【正文】 /1/4 2 前言 ? 本教材 ? 第一章主要說(shuō)明了天饋系統(tǒng)的構(gòu)成，并主要針對(duì) WCDMA NodeB，對(duì)上下行通道增益（損耗）_饋線(xiàn)部分進(jìn)行了計(jì)算， ? 第二章描述了組成天饋系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊的原理和作用，和設(shè)備安裝上的常識(shí)和要求， ? 文中對(duì)一些重點(diǎn)概念列舉了一些例子。 2022/1/4 3 課程目標(biāo) ? 了解天饋的結(jié)構(gòu)和基本工作原理 ? 了解天饋系統(tǒng)的各模塊工作原理 ? 了解天饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝要求 學(xué)習(xí)完本課程，您將能夠： 2022/1/4 4 參考資料 ? 《 天饋培訓(xùn)教材 》 ， ? 《 天線(xiàn)原理基本原理（培訓(xùn)教材） 》《 WCDMA NodeB安裝 》 ， 2022/1/4 5 課程內(nèi)容 第一章 天饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理 第二章 天饋各部件的基本工作原理 第三章 天饋系統(tǒng)的設(shè)備安裝 2022/1/4 6 第一章 天饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理 ? 第一節(jié) 天饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理 ? 第二節(jié) 饋線(xiàn)系統(tǒng)上下行增益（損耗）的計(jì)算 2022/1/4 7 天饋系統(tǒng)構(gòu)成 h ? 天饋系統(tǒng)是指在 NodeB機(jī)柜機(jī)頂和天線(xiàn)之間，傳輸射頻信號(hào)的設(shè)備（包括天線(xiàn)） 。天饋系統(tǒng)除天線(xiàn)外的其它部分主要用來(lái)傳輸天線(xiàn)和 NodeB之間的射頻信號(hào)，其中塔放對(duì)接收的上行信號(hào)進(jìn)行了一定的放大。 2022/1/4 10 信號(hào)流向 ? 上行信號(hào)流向：天線(xiàn)－ 》 跳線(xiàn)－ 》 塔放－ 》 跳線(xiàn)－ 》 饋線(xiàn)－ 》 避雷器－ 》 跳線(xiàn)－ 》 NodeB ? 下行信號(hào)流向： NodeB－ 》 跳線(xiàn)－ 》 避雷器－ 》 饋線(xiàn)－ 》跳線(xiàn)－ 》 塔放－ 》 跳線(xiàn)－ 》 天線(xiàn) 2022/1/4 11 第一章 天饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理 ? 第一節(jié) 天饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理 ? 第二節(jié) 饋線(xiàn)系統(tǒng)上下行增益（損耗）計(jì)算 2022/1/4 12 天饋部件的損耗 (WCDMA頻段 ) 序號(hào) 部件類(lèi)型 損耗或增益 接頭形式 1 1/2 跳線(xiàn) 兩端都是 DIN型陽(yáng)頭 2 1/2 跳線(xiàn) 兩端都是 DIN型陽(yáng)頭 3 1/2 跳線(xiàn) 兩端都是 DIN型陽(yáng)頭 4 7/8饋線(xiàn) 5 5/4饋線(xiàn) 6 避雷器 接天線(xiàn)端是 DIN型陽(yáng)頭 接 NodeB端是 DIN型陰頭 7 塔放 下行： 上行 (不加電 )： 上行 (加電 )： 兩端都是 DIN型陰頭 2022/1/4 13 饋線(xiàn)系統(tǒng)上行增益的計(jì)算（塔放加電） ? 