在无线通信系（xì）统中（zhōng），与（yǔ）外界传（chuán）播媒介接（jiē）口是天线系统。天（tiān）线（xiàn）的选取和设计直接关（guān）系到整（zhěng）个（gè）网络（luò）的（de）质量。
天（tiān）线基础（chǔ）知识
在（zài）无线通信系统中，与外界传播媒介接口是天线系统。
天线辐射和接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收（shōu）时把（bǎ）电磁波转换为高（gāo）频电（diàn）流。
天（tiān）线的型号、增益、方向图、驱动天线功率、简单或复（fù）杂的天线配（pèi）置（zhì）和（hé）天线极化（huà）等都影响系统的性（xìng）能。
1天线增益
增益是（shì）天线（xiàn）系统的最重（chóng）要参数之一，天线增益的定义与全（quán）向天（tiān）线或半波振子天线有关。全向辐射器是假设（shè）在所有方向上都辐射等功（gōng）率的（de）辐（fú）射器，在某一方向的天线增益是该方向上的场强。定向辐射器在该方向产生（shēng）辐射强度之比，见图1。
dBi 表示天线增益是方向天线（xiàn）相对（duì）于全向辐（fú）射（shè）器的参考值，dBd是相对（duì）于半波振（zhèn）子天（tiān）线参考值。
2方向图
天线的辐射电磁场在固定距离上（shàng）随角坐（zuò）标分布的图形，称为方向（xiàng）图（tú）。用辐射场强（qiáng）表示的称为场强方向图，用（yòng）功率（lǜ）密度表示（shì）的称（chēng）之功（gōng）率方向图，用（yòng）相位表示的（de）称为相（xiàng）位方向图。
天线方向（xiàng）图是空间（jiān）立体图（tú）形，但是通常应（yīng）用的是两个互相（xiàng）垂直的主平面內的方向（xiàng）图，称为平面方向（xiàng）图。在线性天线中，由于（yú）地面影（yǐng）响较大，都采用（yòng）垂直面和水平面作为主平面。在面型天线中（zhōng），则采用E平面和H平面作为两个（gè）主平面。归一化方向（xiàng）图取最（zuì）大值为（wéi）一。
在方（fāng）向图中，包含所需最大辐射方向（xiàng）的（de）辐射波（bō）瓣叫天线主波瓣，也称（chēng）天线波束。主（zhǔ）瓣之外的波（bō）瓣（bàn）叫副瓣或旁瓣或边，与（yǔ）主瓣相反方向上（shàng）的旁瓣叫后瓣，见（jiàn）图（tú）2：全向天（tiān）线水平波瓣和垂直（zhí）波瓣图（tú），其天线外（wài）形为圆柱型；图3：定向天线水平波瓣和垂直波（bō）瓣图，其天线外（wài）形为板状。
通常会用到天线方向（xiàng）图的以下一些参（cān）数：
①零功率（lǜ）波瓣宽度，指主瓣最大值两边两个零辐（fú）射方（fāng）向之间的夹角。
②半功率点波瓣宽度（dù），指最大值下降（jiàng）到（dào）0.707（即下降3dB)点的（de）夹角。
③副瓣电平，指副瓣最大值和主瓣（bàn）最大值之比（bǐ）。前后（hòu）比等。
3极化
极化是描述（shù）电磁波场强矢量空间指向（xiàng）的一个辐（fú）射特性，当没有特别说明时，通（tōng）常以电场矢（shǐ）量（liàng）的空间指向作为电磁波的极化（huà）方向，而（ér）且是指在该（gāi）天（tiān）线的最（zuì）大辐射方向上的电场（chǎng）矢量来说的。
电场矢量在空（kōng）间的取向在任（rèn）何（hé）时间都保持不变（biàn）的电（diàn）磁波叫直线极化波，有（yǒu）时（shí）以（yǐ）地面（miàn）作参考，将电场（chǎng）矢量（liàng）方向与地面（miàn）平行的波叫水平极化波，与（yǔ）地（dì）面垂直的波叫垂直极化（huà）波（bō）。由（yóu）于水平（píng）极化波和入射面垂直，故又称正交（jiāo）极化波；垂直极化波的电（diàn）场矢量与入（rù）射平面平行，称之平（píng）行极化（huà）波（bō）。电场矢量和传（chuán）播方向构成平面叫极化平面。
