在（zài）无线通信系统中（zhōng），与外界传（chuán）播媒介接（jiē）口是天线系统。天线的选取和设计直接关（guān）系到整（zhěng）个网（wǎng）络的质量。
天线基础知识
在无（wú）线通信系统中，与外界传播媒介接（jiē）口是天（tiān）线（xiàn）系统。
天线（xiàn）辐射（shè）和（hé）接收无线（xiàn）电波：发射（shè）时，把高（gāo）频电流转换为（wéi）电磁波；接（jiē）收时把电磁波转（zhuǎn）换为高频电流。
天（tiān）线的型号、增益、方向图、驱动天线（xiàn）功率、简单或复（fù）杂的天（tiān）线配置和天线（xiàn）极化等都影响系统的性能。
1天线增益
增益是天线系统的最重要参数之（zhī）一，天线增益的定义与全向天线或半波振子天线有关。全向辐（fú）射器是假设在所有（yǒu）方向上都辐射等功率的辐射器，在某一方向的（de）天线增益是该方向上的场强。定（dìng）向辐射器在该方向产生辐射强度之比，见图（tú）1。
dBi 表（biǎo）示天线增（zēng）益（yì）是方向天线相对（duì）于全向辐射器的参考值，dBd是相对于半（bàn）波振子天线参考值。
2方向图（tú）
天线的辐射电磁场在固定距离上随角坐标分布（bù）的（de）图形，称（chēng）为方向图（tú）。用（yòng）辐射场强表示（shì）的称为场强方向图，用功（gōng）率密度（dù）表示的（de）称之功率方向图，用相位表示的称为（wéi）相位方向图。
天线方向图是（shì）空间（jiān）立体图形，但是通常应用的是两个互相垂（chuí）直的主平面（miàn）內（nà）的方向图，称为平面方向图。在线性天线中（zhōng），由于（yú）地（dì）面影响较大，都采用垂直面和水平面作为（wéi）主平面（miàn）。在面型天线中，则采用E平面和H平面作为两个（gè）主平（píng）面。归一（yī）化方（fāng）向图取最大值为一。
在方向图中，包含所需最大（dà）辐射方向的辐射（shè）波（bō）瓣（bàn）叫天（tiān）线主波瓣，也称天线波束。主瓣之（zhī）外的波瓣叫（jiào）副瓣或旁瓣或（huò）边，与主瓣相反方向（xiàng）上（shàng）的旁瓣（bàn）叫后瓣，见图2：全向天线水平波（bō）瓣和垂直波瓣图（tú），其天线外形为圆柱型；图3：定向天线水平波瓣和垂直波瓣图，其天线外形（xíng）为板状。
通常会用（yòng）到天线方（fāng）向图的以（yǐ）下一（yī）些参数（shù）：
①零（líng）功率波瓣宽度，指主（zhǔ）瓣最大值（zhí）两边两个零辐射方（fāng）向之间的夹角。
②半功率点波瓣宽度，指最（zuì）大值下（xià）降到0.707（即下降（jiàng）3dB)点的夹（jiá）角。
③副（fù）瓣电（diàn）平（píng），指副瓣最（zuì）大值和主瓣最大值之（zhī）比。前后比（bǐ）等。
3极化
极化是描（miáo）述（shù）电磁波场强（qiáng）矢量空（kōng）间（jiān）指向的一个辐射特性，当没有特别说明时，通常以电场（chǎng）矢量的（de）空间指（zhǐ）向（xiàng）作为电磁波的（de）极化方向，而（ér）且是指在该天（tiān）线的最大辐射方向上的（de）电场矢量（liàng）来说的。
电（diàn）场矢量在空间（jiān）的取（qǔ）向在（zài）任何时间都（dōu）保持不变的电磁（cí）波叫直线极化波（bō），有（yǒu）时（shí）以地（dì）面作参考，将（jiāng）电场矢量（liàng）方向与地面平行的波叫（jiào）水（shuǐ）平极化波，与（yǔ）地面垂直的波叫垂直极（jí）化（huà）波（bō）。由于水平极化波（bō）和入射面垂直，故又称（chēng）正交极化波；垂直极化波的（de）电场矢量与入射平面平行，称（chēng）之平行极化波。电（diàn）场（chǎng）矢量和传播方向构成平面（miàn）叫极化平面。
