天线基础知识与原理

天线基础知识与原理

天线基础知识与原理2010年6月

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天线基础知识与原理

目 录

一 二

天线基本知识及原理

天线的波束成型简介

天线基础知识与原理

目 录

一

天线基本知识及原理1、天馈系统简介 2、天线类型及各部件材质介绍 3、天线原理及指标介绍

天线基础知识与原理

1、天馈系统简介天线调节支架 抱杆 接头密封件 绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带

基站天线在整个网络建设中占经费比例不 到3%,但它对网络性能的影响却超过60%。

在实际网优工作中，通过天线的选择与调整是简单但收效最大的方法。强化天线的性能 和品质起着四两拨千斤的作用。

天线 接地装置 主馈线(7/8“)

室内超柔馈线室外馈线 馈线卡 防雷保护器 基站主设备

馈线过线窗

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2、天线类型及各部件材质介绍常规天线全向天线 定向单极化天线 定向双极化天线

电调天线单宽频电调天线 多频电调天线

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2、天线类型及各部件材质介绍---天线内部结构同一款基站天线有多种设计方案来实现。

反射板

振子

设计方案涉及到天线的以下四部分：1、辐射单元(振子) 2、反射板(底板)

3、功率分配网络(馈电网络)4、封装防护(天线罩)

馈电网络

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2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子 高性能与一般型产品材质工艺对比——天线振子常 规 套 筒 振 子 缩 短 套 筒 振 子

移 动 通 信 天 线 类 型

全 向 天 线

高性能

一般型

定 向 天 线

半 波 振 子 微 带 贴 片

高性能

一般型

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2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子常规套筒振子VS缩短套筒振子常规套筒振子 缩短套筒振子

铜材和铝材区 别不大

增益 方向图圆度 批次一致性 交调指标 相对成本

相对较高 ±0.8° 好 较好 1.0

增益约低0.2~0.3dB ±1.5° 差 较差 0.65

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2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子半波振子VS微带贴片振子形式半波振子

优点 辐射效率高、交叉极化指标

缺点 振子结构相对复杂，加工

较好； 单元辐射阻抗较易优化； 实现形式多样化，可采用印 制板、金属板冷冲压、锌合金 压铸等多种实现方式。 微带贴片 振子形式简单，易于冷冲压

难度较大；特别是合金压铸 方式的半波振子。 成本较高。

交叉极化指标较差； 双极化贴片天线的极化隔

成型； 易于与微带功率分配网络一 体化设计； 成本相对较低。

离度较差； 装配精度要求较高

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2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子半波对称振子是天线设计普遍采用的一种振子形式，可以有多 种改进形式： 实现方式印制板

优点 可以保证较高的尺寸精度； 阻抗匹配可灵活设计； 常用于军工产品。

缺点 CDMA800/GSM900频段使

用成本高； CDMA800/GSM900频段使 用结构稳定

性较差。

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2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子实现方式 金属板冷冲压 优点 加工和材料成本相对较低；

缺点 指标较差且一致性较差； 结构形状的时间稳定性较差

,可靠性较差。

设计指标优秀且一致性较好

成本相对较高

锌(铝)合金压铸

成品可靠性高 结构形状的时间稳定性好

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2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子比较好的65度振子

比较差的65度振子

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2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子比较好的90度振子

比较差的90度振子

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2、天线类型及各部件材质介绍---馈电网络 空气微带线馈电网络优点: 成本低，损耗小，设计自由度较大； 缺点: 指标稳定性差，寄生辐射大，一致性差，性能受底板变形影响大。 近年来，随着价格竞争加剧，不少厂家采用空气微带线网络。

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2、天线类型及各部件材质介绍---馈电网络 同轴电缆馈电网络优点: 稳定性好，指标一致性好，没有寄生辐射；缺点: 设计自由度小，成本较高，损失较大，焊点多。 Katherin一直采用这种设计，comba的高端天线也采用这种设计。

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2、天线类型及各部件材质介绍---馈电网络

同轴电缆网 络

空气微带线网 络

成本(系数)损耗 寄生辐射

较高(2.0)一般 没有

低(1.0)小 有，较大

指标稳定性指标受底板影响 可靠性 可生产性

好没有影响 高 焊点多

差影响较大 差 较好

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2、天线类型及各部件材质介绍---底板底板的技术要求及工艺说明 *底板铝材规格应首选抗腐蚀性好的5系列板材 目前导电性能优良的有色金属中铝合金的性价比最高，海内外天 线厂家普遍采用铝合金作为定向天线的底板，在具体规格选择方面， 国内天线厂家主要使用1、3和5系列，下表以1060、3A21及5052作为各 系列代表对比优缺点： 关键参数成本系数 抗拉强度(MPa) 抗腐蚀等级

10601 ≥75 最佳

3A211.1 ≥110 差

50521.2 ≥195 良好

备注/ / /

从最佳性价比角度考虑，底板铝材规格应首选抗腐蚀性好的5系列 板材。但在集采成本压力下，国内厂家很少选用5系列板材。

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2、天线类型及各部件材质介绍---底板*底板技术要求及工艺说明 指标名称铝材规格

技术要求及工艺说明5系列

备注/ 提高底板的抗腐蚀性， 从环保角度考虑，建议 本色导电氧化。 / / /

表面处理底板厚度 尺寸精度 环保要求 其它要求

导电氧化≥2mm; 双频共用天线：≥2.5mm GB/T 1804-m 符合RoHS 清理毛刺、锐角倒钝

/

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2、天线类型及各部件材质介绍---天线罩 天线罩对比 天线罩以对天线主体的封装防护为目的，主要为了减缓温度、湿度、 盐雾、雨淋、摄冰、大风、老化、等各种因素对天线性能的影响，

国内外 基站天线的天线外罩目前普遍使用的材料为PVC和玻璃钢。

玻璃钢

PVC

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2、天线类型及各部件材质介绍---天线罩*天线罩材料选择PVC,PVC材料与玻璃钢材料关键参数对照表如下： 关键参数成本系数重量系数 抗冲击碰撞性能 耐温性能 拉伸强度(Mpa) 弯曲强度(Mpa) 弯曲模量(Mpa)

PVC11 好 -50℃~+70℃ 38.3 66.3 3440

玻璃钢2.31.2 差 -70℃~+150℃ 240 219 10110

备注// / / 玻璃钢强度优于PVC。

阻燃性抗老化 防水性能 防腐蚀性 透波性

UL94V-0较好 好 好 较好

UL94V-0好 较好 好 较好

UL94V-0最高阻燃等级。 两者在抗老化、防水、防 腐蚀及透波性方面性能相 当，但国内玻璃钢工艺还 不太成熟，可能会导致玻 璃钢性能有所下降。

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3、天线原理及指标介绍---天线定义天线的定义：能够有效地向空间某特定 方向辐射电磁波或能够有效地 接收空间某特定方向来的电磁 波的装置。 天线的功能： 天线的辐射原理：

传输线

能量转换-导行波和自由 空间波的转换；定向辐射(接收)-具有 一定的方向性。

终端张角传输线

对称振子