在（zài）无线（xiàn）通信系统中，与外界传播媒介接（jiē）口（kǒu）是（shì）天（tiān）线系统。天线的选取和设计直接（jiē）关系（xì）到整个网络的质量（liàng）。
天（tiān）线基（jī）础知识
在（zài）无线通信系统中（zhōng），与外（wài）界（jiè）传（chuán）播媒介接口是（shì）天（tiān）线系（xì）统。
天（tiān）线（xiàn）辐射和接收无线（xiàn）电波：发射时，把高（gāo）频电流转换为电磁（cí）波；接（jiē）收时把电磁波转换为（wéi）高频电流。
天线的型号、增益、方向图、驱动（dòng）天线功率、简单或（huò）复杂的天线配（pèi）置和天（tiān）线极化（huà）等（děng）都影（yǐng）响系统的（de）性能。
1天线增益（yì）
增益（yì）是天（tiān）线系（xì）统的最重要参（cān）数之一（yī），天线增益的定（dìng）义与全向天线或半波振子天线有关。全向辐射器是假设（shè）在（zài）所（suǒ）有方向（xiàng）上都辐射等（děng）功率的辐射器，在（zài）某一方向的天线增益（yì）是该方向上的场强。定向辐射器（qì）在该方向产（chǎn）生（shēng）辐（fú）射（shè）强（qiáng）度之比，见图1。
dBi 表示天线增（zēng）益是方向天线相（xiàng）对于全（quán）向辐射器的参考（kǎo）值，dBd是相对于半波振子天线参考值。
2方向图
天线的辐射电磁（cí）场在固定距离上随角坐标（biāo）分布（bù）的图形（xíng），称为方向图。用辐射场强表示（shì）的称（chēng）为场强方（fāng）向图，用功率密度表示的称之功率（lǜ）方（fāng）向图（tú），用相位表示的（de）称为相位方向图。
天线方（fāng）向图是（shì）空间立（lì）体图形，但是通（tōng）常应（yīng）用的是两（liǎng）个（gè）互相垂直的主平面內的方向图，称为平面方向图（tú）。在线性天线中，由于地（dì）面影响较（jiào）大，都采用垂直面和水平（píng）面作为（wéi）主平面。在面型天线中，则（zé）采用（yòng）E平面（miàn）和H平面（miàn）作为两个（gè）主平面。归一化方向图取最大值为一。
在方向图中，包含所需最大辐射方（fāng）向的辐射波瓣叫（jiào）天线主（zhǔ）波瓣，也称天线波束（shù）。主瓣之外（wài）的波瓣叫副瓣或旁瓣（bàn）或（huò）边，与主瓣相反方向（xiàng）上的旁瓣（bàn）叫后瓣（bàn），见（jiàn）图2：全向（xiàng）天线水平波瓣和垂（chuí）直波瓣图，其天（tiān）线外形（xíng）为圆（yuán）柱型（xíng）；图3：定向天线（xiàn）水平波（bō）瓣和垂直波瓣图（tú），其天线（xiàn）外（wài）形为板状。
通（tōng）常会用（yòng）到天线方向（xiàng）图的（de）以下一些（xiē）参数：
①零功（gōng）率波瓣宽度，指主瓣最（zuì）大值两边两（liǎng）个零辐射方（fāng）向（xiàng）之间的夹（jiá）角。
②半功率点（diǎn）波瓣宽度，指最大值（zhí）下（xià）降到0.707（即下降3dB)点的夹角。
③副瓣电平，指副瓣（bàn）最大值和（hé）主瓣（bàn）最大值之比。前后比（bǐ）等。
3极（jí）化
极化是描述电（diàn）磁（cí）波场（chǎng）强矢量空（kōng）间指向的一个辐射特性（xìng），当没有（yǒu）特别（bié）说明时，通常以电（diàn）场矢（shǐ）量的（de）空间指向作为电磁波的极化方向，而且是指（zhǐ）在（zài）该天线的最（zuì）大辐射方向上的电场矢量来说的。
