1.天线的基本原理
天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波，或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。在移动网络通信中从基站天线到用户手机天线，或从用户手机天线到基站天线的无线连接，它的运行质量在整个网络运行质量中所占的位置是十分明显的。因此，网络优化也就自然与天线密切相关。
在无线通信系统中，天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。同一副天线既可以辐射乂可以接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。
在选择基站天线时，需要考虑其电气和机械性能。电气性能主要包括：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后抑制比、副瓣抑制、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。机械性能主要包括：尺寸、重量、天线输入接口、风载荷等。
基站所用天线类型按辐射方向来分主要有：全向天线、定向天线。
按极化方式来区分主要有：垂直极化天线（也叫单极化天线）、交义极化天线（也叫双极化天线）。上述两种极化方式都为线极化方式。圆极化和椭圆极化天线一般不采用。
按外形来区分主要有：鞭状天线、平板天线、帽形天线等。
在继续论述天线相关理论之前必须首先介绍各向同性（Isotropic ）天线。各向同性天线是一种理论模型，实际中并不存在，它把天线假设为一个辐射点源，能量以该点为中心以电磁场的形式向四周均匀辐射，为一球面波。
另外全向天线并不是没有方向性，它只是在水平方向为全向，但在垂直方向是有方向性的。它与各向同性天线是两个不同的概念。
半波振子是基站主用天线的基本单元，半波振子的优点是能量转换效率rli o
为了便于介绍，先从天线的几个基本特性谈起。（见下图）
(■天线的指标举例
一—一基站天馈系统示意图
1.1天线的基本特性
1.1.1天线辐射的方向图
天线辐射的电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形，称为方向图。用辐射场强表示的称为场强方向图，用功率密度表示的称之功率方向图，用相位表示的称为相位方向图。
天线方向图是空间立体图形，但是通常用两个互相垂直的主平面内的方向图来表示，称为平■面方向图。一般叫作垂直方向图和水平■方向图。就水平方向图而言，
有全向天线与定向天线之分。而定向天线的水平■方向图的形状也有很多种，如心型、8字形等。
天线具有方向性本质上是通过振子的排列以及各振子馈电相位的变化来获得的，在原理上与光的干涉效应十分相似。因此会在某些方向上能量得到增强，而某些方向
上能量被减弱，即形成一个个波瓣（或波束）和零点。能量最强的波瓣叫主瓣，上下
次强的波瓣叫第一旁瓣，依次类推。对丁定向天线，还存在后瓣。下图是定向天线的水平及垂直方向图。
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—-3饵
水平面方向图。
立体方向图，
图2定向天线水平■与垂直方向图
波束宽度也是天线的重要指标之一，它包括水平半功率角与垂直半功率角。分别定义为在水平■方向或垂直方向相对丁最大辐射方向功率下降一半
(3dB)的两点之间的波束宽度。常用的基站天线水平■半功率角有360°、
210°、120°、900、650、60°、45°、33 °等，垂直半功率角有6.5 ° 13°、25、780等。
前后抑制比是指天线在主瓣方向与后瓣方向信号辐射强度之比,天线的后向180° ±30°以内的副瓣电平与最大波束之差，用正值表示。一般天线的前后比在18〜45dB之间。对丁密
集市区要积极采用前后比抑制大的天线。