电场矢（shǐ）量在空间的取向（xiàng）有的时（shí）候并不固定，电场（chǎng）失（shī）量端点描绘的轨迹是圆，称圆极化波；若轨迹是椭（tuǒ）圆，称之（zhī）为椭圆（yuán）极（jí）化波，椭圆（yuán）极化波和圆极化波都有旋相性。
不论圆极化波或椭圆极（jí）化波，都可由两个互相垂直（zhí）线性极化波合成。若大（dà）小（xiǎo）相（xiàng）等合成（chéng）圆极化波，不相等则合成椭圆极化波（bō）。天线可能会在非预（yù）定的极（jí）化上辐射不需（xū）要的能量（liàng）。这种不需要的能量称为交叉极化辐射分量（liàng）。对（duì）线极化天线而（ér）言，交叉极（jí）化和预定的极（jí）化方（fāng）向垂直。对于圆极化（huà）天线，交叉极化与预订极化的旋向相反（fǎn）。所以交叉极化称正（zhèng）交极化。
天（tiān）线其它（tā）技术（shù）指标
1电压驻（zhù）波比（VSWR）
VSWR在移（yí）动（dòng）通信（xìn）蜂（fēng）窝系统的（de）基站天线中，其最大值应小于或等于1.5:1。若（ruò）表（biǎo）示天线的输（shū）入阻抗，为天线的标（biāo）称特性阻抗（kàng），则反（fǎn）射系数为，其中为50欧姆。也（yě）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（tè）性阻抗（kàng）不一致时，产生的反射波（bō）和入射波在（zài）馈线（xiàn）上叠加（jiā）形（xíng）成（chéng）驻波（bō），其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比。电压驻波比（bǐ）过大，将缩短通（tōng）信距离，而且反射功（gōng）率将返回（huí）发（fā）射机功放（fàng）部分，容易（yì）烧坏功放管，影响（xiǎng）通信系统正常工作。
2前后（hòu）比（F/B）
天线的后向180°±30°以内的副瓣电（diàn）平与（yǔ）最大（dà）波（bō）束之（zhī）差，用正（zhèng）值表示。一般（bān）天线的前后比在18～45dB。对于（yú）密集市区要积极采用前后比大（dà）的天线，如（rú）40dB。
3端口（kǒu）隔离度（dù）
对于多端口天线（xiàn），如双（shuāng）极化天线（xiàn）、双（shuāng）频（pín）段双（shuāng）极化天，收发共用时端口之间的隔离度应大（dà）于30dB。
4回波（bō）损（sǔn）耗
指在天线的接头处的反射（shè）功率（lǜ）与入射功（gōng）率（lǜ）的比（bǐ）值。回（huí）波损（sǔn）耗反映了天线的匹配特（tè）性。
5功率容量
指平均功率（lǜ）容量（liàng），天线包括（kuò）匹（pǐ）配、平衡、移相等其（qí）它（tā）耦合装置，其所承受的功率是有限的，考虑到基站天线的实际最大输入功（单载波功（gōng）率（lǜ）为20W),若天线（xiàn）的（de） 一个端口最多输入六个（gè）载波（bō），则天（tiān）线的输（shū）入功率为120W,因此（cǐ）天（tiān）线的单端口功率容（róng）量应大于200W（环境（jìng）温度为65℃时）。
6零点（diǎn）填充基（jī）
站天线垂（chuí）直面内采用赋形波束设计（jì）时，为了使业务区内的辐（fú）射电（diàn）平更均匀（yún），下副瓣第一零点需要填充（chōng），不能有明显的零深。通常零深相对于（yú）主波束大于-20dB即（jí）表示天线有（yǒu）零（líng）点填充，对于大区（qū）制基（jī）站天线无这一（yī）要求。高增益天线尤其需要采取零点填充技术来有效改善近处（chù）覆（fù）盖。