电场矢量在空间的取向在任何时（shí）间都保持不变（biàn）的电磁（cí）波叫直线极化波，有时（shí）以地面作参考，将电场矢量方（fāng）向（xiàng）与地面平（píng）行（háng）的波叫水平极化波（bō），与地（dì）面（miàn）垂（chuí）直的波叫垂直极化波（bō）。由于水平（píng）极化波和入射（shè）面垂直，故又称正交（jiāo）极化波；垂直极化波的电场矢量与入（rù）射（shè）平面平（píng）行，称之平（píng）行极（jí）化波。电场矢量（liàng）和（hé）传播方向构成平面叫极化平面。
电场矢量在空间的取（qǔ）向有（yǒu）的时（shí）候（hòu）并不固定，电场失（shī）量端点描绘的轨迹（jì）是圆，称圆极（jí）化波（bō）；若（ruò）轨迹是椭圆（yuán），称之为椭圆（yuán）极化波，椭圆极化波和圆极化（huà）波都有旋相性。
不论圆极化波或椭圆极（jí）化波，都（dōu）可由（yóu）两个互相垂直线性极化波合成。若大小相等（děng）合成圆极化波，不相等则（zé）合（hé）成椭（tuǒ）圆极化波。天线可能会（huì）在非预定的极化上（shàng）辐射不（bú）需要（yào）的能（néng）量。这种不需要的能量称为交叉极化辐射分量。对线极（jí）化（huà）天（tiān）线而（ér）言，交叉极（jí）化（huà）和（hé）预定的极化（huà）方向垂直。对于圆（yuán）极化（huà）天线，交叉极（jí）化与预（yù）订极化的旋向相反（fǎn）。所以交叉（chā）极（jí）化称正交极（jí）化。
天线其它技术指标
1电压驻波（bō）比（VSWR）
VSWR在移动通信蜂（fēng）窝系统的基站天线中，其最大值应小（xiǎo）于或等（děng）于1.5:1。若表示天线的输入阻抗，为天线的标称特性阻抗，则反射（shè）系数（shù）为，其中为50欧（ōu）姆。也可以（yǐ）用回波损耗表示端（duān）口的（de）匹配特性，，VSWR=1.5:1时（shí），R.L.=-13.98dB。天线输入（rù）阻抗与（yǔ）特性阻抗不一致（zhì）时，产生的反射波和入（rù）射波在馈线上叠加（jiā）形成驻波，其相邻电压（yā）最大值和最小值之比（bǐ）就是电压驻波比。电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射（shè）机功（gōng）放部分，容易烧坏功放管，影响通信系统正（zhèng）常工作。
2前后（hòu）比（F/B）
天线的（de）后向180°±30°以内的副瓣（bàn）电（diàn）平与最大波束之差，用正值表示。一（yī）般天线的前后（hòu）比在18～45dB。对于密集市区要积极采用前后比（bǐ）大的（de）天线，如40dB。
3端口隔离度
对于多端口（kǒu）天线，如双极化天（tiān）线、双频段双极化天，收（shōu）发共用时端口之间的隔离度（dù）应大于（yú）30dB。
4回波（bō）损（sǔn）耗
指在天线的接头处（chù）的（de）反射功（gōng）率与入射功率（lǜ）的（de）比值。回波（bō）损耗（hào）反映了天线的（de）匹配（pèi）特性（xìng）。
5功（gōng）率（lǜ）容（róng）量
指平（píng）均功（gōng）率（lǜ）容量，天线包括匹配、平衡、移相等（děng）其它耦合装置，其所（suǒ）承受的（de）功（gōng）率是有限的，考虑到（dào）基站天线（xiàn）的实（shí）际最（zuì）大（dà）输入功（单载（zǎi）波功率为20W),若天线的（de） 一个（gè）端口（kǒu）最（zuì）多输入六个载波，则（zé）天线的输入功（gōng）率为120W,因此天线（xiàn）的单端（duān）口功率容量（liàng）应（yīng）大于200W（环境温度（dù）为65℃时）。
6零点填（tián）充（chōng）基
站天（tiān）线垂（chuí）直面（miàn）内采用赋形波束设（shè）计时，为（wéi）了使业务区内（nèi）的辐射电（diàn）平更均匀，下副瓣第一（yī）零点需要填充，不能有明显的零深（shēn）。通常零深相对于（yú）主波束大于-20dB即表示天线有零点（diǎn）填充，对于大（dà）区制基（jī）站天线无这一要求。高增益天线尤其（qí）需（xū）要采取（qǔ）零点填充技术来有效改善近（jìn）处覆盖。