零点填充，基站天线垂直面内采用赋形波束设计时，为了使业务区内的辐射电平更均匀，下副瓣第一零点需要填充，不能有明显的零深。高增益天线由丁其垂直半功率角较窄，尤其需要采用零点填充技术来有效改善近处覆盖。通常零深相对丁主波束大丁-26dB即表示天线有零点填充，有的供应商采用白分比来表示，如某天线零点填充为10%这两种表示方法的关
系为：
Y (dB) = 20lg(X%/100%)
如：零点填充10% 即X=10;用dB表示:Y=20lg(10%/100%)= -20dB
上副瓣抑制，对丁小区制蜂窝系统，为了提高频率复用效率，减少对邻
区的同频干扰，基站天线波束赋形时应尽可能降低那些瞄准干扰区的副瓣，提高D/U值（有用和无用信号强度之比），上第一副瓣电平■应小丁-18dB,对丁大区制基站天线无这一要求。
1.1.2天线的增益。
天线作为一种无源器件，其增益的概念与一般功率放大器增益的概念不同。功率放大器具有能量放大作用，但天线本身并没有增加所辐射信号的能量，它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一方向。增益是天线的重要指标之一，它表示天线在某一方向能量集中的能力。表示天线增益的单位通常有两个：dBi、dBd。两者之间的关系为：
dBi=dBd+2.17
dBi定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对丁各向同性天线能量集中的相对能力，“i”即表示各向同性---------------------- Isotropic 。
dBd定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对丁半波振子天线能量集中的相对能力，“d”即表示偶极子---------------------- Dipole。
两种增益单位的关系见图1:
理想孤立波
定向天
dBd
dBi
图1 dBi与dBd的关系
天线增益不但与振子单元数量有关，还与水平■半功率角和垂直半功率角有关。
1.1.3天线的驻波比
天线驻波比表示天馈线与基站
（收发信机）匹配程度的指标。
驻波比的定义：
VSWR =^^ _1.0
U min
Umax ----- 馈线上波腹电压；
Umin 馈线上波节电压。
驻波比的产生，是由于入射波能量传输到天线输入端B未被全
部吸收（辐射）、产生反射波，迭加而形成的。
VSWR越大，反射越大，匹配越差。
那么，驻波比差，到底有哪些坏处？在工程上可以接受的驻波比是多少？一个适当的驻波比指标是要在损失能量的数量与制
造成本之间进行折中权衡的。
⑴VSWR >1,说明输进天线的功率有一部分被反射回来，从而降低了
天线的辐射功率；
⑵ 增大了馈线的损耗。7/8H电缆损耗4dB/100m,是在VSWR=1 （全
匹配）情况下测的；有了反射功率，就增大了能量损耗，从而降低了馈线向天线的输入功率；
⑶在馈线输入端A,失配严重时，发射机T的输出功率达不到设计额定
值。但是，现代发射机输出功率允许在一定失配情况下如（VSWR V 1.7或
2.0）达到额定功率。
经过计算，驻波比对天线反射功率、所增大的馈线损耗与完全匹配（VSWR=1）时相比，所减小的总辐射功率的关系，见下
从上表可以看出:
（1） VSRW=3.0时，天线反射25%的功率（1.25dB）,馈线新增损
耗0.9dB，与完全匹配（VSRW=1）相比，功率多损失40%（2.15dB）;
⑵VSWR=1.5时，天线反射4%的功率（0.17dB）,馈线新增损
耗0.19dB,与完全匹配（VSWR=1）相比，功率多损失8%（0.36dB）;
⑶VSWR=1.4时，天线反射2.8%的功率（0.12dB）,馈线新增
损耗0.09dB,与完全匹配（VSWR=1）相比，功率多损失4.7%（0.21dB）;
⑷VSWR=1.3时，天线反射1.7%的功率（0.07dB）,馈线新增
损耗0.06dB,与完全匹配（VSWR=1）相比，功率多损失2.9%（0.13dB）。
可见，VSWR=1.方VSWR=1.啪比，功率损失仅减少了0.23dB, 这在移动通信的衰落传播中，影响基本可以忽略。然而天线的制造成本却高得多。
不要盲目一味追求低的驻波比!
