电磁场矢量图1 ....................................................................................... 21 图20 半波振子的电磁场矢量图2 ....................................................................................... 22 图21 三维方向图 ............................................................................................................. 23 图22 水平面方向图.......................................................................................................... 23 图23 水平波瓣宽度示意图 ................................................................................................ 24 图24 垂直面方向图.......................................................................................................... 25 图25 垂直面波瓣宽度示意图 ............................................................................................. 25 图26 dBi&dBd关系图 ...................................................................................................... 27 图27 V.S.W.R物理意义图示............................................................................................. 28 图28 前后比物理意义图示 ................................................................................................ 29 图29 天线增益与波束宽度的关系....................................................................................... 32
2006-05-09
版权所有，侵权必究
第4页,共34页
基站天线原理与常用技术指标
内部公开
关键词：
电磁波、点源天线、半波振子天线、天线阵列、方向图、技术指标
摘 要：
本文介绍了天线的基本原理和技术指标，作为普及型技术资料供WCDMA工程使用。
缩略语清单： 无
参考资料清单：
2006-05-09
版权所有，侵权必究
第5页,共34页