7上副瓣抑制
对于小区制蜂（fēng）窝系统，为了提高频率（lǜ）复用能力，减少对邻区的同频干扰，基站天线波束（shù）赋（fù）形时应尽可能降低那些瞄准干扰区的（de）副瓣，提高 D/U值，上第一副（fù）瓣电平应小于（yú）-18dB，对于大区（qū）制基站（zhàn）天线（xiàn）无这（zhè）一要求（qiú）。
8天线输入接口
为（wéi）了改善无源（yuán）交调及射频连接的可靠性，基站天线的输入
接口采用7/16DIN-Female，在天线使用前（qián），端口上应有保护（hù）盖，以免生（shēng）成氧（yǎng）化物或进入杂（zá）质。
9无源互调（PIM）
所（suǒ）谓无源互调特性（xìng）是指接头，馈线，天线（xiàn），滤波器等无源部（bù）件（jiàn）工（gōng）作在多个载频（pín）的大功率信号条（tiáo）件下由于部件本身存在非（fēi）线性（xìng）而引（yǐn）起（qǐ）的互调（diào）效应。通常都（dōu）认为（wéi）无源（yuán）部（bù）件是线性的，但是在（zài）大功率条件（jiàn）下无源部（bù）件都不（bú）同程度地存在（zài）一定的非线性，这种非线性主要（yào）是由以下因素引起的：不同（tóng）材料（liào）的金属的接触（chù）；相同材料的接触（chù）表面不（bú）光滑；连接处不（bú）紧（jǐn）密；存在磁（cí）性物质等（děng）。互调（diào）产（chǎn）物的存（cún）在会对通信系统产生干（gàn）扰，特（tè）别是落在接收带（dài）内的（de）互调产物将对系统的接收性能产生严重（chóng）影（yǐng）响，因此在（zài）GSM系统中对（duì）接头，电（diàn）缆，天线等（děng）无源部（bù）件（jiàn）的互调特（tè）性都有严格的要求。我（wǒ）们选用（yòng）的厂家的接（jiē）头的（de）无源互调指标（biāo）可达到-150dBc，电（diàn）缆的无源（yuán）互调指标可达到-170dBc，天（tiān）线的无源互（hù）调指标（biāo）可（kě）达到-150dBc。
10天线（xiàn）尺（chǐ）寸和重量
为了便于天线储存、运输、安装（zhuāng）及安全，在满足各项（xiàng）电（diàn）气指标（biāo）情况下，天线的外形尺寸应（yīng）尽可能小，重量尽可能轻。
11风载荷
基站天（tiān）线通常安装在高楼（lóu）及铁塔上，尤其在沿海地（dì）区，常年风速较大，要求天（tiān）线在36m/s 时正（zhèng）常工（gōng）作，在（zài）55m/s 时（shí）不破坏。
12工作温度和（hé）湿度
基站（zhàn）天线应在环境温度-40℃-+65℃范围内正常工（gōng）作。基站天线应在环境相对湿度0-100%范（fàn）围内正常工作。
13雷电防护
基站天线所有（yǒu）射频输入（rù）端口均要求直流直（zhí）接接（jiē）地。
14三防能（néng）力
基站天线必须具（jù）备三防能力（lì），即：防（fáng）潮、防（fáng）盐雾（wù）、防霉菌。对于基站（zhàn）全向天线必须允许天线倒（dǎo）置安装，同时（shí）满足三防要求。
15天线的种类
天线按方向性划（huá）分有（yǒu）定向天线和全向天线（xiàn）；按极化（huà）形（xíng）式分（fèn）有（yǒu）单极化和双极化天线。在不（bú）同场合（hé）、不同地形、不（bú）同用户分布等情况时（shí）应采用不同（tóng）的（de）天线形式。天线的种类（型（xíng）号）很多。
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