上行天饋系統(tǒng)增益： G＝ G1－ L1－ L2－ L3－ L4－ L5（ dB） ? 舉例：假設(shè)三根跳線(xiàn)均為 1/2“跳線(xiàn)，饋線(xiàn)用的是 50米7/8”饋線(xiàn)，塔放加電時(shí)，則有塔放增益 G1=12dB， L1＝ L2＝ L5＝ ， L4＝ ， L3＝ ＝ ，因而整個(gè)上行天饋系統(tǒng)的增益 G＝ G1－ L1－ L2－ L3－ L4－ L5＝ 。 2022/1/4 15 饋線(xiàn)系統(tǒng)上行損耗的計(jì)算（塔放不加電） ? 上行天饋系統(tǒng)損耗： L＝ L0＋ L1＋ L2＋ L3＋ L4＋ L5（ dB） ? 舉例：假設(shè)三根跳線(xiàn)均為 1/2“跳線(xiàn)，饋線(xiàn)用的是 50米5/4”饋線(xiàn)，塔放不加電時(shí)，則有塔放損耗 L0＝ ， L1＝ L2＝ L5＝ ， L4＝ ， L3＝ ＝ ，因而整個(gè)上行天饋系統(tǒng)的損耗： L＝ L0＋ L1＋ L2＋ L3＋ L4＋ L5＝。 2022/1/4 17 饋線(xiàn)系統(tǒng)上行損耗的計(jì)算（無(wú)塔放） ? 上行天饋系統(tǒng)損耗： L＝ L2＋ L3＋ L4＋ L5（ dB） ? 舉例：假設(shè)兩根跳線(xiàn)均為 1/2“跳線(xiàn)，饋線(xiàn)用的是 30米7/8”饋線(xiàn)，無(wú)塔放時(shí)，則有 L2＝ L5＝ ， L4＝ ， L3＝ ＝ ，因而整個(gè)上行天饋系統(tǒng)的損耗： L＝L2＋ L3＋ L4＋ L5＝ dB。 2022/1/4 19 思考題 ? 射頻信號(hào)主要經(jīng)過(guò)天饋系統(tǒng)中那些部件？ ? 在天饋系統(tǒng)中，上、下行信號(hào)流向是什么？ ? 假設(shè)某個(gè)天饋系統(tǒng)中，配了塔放，饋線(xiàn)類(lèi)型是 7/8“饋線(xiàn)，饋線(xiàn)的長(zhǎng)度是 50m，跳線(xiàn)的類(lèi)型均為 1/2”跳線(xiàn)，計(jì)算塔放加電時(shí)的上行增益和下行損耗各是多少？ 2022/1/4 20 解答 ? 問(wèn)題 1：射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)的天饋部件主要有： 天線(xiàn)、跳線(xiàn)、塔放、饋線(xiàn)和避雷器。 ? 問(wèn)題 3：上行增益＝ 12dB－ 3 － － ＝ ； 下行損耗＝ 3 ＋ ＋ ＋ ＝ 2022/1/4 21 本章小結(jié) ? 天饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、基本原理和信號(hào)流向 ? 在有無(wú)塔放，及塔放是否加電時(shí)，上下行天饋系統(tǒng)增益（損耗）的計(jì)算 2022/1/4 22 課程內(nèi)容 第一章 天饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理 第二章 天饋各部件的基本工作原理 第三章 天饋系統(tǒng)的設(shè)備安裝 2022/1/4 23 第二章 天饋各部件的基本工作原理 ? 第一節(jié) 天線(xiàn)的基本原理 ? 第二節(jié) 塔放的基本原理 ? 第三節(jié) 避雷器的基本原理 2022/1/4 24 天線(xiàn)的工作原理 ? 從實(shí)質(zhì)上講天線(xiàn)是一種轉(zhuǎn)換器，它可以把在封閉的傳輸線(xiàn)中傳輸?shù)碾姶挪ㄞD(zhuǎn)換為在空間中傳播的電磁波，也可以把在空間中傳播的電磁波轉(zhuǎn)換為在封閉的傳輸線(xiàn)中傳輸?shù)碾姶挪?。一般全向天線(xiàn)多為單極化天線(xiàn)，定向天線(xiàn)有單極化天線(xiàn)和雙極化天線(xiàn)兩種。 