7上副瓣（bàn）抑制
对于小（xiǎo）区（qū）制蜂窝系统，为了提（tí）高（gāo）频（pín）率复用能力，减少对（duì）邻区的同频干扰，基站天线波（bō）束（shù）赋形时应尽（jìn）可能降低那些瞄准干扰区的副瓣，提高 D/U值，上第一副瓣电平应小（xiǎo）于-18dB，对于大区制基站（zhàn）天线（xiàn）无这一要求（qiú）。
8天线输入接口（kǒu）
为了改善无源交调及射频连接的可靠性（xìng），基站天线的输（shū）入
接（jiē）口采（cǎi）用7/16DIN-Female，在天线使用前，端（duān）口（kǒu）上应有保护盖，以（yǐ）免生成氧化物或进入杂质（zhì）。
9无源互调（PIM）
所谓无源互调特性（xìng）是指接头，馈线，天线，滤波器等无源部件工作在多（duō）个载频（pín）的大功（gōng）率信号条件下由于（yú）部件（jiàn）本（běn）身存（cún）在非线（xiàn）性而（ér）引起的互调效应。通常都认为无源部件（jiàn）是线性的，但是（shì）在大功（gōng）率条件下无源部（bù）件（jiàn）都不同程度（dù）地存在一定的非线性，这种非（fēi）线性主（zhǔ）要是由以下因素引起的（de）：不同材料（liào）的金属的接触；相同材料的接触表面（miàn）不光（guāng）滑；连接处不紧密；存在磁性物（wù）质等。互调产（chǎn）物的存（cún）在会对通信系统产生干扰，特别是落在接收带内的互调产物将对系统的接收性能产（chǎn）生严（yán）重影响，因此（cǐ）在GSM系统（tǒng）中对（duì）接头，电（diàn）缆，天线等（děng）无（wú）源部件的（de）互调特性都有（yǒu）严（yán）格的（de）要求。我（wǒ）们选用（yòng）的厂家（jiā）的（de）接头的无源互调指（zhǐ）标可（kě）达到-150dBc，电缆的（de）无源互（hù）调指标可（kě）达到-170dBc，天（tiān）线的（de）无源互调指标（biāo）可达到-150dBc。
10天线尺寸（cùn）和（hé）重（chóng）量
为（wéi）了便于天线储存、运输、安装及安全，在满足各项电气指（zhǐ）标（biāo）情（qíng）况下，天线的外形（xíng）尺（chǐ）寸（cùn）应尽可能（néng）小，重量尽（jìn）可能（néng）轻。
11风载（zǎi）荷
基站天线（xiàn）通常（cháng）安装在高楼及铁塔上（shàng），尤其在沿（yán）海（hǎi）地（dì）区，常年风速较（jiào）大，要求天线在36m/s 时正常工（gōng）作，在55m/s 时不破坏（huài）。
12工作温度和湿度
基（jī）站天线应在环境温度-40℃-+65℃范围内正常工作。基站天线应在环境相对湿度（dù）0-100%范围内正常工作。
13雷电防（fáng）护
基站天线所有射频输入（rù）端（duān）口均要求直流（liú）直接接地。
14三防能力
基（jī）站天线必（bì）须具备三防能力（lì），即：防（fáng）潮（cháo）、防盐雾、防霉菌。对于基（jī）站全向天线必须允许天线倒（dǎo）置安装，同时（shí）满足三防（fáng）要求。
15天线的种（zhǒng）类
天（tiān）线按（àn）方（fāng）向性划（huá）分有定（dìng）向天（tiān）线和全向天线；按极化形式分有（yǒu）单极化和双（shuāng）极（jí）化天（tiān）线。在（zài）不同场合、不（bú）同地形、不同用户分布等情况（kuàng）时应采用不（bú）同的天线形式（shì）。天（tiān）线（xiàn）的种类（型号）很（hěn）多。
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