电场矢量在空间的取向有（yǒu）的时候并不（bú）固定，电场失（shī）量（liàng）端点描绘的轨（guǐ）迹是圆（yuán），称圆（yuán）极化波（bō）；若轨迹（jì）是椭圆，称之为椭圆（yuán）极（jí）化波，椭（tuǒ）圆（yuán）极化波和圆极（jí）化波都有旋相性。
不论圆极化波或椭圆极化（huà）波，都可（kě）由两个（gè）互相垂直线性极化波（bō）合成（chéng）。若大小相等合成圆极（jí）化波，不相等（děng）则合成椭（tuǒ）圆极化（huà）波。天线可能会（huì）在非预定的极（jí）化上辐射不需要的能量（liàng）。这种不需要的能量称为交叉极化（huà）辐射分量（liàng）。对线（xiàn）极（jí）化天线而言，交叉极化（huà）和预定的极化方向（xiàng）垂直。对于圆（yuán）极化天线，交叉极化与预订极化的旋向相反。所（suǒ）以交叉极化称（chēng）正交极化。
天线其它技（jì）术指标
1电压驻波比（VSWR）
VSWR在移（yí）动（dòng）通（tōng）信蜂（fēng）窝系统的基（jī）站天线中，其（qí）最大值应小于或等于1.5:1。若表（biǎo）示天线（xiàn）的输入（rù）阻（zǔ）抗，为天线的标称（chēng）特（tè）性阻抗，则反射系数（shù）为，其中为50欧（ōu）姆（mǔ）。也可以用回波损耗表示端口的匹配特性，，VSWR=1.5:1时，R.L.=-13.98dB。天线输入阻抗与特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波（bō），其相邻（lín）电压最（zuì）大值和最小值（zhí）之比就是电压驻波比。电压驻（zhù）波（bō）比过大，将缩短（duǎn）通信距离（lí），而且反射功率（lǜ）将返回发射机功放部分，容（róng）易烧（shāo）坏功放管，影响通信（xìn）系（xì）统正常工（gōng）作。
2前后比（F/B）
天线的（de）后向180°±30°以（yǐ）内（nèi）的副瓣电平与最（zuì）大波束之差，用正值表示。一般天线的前后比（bǐ）在18～45dB。对于密集（jí）市区（qū）要（yào）积极采用前后比大（dà）的天线（xiàn），如40dB。
3端口隔离度
对于（yú）多端口天线（xiàn），如双极（jí）化天（tiān）线、双频段双极（jí）化天，收发共用时端口之间的隔离度应大于30dB。
4回波损耗（hào）
指（zhǐ）在天（tiān）线的接头处的反射功率与入射功率的比值。回波（bō）损耗（hào）反映了（le）天线的（de）匹配特（tè）性（xìng）。
5功（gōng）率容量
指平（píng）均（jun1）功率（lǜ）容量，天线包括（kuò）匹配（pèi）、平衡、移相等其它耦合装（zhuāng）置，其所承受（shòu）的功率是（shì）有限（xiàn）的，考虑到基站天线的实际最大输（shū）入（rù）功（单（dān）载波功率（lǜ）为20W),若天线的（de） 一个（gè）端（duān）口最多输（shū）入六个载波，则（zé）天线（xiàn）的输入功率（lǜ）为120W,因此天线的单端（duān）口功率容量应大（dà）于200W（环境温度为（wéi）65℃时）。
6零点填充基