定向天線(xiàn)在水平面與垂直面內(nèi)的所有方向上輻射出的電波能量都是不同的。 2022/1/4 26 基站天線(xiàn)示意圖 全向天線(xiàn) 單極化定向天線(xiàn) 雙極化定向天線(xiàn)2022/1/4 27 天線(xiàn)指標(biāo)定義－極化方向、前后比 ? 極化方向：指天線(xiàn)在最大輻射方向上輻射出的電場(chǎng)矢量的方向。天線(xiàn)的極化方向一般與單元振子的方向一致。指天線(xiàn)前向最大輻射方向的功率密度與后向 177。前后比反映天線(xiàn)對(duì)后向干擾的抑制能力。 2022/1/4 28 天線(xiàn)指標(biāo)定義－增益（ 1） ? 增益：指在相同輸入功率條件下，天線(xiàn)在最大輻射方向上某一點(diǎn)所產(chǎn)生的功率密度與理想點(diǎn)源天線(xiàn)在同一點(diǎn)所產(chǎn)生的功率密度的比值。天線(xiàn)增益的單位一般有兩種： dBi與 dBd，其中 dBi是以理想點(diǎn)源天線(xiàn)增益為參考的基準(zhǔn)，而 dBd是以半波振子天線(xiàn)增益為參考基準(zhǔn)。例如一個(gè)增益為 11dBi的天線(xiàn)，也可以說(shuō)其增益為 。一般水平方向圖是按最大輻射方向的電場(chǎng)幅度值進(jìn)行歸一的。通常所說(shuō)的 65度天線(xiàn)即指水平波瓣寬度為 65度的天線(xiàn)。 2022/1/4 31 水平面方向圖示意圖 2022/1/4 32 天線(xiàn)指標(biāo)定義－垂直面方向圖和波瓣寬度 ? 垂直面方向圖：指天線(xiàn)的遠(yuǎn)區(qū)輻射電場(chǎng)的幅度在垂直面內(nèi)隨角度變化函數(shù)的曲線(xiàn)，垂直方向圖反映了天線(xiàn)在垂直面上的輻射特性。對(duì)于定向天線(xiàn)，主瓣上側(cè)的副瓣應(yīng)盡可能的小，因?yàn)樘蟮纳细卑陼?huì)使較多的干擾進(jìn)入系統(tǒng)，影響通信質(zhì)量?；咎炀€(xiàn)的垂直面波瓣寬度與天線(xiàn)的長(zhǎng)度尺寸有關(guān)，垂直面波瓣寬度越寬，天線(xiàn)的長(zhǎng)度越小，比如 WCDMA天線(xiàn)若垂直面波瓣寬度為 ，天線(xiàn)的高度約為 ，而垂直面波瓣寬度為 13度的天線(xiàn)其高度約為 。 ? 下零點(diǎn)填充：基站天線(xiàn)垂直面內(nèi)采用賦形波束設(shè)計(jì)時(shí)，為了使業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的輻射電平更均勻，下副瓣第一零點(diǎn)需要填充，不能有明顯的零深。如：零點(diǎn)填充 10%,即 X=10； 用 dB表示： Y=20log(10%/100%)＝－20dB 2022/1/4 35 天線(xiàn)指標(biāo)定義－波束下傾（ 1） ? 波束下傾：由于覆蓋或網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的需要，基站天線(xiàn)的俯仰面波束指向需要調(diào)整，如果完全依賴(lài)機(jī)械調(diào)節(jié)，當(dāng)機(jī)械調(diào)節(jié)角度超過(guò)垂直面半功率波束寬度時(shí)，基站天線(xiàn)的水平面波束覆蓋將變形 (要求機(jī)械下傾角度不要超過(guò)天線(xiàn)垂直面的半功率波束寬度），影響扇區(qū)的覆蓋控制，目前波束下傾主要有以下幾種： （ 1）固定波束電下傾。 、 6176。 等），并與機(jī)械下傾配合，可以使天線(xiàn)附角調(diào)節(jié)范圍達(dá)到 1820176?