移動通信天線系統(tǒng)ppt課件(完整版)
【正文】 ? 有兩種定義 : – 天線增益下降 3dB時的帶寬 (不同于 HPBW) – 在規(guī)定的駐波比下天線的工作帶寬 ? 在移動通信系統(tǒng)中 ,按第二種定義 ,具體說 ,就是當天線的輸入駐波比 ≤作帶寬 . 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 30 天線的基本原理 工作頻率范圍 (帶寬 ) ? 天線的工作波長不是最佳時天線的性能要下降 . ? 在工作帶寬內 ,天線的方向圖 ,增益 ,輸入阻抗和極化都會有微小的變化 ,但都在容許范圍內 ,而在工作頻帶之外 ,天線的這些電性能都將變壞 . 在 890 MHz 在 820 MHz 在 850MHz 1/2 波長振子最佳 該天線的工作帶寬 =890820=70MHz 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 31 天線的基本原理 功能 ? 天線的功能 :控制輻射能量的去向 ? 單一對稱振子的方向圖 ? 為了把信號能量集中到需要的方向 ,要求把波型壓扁 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 32 天線的基本原理 功能 ? 利用對稱振子陣列控制輻射能量為扁平形狀 一個對稱振子 假設在接收機中 有 1mW功率 在陣中有 4個對稱振子 在接收機中就 有 4 mW功率 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 33 ? 定義 :在相等的輸入功率下 ,天線在最大輻射方向上某點產生的輻射功率密度和理想的參考輻射單元所在同一點所產生的輻射功率密度之比值 . ? 增益一般與天線方向圖有關 ,方向圖主瓣越窄 ,后瓣 ,旁瓣越小 ,增益越高 . 天線的基本原理 增益 Pt Pt r r Si S G = ?D, ? = Pt/Pt0 Pt0 Pt0 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 34 天線的基本原理 dBi和 dBd 一個單一對稱振子 dipole具有面包圈形的方向圖輻射 一個各向同性 isotropic的輻射器在所有方向具有相同的輻射 一個天線與對稱振子相比較的增益 用 “dBd”表示 一個天線與各向同性輻射器相比較的增益用 “dBi”表示 dBd=(Alcatel資料為 ,另有 ?) 例如 : 3dBd = 對稱振子的增益為 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 35 天線的基本原理 反射板 ? 利用反射板可把輻射能量控制聚焦到一個方向 (頂視 ) 天線 “扇形覆蓋天線 ” 將在接收機中有 8mW功率 “全向陣 ” 例如在接收機中為 4mW功率 在我們的 “扇形覆蓋天線 ”中，反射面把功率聚焦到一個方向進一步提高了增益。 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 5 無線電波的基本知識 傳播形式 ? 電波的各種傳播形式 – 天波傳播 : ? 借由電離層的反射作用，電波在地面與電離層之間來回反射傳播至較遠的地方。我們把經過電離層反射到地面的電波叫天波。 這里 , “扇形覆蓋天線 ” 與單個對稱振子相比的增益為 10log(8mW/1mW) = 9dBd 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 36 天線的基本原理 前后比 ? 定義 :方向圖中 ,前后瓣最大電平之比 . ? 前后比大 ,天線的定向接收性能就好 .一般應 ≥20dB ? 基本半波振子天線的前后比 =1,對于來自振子前后的相同信號電波具有相同的接收能力 . 前向功率 后向功率 以 dB表示的前后比 = 10 log 典型值為 25dB 左右 目的是有一個盡可能小的反向功率 (前向功率 ) (反向功率 ) 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 37 天線的基本原理 波束寬度 ? 方向圖中通常有兩個或多個波瓣 ,其中最大的波瓣稱為主波瓣 ,其余的稱為副波瓣或旁波瓣 . ? 主瓣兩半功率點間的夾角定義為天線方向圖的波瓣寬度 ,稱為半功率角 . ? 主瓣寬越窄 ,則方向性越好 ,抗干擾性越強 . 60176。 =〔 138/√ ε r〕 log(D/d)Ω ,通常 Ｚ。 ? 當使用的終端負載是天線時，如果天線振子較粗，輸入阻抗隨頻率的變化就較小，容易和饋線保持匹配，這時振子的工作頻率范圍就較寬。 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 55 目錄 ? 無線電波的基本知識 ? 天線的基本原理 ? 傳輸線的基本概念 ? 典型的移動通信天線技術指標 ? 電磁波安全標準 ? 基站天饋線系統(tǒng) ? 拋物面天線簡介 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 56 典型的天線技術指標 ? 頻率范圍 MHz 820 890 ? 頻帶寬度 MHz 70 ? 增益 dBi 15 ? 極化 垂直極化 ? 阻抗 ? 50 ? 反射損耗 dB 18 ? 半功率 (3dB) ? 方位 64 176。 2022/6/1 上海貝爾阿爾卡特通信公司 59 電磁波安全標準 最小安全距離的計算 假設天線的 EIRP是 10dBm=10mw=10000?w 按一級標準計算：允許的功率密度為 10?w/cm2，那么能滿足要求的最小距離為： 10000?w/4? d2= /d2=10?w/ cm2
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