站天线垂直面内（nèi）采用赋形波束（shù）设（shè）计时，为（wéi）了使业务区（qū）内（nèi）的辐（fú）射电平更均匀，下副瓣第一零（líng）点需（xū）要填充，不（bú）能有明显的零（líng）深。通常零深相对于主波束大于-20dB即（jí）表示天线有零点（diǎn）填（tián）充，对于大（dà）区（qū）制基站天（tiān）线无（wú）这（zhè）一要求。高（gāo）增益天线（xiàn）尤（yóu）其需要采取（qǔ）零点填充技术来有效改善近处覆盖。
7上副瓣（bàn）抑制
对于（yú）小区制蜂窝（wō）系统，为了提高频率复（fù）用（yòng）能力，减少对邻区的同频干扰，基站天线波（bō）束赋（fù）形时应（yīng）尽可能降低（dī）那（nà）些（xiē）瞄准干扰区的副瓣，提高 D/U值，上第一副瓣电平应小于-18dB，对于大区制（zhì）基站天线无这一要求。
8天线输入接口（kǒu）
为了改善无源交调及射频连接（jiē）的可靠性，基站天线的输入
接口采用7/16DIN-Female，在（zài）天线（xiàn）使用前，端口上应（yīng）有保（bǎo）护盖，以免生成氧（yǎng）化物或进入杂质。
9无源互调（PIM）
所（suǒ）谓无源互（hù）调特性是指接头，馈线，天线（xiàn），滤（lǜ）波器等无源部（bù）件（jiàn）工作在多个载频的大功率（lǜ）信号条件下由于部件本身存在非线性而引（yǐn）起（qǐ）的（de）互调（diào）效应。通常都认为无源部件是线性的，但（dàn）是在大功率（lǜ）条（tiáo）件下（xià）无（wú）源部件都（dōu）不（bú）同（tóng）程度地存（cún）在一定的非线性，这（zhè）种非（fēi）线性主（zhǔ）要是由（yóu）以下因素引起的（de）：不同材（cái）料（liào）的金属的接触（chù）；相（xiàng）同材料的接触表（biǎo）面不光滑；连接（jiē）处不紧密；存在磁（cí）性物质等。互调（diào）产物的存在会对通信系统产（chǎn）生干扰，特别是落在接收带内（nèi）的（de）互调产物（wù）将对系统的接收性能产生严重影响，因此在GSM系统（tǒng）中对接头（tóu），电缆，天线等无源部件的互（hù）调特性都有严格的要求。我们选用（yòng）的（de）厂家的接头的无（wú）源互调指标可达到-150dBc，电缆（lǎn）的（de）无（wú）源互调指标（biāo）可达到-170dBc，天线的无源互调指标可达到-150dBc。
10天线尺寸和重（chóng）量
为了便于（yú）天线储存、运输、安装及安全，在满足各（gè）项（xiàng）电（diàn）气（qì）指标情况（kuàng）下，天（tiān）线的外形尺寸应尽可能（néng）小，重量尽（jìn）可能轻。
11风载荷（hé）
基（jī）站（zhàn）天线通常（cháng）安装在（zài）高（gāo）楼及（jí）铁塔上，尤其在沿海地区，常年风速（sù）较（jiào）大，要求天线（xiàn）在36m/s 时（shí）正常工作（zuò），在55m/s 时（shí）不破坏。
12工作温度和湿度
基站天线应在环境（jìng）温度-40℃-+65℃范围内正常工作。基站天线应在环境相对湿度0-100%范围内正常工（gōng）作。
13雷电（diàn）防护
基站天线所有射频输（shū）入端口（kǒu）均（jun1）要求直流直接接地。
14三防能力
基（jī）站天线必须具（jù）备三防能力，即：防潮、防盐雾、防（fáng）霉菌。对于基站全（quán）向天线必须允（yǔn）许（xǔ）天线倒置安（ān）装，同时满足三防要求。
15天线的种（zhǒng）类
天线按方向性划（huá）分有定向天线（xiàn）和全（quán）向天线；按极化形式分有单极化和双极化天（tiān）线。在（zài）不同场合（hé）、不同地形、不同用户分布等情（qíng）况时应采用不同的（de）天线形式。天线的（de）种类（型号）很多。
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