；咎炀€(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)采用可調(diào)移相器，獲得主波束指向連續(xù)調(diào)節(jié)，不包括機(jī)械調(diào)節(jié)，可以達(dá)到 010176。 （ 3）有線(xiàn)遠(yuǎn)控波束俯角電調(diào)。 2022/1/4 37 天線(xiàn)指標(biāo)定義－回波損耗和電壓駐波比 ? 回波損耗：指在天線(xiàn)的接頭處的反射功率與入射功率的比值。電壓駐波比與回波損耗都是描述匹配狀態(tài)的概念，只不過(guò)回波損耗是通過(guò)功率來(lái)描述，而電壓駐波比是通過(guò)電壓來(lái)描述。二者之間的數(shù)學(xué)關(guān)系為： R .L .?d B ? ? 2 0 lo g ? V S W R ? 1V S W R ? 1 ?2022/1/4 38 天線(xiàn)指標(biāo)定義－無(wú)源互調(diào) ? 無(wú)源互調(diào)：所謂無(wú)源互調(diào)特性是指接頭，饋線(xiàn)，天線(xiàn)，濾波器等無(wú)源部件工作在多個(gè)載頻的大功率信號(hào)條件下由于部件本身存在非線(xiàn)性而引起的互調(diào)效應(yīng)。互調(diào)產(chǎn)物的存在會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，特別是落在接收帶內(nèi)的互調(diào)產(chǎn)物將對(duì)系統(tǒng)的接收性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響 2022/1/4 39 WCDMA雙極化定向天線(xiàn)的規(guī)格 表、 ANDREWUMWD065150D雙極化定向天線(xiàn)的規(guī)格 2022/1/4 40 WCDMA全向天線(xiàn)的規(guī)格 表、 KATHREIN 741790全向天線(xiàn)的規(guī)格 2022/1/4 41 第二章 天饋各部件的基本工作原理 ? 第一節(jié) 天線(xiàn)的基本原理 ? 第二節(jié) 塔放的基本原理 ? 第三節(jié) 避雷器的基本原理 2022/1/4 42 塔放的作用和原理圖 ? 由于塔放與天線(xiàn)距離很近，一般塔放與天線(xiàn)之間是通過(guò)一根 ~3m長(zhǎng)的 1/2 跳線(xiàn)連接。 ? 所以使用塔放能有效提高系統(tǒng)的靈敏度，提高系統(tǒng)的上行覆蓋范圍。 2022/1/4 43 塔放的工作原理 ? NodeB的塔放共有兩個(gè)外部端口，一個(gè)是 BTS 端口，安裝時(shí)該端口必須與 NodeB相連，另一個(gè)是 ANT端口，安裝時(shí)該端口必須與天線(xiàn)相連； ? 下行發(fā)射信號(hào)和供給 LNA的 DC同時(shí)由 BTS端口輸入，其中，RF發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)發(fā)射通道濾波器由 ANT端口輸出至天線(xiàn)，DC由 BIAS TEE的另一端口出來(lái)至 LNA單元； ? 從天線(xiàn)下來(lái)的接收信號(hào)由 ANT端口輸入，經(jīng)過(guò)接收通道將接收信號(hào)放大，由 BTS端口輸出至 NDDL； ? 當(dāng)塔放的 LNA損壞時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換將 LNA旁路，這樣來(lái)自天線(xiàn)的接收信號(hào)雖然沒(méi)有經(jīng)過(guò)放大，但仍然可以經(jīng)過(guò)旁路通道進(jìn)入到 NDDL。 2022/1/4 44 塔放為什么能夠提高接收靈敏度 ? 噪聲系數(shù)的級(jí)聯(lián)公式： ? 