在无线通信系统中，与外（wài）界（jiè）传播媒介接口是天（tiān）线（xiàn）系统（tǒng）。天线（xiàn）的选取和设计（jì）直接（jiē）关系到整个网（wǎng）络的质量。
天线基（jī）础知识（shí）
在无（wú）线（xiàn）通信系统中，与外界传播媒介接（jiē）口是（shì）天线系（xì）统。
天线辐射和接收无线电波：发射（shè）时，把高频电流转换为（wéi）电磁波；接收时把电磁波转换为高（gāo）频电流。
天（tiān）线的型号、增益、方向图、驱动天（tiān）线功率、简单或复杂的天（tiān）线（xiàn）配置和天线（xiàn）极化等都影响系统的性能。
1天线增（zēng）益
增益是天线（xiàn）系统的最重要参数之一，天线增（zēng）益（yì）的（de）定（dìng）义（yì）与全向天线或半（bàn）波振子天（tiān）线有（yǒu）关。全向辐射器是假设在（zài）所有方向上（shàng）都辐射等功率的辐射（shè）器，在某一（yī）方向的天线增益是该方向（xiàng）上的场强。定向辐射器在（zài）该方向产生辐射（shè）强（qiáng）度之比，见图1。
dBi 表示天线增益（yì）是方（fāng）向（xiàng）天线相（xiàng）对于全（quán）向辐射（shè）器的参（cān）考值，dBd是相对于（yú）半波振子天线（xiàn）参考（kǎo）值。
2方向图
天线的辐射（shè）电磁场（chǎng）在固定距离上随角坐标分布（bù）的（de）图形（xíng），称（chēng）为方向图。用辐（fú）射场强表（biǎo）示的称为场强方向图，用功率密度表示的称之功率方向（xiàng）图，用相位表示的（de）称为相位方（fāng）向图。
天线方向图是（shì）空（kōng）间立体图形（xíng），但是通常应用（yòng）的是（shì）两个互（hù）相垂直（zhí）的主平（píng）面內的方向（xiàng）图，称为平（píng）面（miàn）方（fāng）向图。在线性天线中，由于地面影响较大，都（dōu）采用垂直（zhí）面和水平面（miàn）作为主平面（miàn）。在面型天线中，则采用E平面（miàn）和H平面作为两个主平面。归一化方向图取最大值为一。
在方向（xiàng）图中，包含所需最大辐（fú）射方向的辐射波瓣叫天线主（zhǔ）波瓣（bàn），也称天（tiān）线波（bō）束。主瓣（bàn）之外的波瓣叫副瓣或旁瓣或边（biān），与主瓣相反方向上的旁瓣叫后瓣，见图2：全向天（tiān）线水平波瓣和垂直波（bō）瓣（bàn）图，其（qí）天线外形为圆（yuán）柱（zhù）型；图3：定（dìng）向天线水平波瓣和垂直波瓣图，其天线外（wài）形为板状。
通常会用到天线方向（xiàng）图（tú）的以下（xià）一些参数：
①零功（gōng）率波瓣（bàn）宽度，指主瓣最大值两边两个（gè）零辐射方向之间的夹（jiá）角。
②半功率点波（bō）瓣宽（kuān）度，指最大（dà）值下降（jiàng）到0.707（即下降3dB)点（diǎn）的夹角。
③副瓣电平，指副瓣最大值（zhí）和主瓣最大值之比。前（qián）后比等。
3极化
极化是描述电磁波场强矢（shǐ）量空间指向的一个辐射特（tè）性，当没有特别说明时，通常以电场矢量的（de）空间指向作为（wéi）电（diàn）磁波的极化方向，而且（qiě）是指在该（gāi）天线的最大辐（fú）射方向上的电场矢（shǐ）量来说的。