1.1.4天线的极化
极化是描述电磁波场强矢量空间指向的一个辐射特性，当没有特别说明时，通常以电场矢量的空间指向作为电磁波的极化方向，而且是指在该天线的最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间都保持不变的电磁波叫直线极化波，有时以地面作参考，将电场矢量方向与地面平行的波叫水平极化波，与地面垂直的波叫垂直极化波。电场矢量在空间的取向有的时候并不固定，电场失量端点描绘的轨迹是圆，称圆极化波；若轨迹是椭圆，称之为椭圆极化波，椭圆极化波和圆极化波都有旋相性。
不同频段的电磁波适合采用不同的极化方式进行传播，移动通信系统通常采用垂直极化，而广播系统通常采用水平极化，椭圆极化通常用于卫星通信。
天线的极化方式有单极化天线、双极化天线两种，其本质都是线极化方式。双极化天线利用极化分集来减少移动通信系统中多径衰落的影响，提高基站接收信号质量的，通常有0°/90°、450 /-45。两种。对于CDM颁段, 水平极化波的传播效果不如垂直极化，因此目前很少采用0° /90 0的交义极
化天线。
特别值得一提的双极化天线，它是在一副天线罩下水平线极化与垂直线极化两副天线做在一起的天线，(见下图)N
1.1.5 下倾(Downtilt)
天线下倾是常用的一种增强主服务区信号电平，减小对其他小区干扰的一种重要手段。通常天线的下倾方式有机械下倾、电子下倾两种方式。机械下倾是通过调节天线支架将天线压低到相应位置来设置下倾角；而电子下倾是通过改变天线振子的相位来控制下倾角。当然在采用电子下倾角的同时可以结合机械下倾一起进行。
电子下倾天线一般倾角固定，即我们通常所说的预置下倾。最新的技术是倾角可调的电子下倾天线，为区分前面的电子下倾天线，这种天线我们通常称作电调天线。
下图为机械调节下倾角和电子调节下倾角的模拟覆盖比较效果图
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Al LI 1 ILL* 1
1.1.6端口隔离度
对丁多端口天线，如双极化天线、双频段双极化天线，收发共用时端口之间的隔离度应大丁30dB。
1.1.7功率容虽
指平均功率容量，天线包括匹配、平衡、移相等其它耦合装置，其所承受的功率是有限的，考虑到基站天线的实际最大输入功率（单载波功率为20W,若天线的一个端口最多输入六个载波，则天线的输入功率为120VV因此天线的单端口功率容量应大丁200W（环境温度为65C时）。
1.1.8通信方程式
4 二S
P r (dB m) =P f(dB m) -20log—— G T(dB i) G「(dB i) - L°(dB j)
例：在白由空间中GSM网中:
基站塔［Wj 40米
基站用天线G T = 15dB i 手机持有者高h z = 1.5米最短波长入min =0.313 米发射功率P T = 43dB m (20W) 垂直波束宽度0 3dB = 18°
手机天线增益G r = 1.5dB i
式中：R(dB m)表示覆盖范围内手机接收的辐射功率。
P T(dB m)表示基站辐射的功率。
S表不■手机距基站的距离。
入min 表不■基站工作的最短波长。
G T(dB i)表示基站天线的增益。
G r(dB i)表示手机天线的增益。
L o(dB i)表示传播中的其它损耗(含馈线损耗)
当S=2000米时，手机天线与主波束的夹角=arctg(40/2000)= 1.1°,可认为手机天线处于主波束宽度内，可算出：手机天线处照射
的功率为:
Pr = -38.5dBm - Lo
理想条件下L o* 0,则手机信号P r (dB m) >-70 dB m,即信号很好。
如果天线下倾角为0度，计算出覆盖区内的功率分布为:
当S = S时，手机天线与主波束夹角0 '正处于天线波束零点，此时手机天线处照射功率为0。同样当手机处于S = S时，也收不到信号，这就是所谓塔下“黑”现象。
2.基站天线的主要类型
移动通信天线的技术发展很快，最初中国主要使用普通的定向和全向型移动天线，后来普遍使用机械天线，现在一些省市的移动网已经开始使用电调天线和双极化移动天线。由于目前移动通信系统中使用的各种天线的使用频率，增益和前后比等指标差别不大，都符合网络指标要求，我们将重点从移动天线下倾角度改变对天线方向图及无线网络的影响方面，对上述几种天线进行分析比较。
