7.UMTS初级培训教材-天线选型 - 图文

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第4章 天线分类

4.1 天线类型及外形

天线是NodeB最前端的设备，它的作用是发射下行信号，同时接收上行信号。 天线根据不同性能进行划分，可以分为如下几种类型天线： 1) 按照天线方向图划分，天线一般分为全向天线和定向天线； 2) 按照天线下倾角度调节方式划分，为机械天线和电调天线； 3) 按照天线的极化方式又分为单极化天线和双极化天线； 天线根据应用场景不同，分为如下多种类型：

1) 用于测试或路测的天线叫车载天线，车载天线一般是低增益的全向天线； 2) 应用在室内的天线叫室内天线，室内天线一般指低增益的单极化（垂直极化）

天线；

3) 应用在室外的天线叫室外天线； 常用的几种天线外形如同图 4-1所示。

（a）全向天线 （b）机械定向天线 （c）单频或多频电调天线 （d）集束天线

图 4-1常用的几种天线外形

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下面分别介绍ZXW10常用的全向天线、定向天线、机械天线、电调天线和双极化天线等五类天线特点。

4.2 全向天线

全向天线（Omnidirectional Antenna）定义，即在水平方向图上表现为360°均匀辐射，也就是平常所说的无方向性；在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用于郊县大区制的站型，覆盖范围大。 全向天线的选型原则：

全向天线在同一水平面内各方向的辐射强度是相等的，适用于全向小区的覆盖。 一般情况，全向天线采用垂直波瓣宽度为5?-7?，增益在9dBi-12dBi之间的天线。 全向天线无法机械下倾，因此，很高的全向站应该根据不同情况选择带不同角度的电调下倾天线。

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4.3 定向天线

定向天线（Directional Antenna）定义，在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高。

根据组网的要求建立不同类型的基站，而不同类型的基站可根据需要选择不同类型的天线。选择的依据就是上述技术参数。比如全向站就是采用了各个水平方向增益基本相同的全向型天线，而定向站就是采用了水平方向增益有明显变化的定向型天线。一般在市区选择水平波束宽度B为65°的天线，在郊区可选择水平波束宽度B为65°、90°或120°的天线（按照站型配臵和当地地理环境而定），而在乡村选择能够实现大范围覆盖的全向天线则是最为经济的。 定向天线的选型原则：

一般情况，定向天线选用水平波瓣宽度为90?，垂直波瓣宽度为5?-7?的天线，天线的增益在15dBi-18dBi之间。

定向天线在同一水平面的辐射具备了方向性，能量辐射比较集中，适用于扇形小区的覆盖。

如果要求覆盖的区域比较开阔，考虑选用水平波瓣宽度为90?或105?，垂直波瓣宽度为5?-7?的定向天线，天线增益在14dBi-18dBi之间；

对于要求覆盖距离比较远但宽度不太大的情况（如湖面狭长，地形影响等），可以考虑采用65?等窄波束的定向天线。

城区S111基站一般选用水平波瓣宽度为65?，垂直波瓣宽度为7?-10?的定向天线，天线的增益在15dBi-18dBi之间。

对于S110或定向单扇区站点，可以选用水平波瓣宽度为65? 、90?甚至更宽的定向天线。

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4.4 机械天线

所谓机械天线(Mechanical Antenna)，即指使用机械调整下倾角度的移动天线。 机械天线与地面垂直安装好以后，如果因网络优化的要求，需要调整天线背面支架的位臵改变天线的倾角来实现。在调整过程中，虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化，但天线垂直分量和水平分量的幅值不变，所以天线方向图容易变形。 机械天线的原理如下：

机械天线的最佳下倾角度为1°-5°；当下倾角度在5°-10°变化时，其天线方向图稍有变形但变化不大；当下倾角度在10°-15°变化时，其天线方向图变化较大；当机械天线下倾15°后，天线方向图形状改变很大，从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤

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