假設(shè)饋線(xiàn)系統(tǒng)的損耗為 5dB，無(wú)塔放時(shí)， NDDL的噪聲系數(shù)為2dB（無(wú)塔放時(shí) NDDL的增益設(shè)為 38dB），因此饋線(xiàn)系統(tǒng)和NDDL的極聯(lián)噪聲系數(shù)為 7dB。 ? 由此可見(jiàn)，有塔放時(shí)的噪聲系數(shù)比無(wú)塔放時(shí)的噪聲系數(shù)優(yōu)，靈敏度也提高了 。 ? BIAS TEE原理圖如下，電感相當(dāng)于一個(gè)低通濾波器，DC信號(hào)可以通過(guò)，射頻信號(hào)不能通過(guò)；電容相當(dāng)于一個(gè)高通濾波器，射頻信號(hào)可以通過(guò)， DC信號(hào)不能通過(guò)。 2022/1/4 49 避雷器的基本指標(biāo) 序號(hào) 規(guī)格名稱(chēng) 規(guī)格要求 1 雷電流通量 8KA 2 輸出雷電殘壓 ≤40V 3 插入損耗 2022/1/4 50 思考題 ? dBd與 dBi的區(qū)別是什么，有什么關(guān)系？ ? 塔放的主要作用是什么？ ? 避雷器的主要作用是什么 2022/1/4 51 解答 ? 思考題 1：天線(xiàn)增益的單位一般有兩種： dBi與 dBd，其中 dBi是以理想點(diǎn)源天線(xiàn)增益為參考的基準(zhǔn)，而dBd是以半波振子天線(xiàn)增益為參考基準(zhǔn)。所以使用塔放能有效提高系統(tǒng)的靈敏度，提高系統(tǒng)的上行覆蓋范圍。 ? 思考題 3：避雷器主要用來(lái)降低從天線(xiàn)、饋線(xiàn)等室外單元下來(lái)的雷電流，保護(hù) NodeB免受雷擊電流沖擊。 2022/1/4 53 課程內(nèi)容 第一章 天饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理 第二章 天饋各部件的基本工作原理 第三章 天饋系統(tǒng)的設(shè)備安裝 2022/1/4 54 第三章 天饋系統(tǒng)的安裝 ? 第一節(jié) 天饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 ? 第二節(jié) 天饋部件的安裝 ? 第三節(jié) 饋線(xiàn)的安裝 2022/1/4 55 天饋系統(tǒng)的安裝設(shè)計(jì)要求 ? 主撐桿的長(zhǎng)度應(yīng)大于天線(xiàn)長(zhǎng)度和發(fā)射方向屋頂遮擋物的長(zhǎng)度（以確保天線(xiàn)發(fā)射方向沒(méi)有障礙物遮擋）； ? 天線(xiàn)支架應(yīng)有避雷針組件，且天線(xiàn)要在避雷針的 45176。 ? 天線(xiàn)之間的隔離度至少大于 30dB（規(guī)范要求）。 天線(xiàn)距天線(xiàn)桿或鐵塔的距離應(yīng)大于等于 個(gè)波長(zhǎng)； ? （ 5）基站天線(xiàn)，天線(xiàn)共用器的安裝及加固應(yīng)符合工程設(shè)計(jì)要求，安裝應(yīng)穩(wěn)定、牢固、可靠。 角的保護(hù)范圍內(nèi)； ? （ 8）天線(xiàn)共用器與收發(fā)信機(jī)和饋線(xiàn)的匹配應(yīng)良好 。 2022/1/4 58 天線(xiàn)施工技術(shù)要求 ? 天線(xiàn)施工技術(shù)要求 ? （ 1）開(kāi)箱驗(yàn)貨 : 安裝人員首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙使用說(shuō)明書(shū)， 檢查箱內(nèi)的天線(xiàn)各部件清單和設(shè)計(jì)圖紙說(shuō)明書(shū)的規(guī)格、型號(hào)是否相符，天線(xiàn)各部件清單和箱