2.1全向天线
全向天线在水平方向功率均匀地辐射，在垂直方向能量集中。可以将半波振子按照直线排列，振子单元数量每增加一倍，增益增加
3dB,通常9dBd的全向天线，高度为3接收天线米。
在施工上，发射天线和接收天线安* R * 装的方向是相反的，通常发射天线朝下
! /安装。
发射天绣
2.2定向天线
定向天线在垂直和水平方向上都具有方向性，其一般是由直线天线阵加上反射板构成，也可以直接采用方向天线（八木天线），其增益在9〜20dBd左右。高增益的天线，其方向图将会非常狭窄。
定向天线
2.3智能天线
智能天线利用数字信号处理技术，采用了先进的波束切换技术（switched beam technology ）和自适应空间数字处理技术（adaptive spatial digital processing technology ）,产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准
干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。传统无线基站的最大弱点是浪费无线电信号能量，在一般情况下，只有极小一部分信号能量到达收信方。此外，当基站收听信号时，它接收的不仅是有用信号而且还收到其它信号的干扰噪声。智能天线则不然，它能够更有效地收听特定用户的信号和更有效地将信号能量传递给该用户。不同丁传统的时分多址（TDMA、频分多址（FDMA或码分多址（CDMA方式，智能天线引入了第四维多址方式：空分多址（SDMA方式。在相同时隙、相同频率或相同地址码情况下，用户仍可以根据信号不同的空间传播路径而区分。智能天线相当丁空时滤波器，在多个指向不同用户
的并行天线波束控制下，可以显著降低用户信号彼此间十扰。具体而言，智能天线将在以下方面提高未来移动通信系统性能：
(1)扩大系统的覆盖区域；
(2)提高系统容量；
(3)提高频谱利用效率；
(4)降低基站发射功率，节省系统成本，减少信号问十扰与电磁环境污染。
智能天线分为两大类：多波束智能天线与自适应阵歹0智能天线，简称多波束天线和自适应阵天线。
多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区，每个波束的指向是固定的，波束宽度也随阵元数目的确定而确定。随着用户在小区中的移动，基站选择不同的相应波束，使接受信号最强。因为用户信号并不一定在固定波束的中心处，当用户位于波束边缘，十扰信号位于波束中央时，接收效果最差，所以多波束天线不能实现信号最佳接收，一般只用作接收天线。但是与自适应阵天线相比，多波束天线具有结构简单、无需判定用户信号到达方向的优点。
自适应阵天线一般采用4〜16天线阵元结构，阵元间距1/2波长，若阵元间距过大，则接收信号彼此相关程度降低，太小则会在方向图形成不必要的栅瓣，故一般取半波长。阵元分布方式有直线型、圆环型和平面型。自适应天线是智能天线的主要类型，可以实现全向天线，完成用户信号接收和发送。自适应阵天线系统采用数字信号处理技术识别用户信号到达方向，并在此方向形成天线主波束。自适应阵天线根据用户信号的不同空间传播方向提供不同的空间信道，等同于信号有线传输的线缆，有效克服了十扰对系统的影响。
目前，国际上已经将智能天线技术作为一个三代以后移动通信技术发展的主要方向之一，一个具有良好应用前景且尚未得到充分开发的新技术，是第三代移动通信系统中不可缺的关键技术之一。
2.4机械天线
所谓机械天线，即指使用机械调整下倾角度的移动天线。
机械大线与地面垂直安装好以后，如果因网络优化的要求，需要调整大线背面支架的位
置改变大线的倾角来实现。在调整过程中，虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化，但大线
垂直分量和水平分量的幅值不变，所以大线方向图容易变形。
实践证明：机械大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，其大线方向图变化较大；