电场矢量在（zài）空（kōng）间的取向（xiàng）在（zài）任（rèn）何时间都（dōu）保持不变（biàn）的电磁（cí）波叫直线极（jí）化波（bō），有时以地面作参考，将电场矢量（liàng）方向与地面平行（háng）的波叫水平极化波，与地面垂直的波叫（jiào）垂直极化波。由于水平极化波和入射面垂直，故又称正交（jiāo）极化波；垂直极化（huà）波的电场矢量与入射平面平行，称之平行极化波。电场矢（shǐ）量和传播方向构成平面叫极化（huà）平（píng）面。
电场矢量在空（kōng）间的取向有的时候并不固定，电（diàn）场失（shī）量端点描绘的轨迹是圆，称圆极化（huà）波；若轨迹是（shì）椭圆，称之为椭（tuǒ）圆极化（huà）波（bō），椭圆极化波（bō）和圆极化波都有（yǒu）旋相性。
不论圆极化波或椭圆极（jí）化波，都可由两个（gè）互相垂（chuí）直线性（xìng）极化波合成。若（ruò）大小相等合成圆极化波，不（bú）相等则合（hé）成椭（tuǒ）圆极（jí）化波。天线可（kě）能会在（zài）非预定的（de）极化上（shàng）辐射不需要的能量。这种不需要的能量称（chēng）为交叉极化辐射（shè）分量。对（duì）线极化（huà）天（tiān）线而言（yán），交叉极化和预定的极（jí）化（huà）方向（xiàng）垂直。对于圆极化（huà）天（tiān）线，交叉极（jí）化与（yǔ）预订极化的旋向相（xiàng）反（fǎn）。所以交叉极化称正交极化（huà）。
天线其它技术指标
1电压驻波比（bǐ）（VSWR）
VSWR在移动（dòng）通信（xìn）蜂（fēng）窝系统（tǒng）的基（jī）站天（tiān）线中，其最大值应小（xiǎo）于或等（děng）于1.5:1。若表示天线的输入（rù）阻抗，为（wéi）天线的标称（chēng）特（tè）性阻抗，则反射（shè）系（xì）数为，其中为50欧姆。也可以用回波损耗表示端口的匹配特性，，VSWR=1.5:1时（shí），R.L.=-13.98dB。天（tiān）线输（shū）入阻抗与（yǔ）特性阻抗不一致时，产（chǎn）生的反射波和（hé）入射波在馈（kuì）线上叠加形（xíng）成驻波，其相邻电压最大值和最（zuì）小值（zhí）之比（bǐ）就是电（diàn）压驻波（bō）比。电压驻波比过大，将缩（suō）短通信距离，而且（qiě）反射（shè）功率将返回（huí）发射机功放部分，容易烧坏功放管，影响通信（xìn）系（xì）统正常工作。
2前后比（F/B）
天线的后向180°±30°以（yǐ）内的副（fù）瓣（bàn）电平与最大波束之差（chà），用正值表（biǎo）示（shì）。一般天线的前后比在18～45dB。对于密集市区要积极采用前（qián）后比大的天线，如40dB。
3端口隔离（lí）度
对于多端口（kǒu）天线，如双极化天线、双频段双极化天，收发共用时端口之间的隔离度应大于30dB。
4回波损耗
指在（zài）天线的接头处（chù）的反射功率与入射功率的比值。回波（bō）损耗反映（yìng）了天线的（de）匹配（pèi）特性。
5功率容量
指平均功率容量，天线包括匹配、平衡、移（yí）相等其它耦合（hé）装置，其所（suǒ）承（chéng）受的功率是有限的（de），考虑到基站天线的实际（jì）最（zuì）大输入功（单载波功率为20W),若（ruò）天线的 一个端口最多输入六（liù）个载波，则天线的输入功率（lǜ）为120W,因此天线的单端口功率容量应大（dà）于（yú）200W（环境温度为65℃时）。
6零点填充基
站天线垂直面内采用赋形（xíng）波束设计时，为（wéi）了（le）使业务区内的辐射（shè）电平更均匀，下副瓣（bàn）第一零点需要填充，不能（néng）有（yǒu）明显的（de）零深。通常零深相对于主波束大（dà）于（yú）-20dB即表示天（tiān）线有零（líng）点（diǎn）填充，对于大区制基站天线（xiàn）无（wú）这一要（yào）求。高增益天线（xiàn）尤其需要（yào）采取零点填（tián）充技术（shù）来有效（xiào）改（gǎi）善近处（chù）覆盖。
