移动通信基站的天线

基站天线选型 一. 天线概念 在无线通信系统中，天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。同一副天线既可以辐射又可以接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。 在选择基站天线时，需要考虑其电气和机械性能。电气性能主要包括：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后抑制比、副瓣抑制、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。机械性能主要包括：尺寸、重量、天线输入接口 、风载荷等。 基站所用天线类型按辐射方向来分主要有：全向天线、定向天线。 按极化方式来区分主要有：垂直极化天线（也叫单极化天线）、交叉极化天线（也叫双极化天线）。上述两种极化方式都为线极化方式。圆极化和椭圆极化天线一般不采用。 按外形来区分主要有：鞭状天线、平板天线、帽形天线等。 在继续论述天线相关 理 论之前必 须 首 先 介绍 各 向同性（Isotropic）天线。各 向同性天线是一种理 论模 型，实 际 中并 不存 在，它 把天线假 设 为一个 辐射点源 ，能量以该 点为中心 以电磁场 的形式向四 周 均 匀 辐射，为一球 面 波。 另 外全向天线并 不是没 有方向性，它 只 是在水 平方向为全向，但 在垂直方向是有方向性的。它 与各 向同性天线是两个 不同的概 念 。 半 波振 子 是基站主用天线的基本 单元 ，半 波振 子 的优 点是能量转换效 率高。 1. 天线增益 天线作为一种无源 器 件 ，其增益的概 念 与一般功率放 大 器 增益的概 念 不同。功率放 大 器 具 有能量放 大 作用，但 天线本 身 并 没 有增加 所辐射信号 的能量，它 只 是通过 天线振 子 的组 合 并 改 变 其馈 电方式把能量集 中到 某 一方向。增益是天线的重要指 标之一，它表示天线在某一方向能量集中的能力。表示天线增益的单位通常有两个：dBi、dBd。两者之间的关系为：dBi=dBd+2.17 dBi 定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于各向同性天线能量集中的相对能力，“i”即表示各向同性——Isotropic。 dBd 定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于半波振子天线能量集中的相对能力，“d”即表示偶极子——Dipole。 两种增益单位的关系见图 1： 图1 dBi与dBd的关系 天线增益不但与振子单元数量有关，还与水平半功率角和垂直半功率角有关。 2. 天线方向图 天线辐射的...