当机械大线下倾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形，这时虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短，但是整个大线方向图不是都在本基站扇区内，在相邻
基站扇区内也会收到该基站的信号，从而造成严重的系统内干扰。
另外，在日常维护中，如果要调整机械大线下倾角度，整个系统要关机，不能在调整大线倾角的同时进行监测；机械大线调整天线下倾角度非常麻烦，一般需要维护人员爬到天线
安放处进行调整；机械大线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计算的理论值，同实际最
佳下倾角度有一定的偏差；机械大线调整倾角的步进度数为1°,三阶互调指标为-120dBc。
拇10-1 图!0-2 图10-3
2.5电调天线
所谓电调大线，即指使用电子调整下倾角度的移动大线。
电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大
小，改变合成分量场强强度，从而使大线的垂直方向性图下倾。由于天线各方向的场强强度
同时增大和减小，保证在改变倾角后大线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时
又使整个方向性图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。实践证明，电调大线下
倾角度在1 -5°变化时，其大线方向图与机械大线的大致相同；当下倾角度在5° -10°变
化时，其大线方向图较机械大线的稍有改善；当下倾角度在10° -15°变化时，其大线方向
图较机械大线的变化较大；当机械大线下倾15°后，其大线方向图较机械大线的明显不同，
这时大线方向图形状改变不大，主瓣方向覆盖距离明显缩短，整个大线方向图都在本基站扇
区内，增加下倾角度，可以使扇区覆盖面积缩小，但不产生干扰，这样的方向图是我们需要
的，因此采用电调大线能够降低呼损，减小干扰。
另外，电调大线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整，实时监测
调整的效果，调整倾角的步进精度也较高（为0.1。），因此可以对网络实现精细调整；电调大线的三阶互调指标为-150dBc,较机械大线相差30dBc,有利于消除邻频干扰和杂散干扰。
图］IT 11-2 图：1一3
2.6双极化天线
双极化天线是一种新型大线技术，组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的大线并
同时工作在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省单个定向基站的大线数量；如果使
用双极化天线，每个扇形只需要1根大线；同时由于在双极化天线中，±45°的极化正交性
可以保证+45°和-45°两副大线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求O30dB）,
因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm；另外，双极化大线具有电调大线的优点，在
移动通信网中使用双极化大线同电调大线一样，可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务
质量。如果使用双极化天线，由于双极化天线对架设安装要求不高，不需要征地建塔，只需
要架一根直径20cm的铁柱，将双极化大线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可，从而节省基建投资，同时使基站布局更加合理，基站站址的选定更加容易。
对于天线的选择，我们应根据自己移动网的覆盖，话务量，干扰和网络服务质量等实际
情况，选择适合本地区移动网络需要的移动大线：
---在基站密集的高话务地区，应该尽量采用双极化大线和电调大线；
---在边、郊等话务量不高，基站不密集地区和只要求覆盖的地区，可以使用传统的机
械天线。
我国目前的移动通信网在高话务密度区的呼损较高，干扰较大，其中一个重要原因是机