7上副瓣抑制（zhì）
对（duì）于小区制蜂窝（wō）系统，为了提高频率复（fù）用能力，减（jiǎn）少对邻区的同频干扰（rǎo），基站（zhàn）天线波（bō）束赋形（xíng）时应尽（jìn）可能降（jiàng）低那些瞄（miáo）准（zhǔn）干（gàn）扰区的副瓣，提高 D/U值，上第一副瓣电平应（yīng）小于（yú）-18dB，对（duì）于大区制（zhì）基站天线（xiàn）无这（zhè）一要求。
8天（tiān）线输（shū）入接口
为了改（gǎi）善无源（yuán）交调及射频连接的可靠性，基站天线的输入
接口采用（yòng）7/16DIN-Female，在天线使用前，端口（kǒu）上应有（yǒu）保（bǎo）护盖，以免生（shēng）成氧化物或进（jìn）入杂质。
9无源互调（diào）（PIM）
所（suǒ）谓（wèi）无（wú）源互调特性是指（zhǐ）接头，馈线，天线，滤波器等无源部件工作在多个载频的大（dà）功率信号条（tiáo）件下（xià）由于部件本（běn）身存（cún）在非线性而引起的互调效应（yīng）。通常（cháng）都认为无源部件是线性的，但（dàn）是（shì）在大（dà）功率条（tiáo）件下（xià）无源部件都不同程度地存在一定的非线性，这种非线性主（zhǔ）要是由（yóu）以（yǐ）下因素引（yǐn）起的：不同材料的金属（shǔ）的接触；相同材（cái）料（liào）的接触表面（miàn）不光滑；连接处不紧密；存在磁性物质（zhì）等。互调产物的存（cún）在会对通信系统（tǒng）产生干扰，特别是落在接收（shōu）带（dài）内的（de）互调产物（wù）将对系统（tǒng）的接收（shōu）性能产生严重影响（xiǎng），因此（cǐ）在GSM系统中对接（jiē）头，电缆，天线等（děng）无源部件的互调特性都有严格的要求。我们选用（yòng）的厂家的接头的无源互调指标可（kě）达到-150dBc，电缆的无（wú）源互调指标可达到-170dBc，天线的无源互调（diào）指（zhǐ）标可达到-150dBc。
10天线尺寸和重量（liàng）
为了（le）便于（yú）天线储（chǔ）存、运输（shū）、安装及（jí）安（ān）全，在满足各项电气指标情（qíng）况下，天线的（de）外形尺寸应尽（jìn）可能小，重量尽可能轻。
11风载荷
基站天（tiān）线通常安装（zhuāng）在高楼及铁塔上，尤（yóu）其在沿海地区，常年（nián）风速较大，要求天线在36m/s 时正常工作，在55m/s 时不破坏。
12工作温（wēn）度（dù）和湿度
基站天线（xiàn）应在环境温度（dù）-40℃-+65℃范围内正常工作。基站天线应在环境相对湿度（dù）0-100%范围内正常工作。
13雷（léi）电防护
基站天线所有射频输入端口均要求直（zhí）流直接接地。
14三（sān）防能（néng）力
基站天线（xiàn）必须具备三防能（néng）力，即（jí）：防潮、防（fáng）盐雾、防霉菌。对（duì）于基站全向天线必须允许天线倒置安（ān）装，同时（shí）满足（zú）三（sān）防要求。
15天线的种类
天线按方向性划分有定向天线和全向天（tiān）线；按极化形式分有单极化和双极化（huà）天线。在不同场合、不同地形、不同用户分布等（děng）情况时（shí）应采用不（bú）同的天线形式。天（tiān）线的（de）种类（型号）很多（duō）。
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