械大线下倾角度过大，天线下倾角度过大，天线方向图严重变形。要解决高话务区的容量不足，必须缩短站距，加大天线下倾角度，但是使用机械大线，下倾角度大于5。时，天线方
向图就开始变形，超过10。时，天线方向图严重变形，因此采用机械大线，很难解决用户高密度区呼损高、干扰大的问题。因此建议在高话务密度区采用电调大线或双极化天线替换机械天线，替换下来的机械大线可以安装在农村，郊区等话务密度低的地区。
3不同应用环境下的天线选型
在移动通信网络中，天线的选择是一个很重要的部分，应根据网络的覆盖要求、话务量、十扰和网络服务质量等实际情况来选择天线。天线选择得当，可以改善覆盖效果，减少十扰，改善服务质量。根据地形或话务量的分布可以把天线使用的环境分为8种类型：市区（高楼多，话务大）、郊区（楼房较矮，开阔）、农村（话务少）、公路（带状覆盖）、山区（或丘陵，用户稀疏）、近海（覆盖极远，用户少）、隧道、大楼室内。
3.1市区基站天线选择
应用环境特点：基站分布较密，要求单基站覆盖范围小，希望尽量减少越区覆盖的现象，减少基站之间的十扰，提高频率复用率。
天线选用原则
（1）极化方式选择：由于市区基站站址选择困难，天线安装空间受限，建议选用双极化天线。
（2）方向图的选择：在市区主要考虑提高频率复用度，因此一般选用定向天线。
（3）半功率波束宽度的选择：为了能更好地控制小区的覆盖范围来抑制十扰，市区天线水平半功率波束宽度选60〜65°。在天线增益及水平半功率角度选定后，垂直半功率角也就定了。
（4）天线增益的选择：由于市区基站一般不要求大范围的覆盖距离，因此建议选用中等增益的天线。同时天线的体积和重量可以变小，有利于安装和降低成本。根据目前天线型号，建议市区天线增益视基站疏密程度及城区建筑物结构等选用15〜18dBi增益的天线。若市区内用作补盲的微蜂窝天线增益可选择更低的天线如10〜12dBi的天线。
（5）预置下倾角及零点填充的选择：市区天线一般都要设置一定的下倾角，因此为增大以后的下倾角调整范围，可以选择具有固定电下倾角的天线
(建议选3 0〜6° )或电调天线。由于市区基站覆盖距离较小，零点填充特性可以不作要求。
(6)下倾方式选择：由于市区的天线倾角调整相对频繁，且有的天线需要设置较大的倾角，而机械下倾不利于十扰控制，所以在可能的情况下建议选用预置下倾天线。条件成熟时可以选择电调天线。
(7)下倾角调整范围选择：要求天线支架的机械调节范围在0〜15°。
推荐：半功率波束宽度65° /中等增益/带固定电下倾角或可调电下倾+ 机械下倾的双极化天线。
3.2农村基站天线选择
应用环境特点：基站分布稀疏，话务量较小，覆盖要求广。有的地方周围只有一个基站，覆盖成为最为关注的对象，这时应结合基站周围需覆盖的区域来考虑天线的选型。一般情况下是希望在需要覆盖的地方能通过天线选型来得到更好的覆盖。
天线选用原则
(1)极化方式选择：从发射信号的角度，在较为空旷地方采用垂直极化天线比采用其他极化天线效果更好。从接收的角度，在空旷的地方由于信号的反射较少，信号的极化方向改变不大，采用双极化天线进行极化分集接收时，分集增益不如空间分集。所以建议在农村
建议选用垂直单极化天线。
(2)方向图选择：如果要求基站覆盖周围的区域，且没有明显的方向性，
基站周围话务分布比较分散，此时建议采用全向基站覆盖。需要特别指出的
是：这里的广覆盖并不是指覆盖距离远，而是指覆盖的面积大而且没有明显的方向性。同时需要注意的是：全向基站由于增益小，覆盖距离不如定向基站远。同时全向天线在安装时要注意塔体对覆盖的影响，并且天线一定要与地平面保持垂直。如果运营商对基站的覆盖距离有更远的覆盖要求，则需要用定向天线来实现。一般情况下，应当采用水平面半波束宽度为90 °、120 °的定向天线；在某些基站周围需要覆盖的区域呈现很明显的形状，可选择地形匹配波束天线进行覆盖。
(3)天线增益的选择：视覆盖要求选择天线增益，建议在农村地区选择
较高增益(16~18dBi)的定向天线或11dBi的全向天线。
(4)预置下倾角及零点填充的选择：由于预置下倾角会影响到基站的覆盖能力，所以在农村这种以覆盖为主的地方建议选用不带预置下倾角的天线。但天线挂高在50米以上且近端有覆盖要求时，可以优先选用零点填充(大于15%的天线来避免塔下黑问题。
(5)下倾方式的选择：在农村地区对天线的下倾调整不多，其下倾角的调整范围及特性要求不高，建议只采用机械下倾方式。
(6)对于定向站型推荐选择：半功率波束宽度90°/中、高增益/单极化空间分集，或90°双极化天线，主要采用机械下倾角/零点填充大于15%。
(7)对于全向站型推荐：零点填充的天线；若覆盖距离不要求很远且天线很高，可以采用电下倾(3°或5°)。天线相对主要覆盖区挂高不大于50m 时，可以使用普通天线。
另外，对全向站还可以考虑双发天线配置以减小塔体对覆盖的影响。此时需要通过功分器把发射信号分配到两个天线上。
3.3郊区基站天线选择
应用环境特点：郊区的应用环境介于城区环境与农村环境之间，有的地方可能更接近城区，基站数量不少，频率复用较为紧密，这时覆盖与十扰控制在天线选型时都要考虑。而有的地方可能更接近农村地方，覆盖成为重要因素。因此在天线选型方面可以视实际情况参考城区及农村的天线选型原则。
在郊区，情况差别比较大。可以根据需要的覆盖面积来估计大概需要的天线类型。
天线选用原则
(1)根据情况选择水平面半功率波束宽度为65。的天线或选择半功率
波束宽度为90。的天线。当周围的基站比较少时，应该优先采用水平面半功率波束宽度为90。的天线。若周围基站分布很密，则其天线选择原则参考城区基站的天线选择。若周围基站较很少，且将来扩容潜力不大，则可参考农村的天线选择原则。
(2)考虑到将来的平滑升级，所以一般不建议采用全向站型
(3)是否采用预置下倾角应根据具体情况来定。即使采用下倾角，一般下倾角也比较小。
推荐选择：半功率波束宽度90° /中、高增益的天线，可以用电调下倾角，也可以是机械下倾角。
3.4公路覆盖基站天线选择
应用环境特点：该应用环境下话务量低、用户高速移动、此时重点解决的是覆盖问题。而公路覆盖与大中城市或平原农村的覆盖有着较大区别，一股来说它要实现的是带状覆盖，故公路的覆盖多采用双向小区；在穿过城镇，旅游点的地区也综合采用三向、全向小区；再就是强调广覆盖，要结合站址及站型的选择来决定采用的天线类型。不同的公路环境差别很大，一般来说有较为平直的公路，如高速公路、铁路、国道、省道等等，推荐在公路旁建站，采用S1/1/1、或S1/1站型，配以高增益定向天线实现覆盖。有蜿蜒起伏的公路如盘山公路、县级自建的山区公路等等。得结合在公路附近的乡村覆盖，选择高处建站。站型得灵活配置，可能会用到全向加定向等特殊站型。不同的路段环境差别也很大，如高速公路与铁路所经过的地形往往复杂多变，有平原、高山、树林、隧道等，还要穿过乡村和城镇，所以对其无线网络的规划及天线选型时一定要在充分勘查的基础上具体对待各段公路，灵活规划。
在初始规划进行天线选型时，应尽量选择覆盖距离广的高增益天线进行广覆盖，在覆盖不到的盲区路段可选用增益较低的天线进行补盲。
天线选型原则
(1)方向图的选择：在以覆盖铁路、公路沿线为目标的基站，可以采用窄波束高增益的定向天线。可根据布站点的道路局部地形起伏和拐弯等因素来灵活选择天线形式。如果覆盖目标为公路及周围零星分布的村庄，可以考虑采用全向天线或变形全向天线，如八字形
雷达物位计常见天线的种类及选型1、棒式天线 绝缘棒天线通常用聚四氟乙烯、聚丙烯等高分子材料制成，耐腐蚀性能较好，可用于强酸、碱等介质。但微波发射角较大（约30°)，并且边瓣较多，对于罐内结构较复杂的情况，干扰回波会较多，信噪比小，精度较低。但易于清洗，常用于测量运行条件较好、口径较大、测量范围小的槽罐和腐蚀性介质。如果被测介质易挥发冷凝，最好选择棒形天线或水滴型天线；如嘉可自动化仪表生产的JKRD型雷达物位计，适合于测量腐蚀性介质，工作压力可达1.6MPa，被测介质温度可达200℃。 2、喇叭口天线 锥形喇叭天线的发射角与喇叭直径及频率见表1。 在同频率下，喇叭直径越大，发射角越小，如果是高频雷达料位计，发射角就更小，准确度更高。如嘉可自动化仪表的JKRD型雷达物位计，测量精度可达±1mm。许多缓冲罐、储罐、反应罐等都选用这类天线，但这类天线不适用于腐蚀性介质的测量。大多数经济型雷达物位计都采用5.8GHz或6.3GHz的微波频率，其发射角较大，容易在容器壁或内部构件上产生干扰回波。虽然喇叭天线增大可以减小发射角，但体积增大，安装不便，而且改善有限。采用高频率的雷达，如嘉可自动化仪表的JKDR (26GHz）雷达物位计，发射角可以到8°，这样即使在测量狭长
的料罐物位时，也能有较高的测量精度。如果用于大量程的测量场所选大喇叭口天线雷达物位计，小的喇叭天线则适用于小型容器。如果被测介质流动性较差并有挂料现象，那么选择喇叭或棒状雷达物位计。 3、抛物面天线 这是最近推出的新型天线，多用在高频发射的雷达，由于其发射角只有7°，非常适合测量精确目标和饶过障碍物进行测量。但其天线尺寸大，如果用X波段，直径达Φ454mm，开孔尺寸要大于500mm，安装使用不太方便。 4、平面天线 平面天线采用平面阵列技术，即多点发射源，与单点发射源相比，由于测量其于一个平面，而不是一个确定的点，配合相应电子线路，可使雷达物位计的测量精度达±1mm，可用于储罐精密计量，主要用于计量级雷达物位计。平面天线适用于多种工况。 5、套管天线 当介电常数较小（1.6~3）或液面产生持续涡流或容器内装置造成假反射时，应选这类仪表。套管对雷达波有聚焦作用，天线装在导波管中或旁路管中。套管内径大小对雷达波传播时间产生影响，所以在参数设置时，应设置套管内径参数，对行程内时间进行补偿。另外，这类天线要求被测介质流动性好，不易挂料。如果被测容器带有搅拌叶桨，并且叶桨的旋转半径几乎和罐的直径
【短波天线】工作于短波波段的发射或接收天线，统称为短波天线。短波主要是借助于电离层反射的天波传播的，是现代远距离无线电通信的重要手段之一。 【超短波天线】工作于超短波波段的发射和接收天线称为超短波天线。 【微波天线】工作于米波、分米波、厘米波、毫米波等波段的发射或接收天线，统称为微波天线。微波主要靠空间波传播，为增大通信距离，天线架设较高。 【定向天线】向某个方向传播的天线。 【不定向天线】在各个方向上均匀辐射或接收电磁波的天线，称为不定向天线，如小型通信机用的鞭状天线等。 【宽频带天线】方向性、阻抗和极化特性在一个很宽的波段内几乎保持不变的天线，称为宽频带天线。 【调谐天线】仅在一个很窄的频带内才具有预定方向性的天线，称为调谐天线或称调谐的定向天线。同相水平天线、折合天线、曲折天线等均属于调谐天线。 【垂直天线】垂直天线是指与地面垂直放置的天线。它有对称与不对称两种形式，而后者应用较广。对称垂直天线常常是中心馈电的。不对称垂直天线则在天线底端与地面之间馈电，其最大辐射方向在高度小于1/2波长的情况下，集中在地面方向，故适应于广播。不对称垂直天线又称垂直接地天线。 【倒L天线】在单根水平导线的一端连接一根垂直引下线而构成的天线。因其形状象英文字母L倒过来，故称倒L形天线。倒L天线一般用于长波通信。它的优点是结构简单、架设方便；缺点是占地面积大、耐久性差。 【T形天线】在水平导线的中央，接上一根垂直引下线，形状象英文字母T，故称T形天线。它是最常见的一种垂直接地的天线。它的水平部分辐射可忽略，产生辐射的是垂直部分。一般用于长波和中波通信。 【伞形天线】在单根垂直导线的顶部，向各个方向引下几根倾斜的导体，这样构成的天线形状象张开的雨伞，故称伞形天线。特点和用途与倒L形、T形天线相同。 【鞭状天线】鞭状天线是一种可弯曲的垂直杆状天线，其长度一般为1/4或1/2波长。大多数鞭状天线都不用地线而用地网。小型鞭状天线常利用小型电台的金属外壳作地网。鞭状天线可用于小型通信机、步谈机、汽车收音机等。 【对称天线】两部分长度相等而中心断开并接以馈电的导线，可用作发射和接收天线，这样构成的天线叫做对称天线。因为天线有时也称为振子，所以对称天线又叫对称振子，或偶极天线。总长度为半个波长的对称振子，叫做半波振子，也叫做半波偶极天线。它是最基本的单元天线，用得也最广泛，很多复杂天线是由它组成的。半波振子结构简单，馈电方便，在近距离通信中应用较多。
无线网络设备天线种类及选配技巧 天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备。无线电发射机（如AP）输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去；电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机，由此完成数据的传输，如图。 可见，作为电磁波的发射和接收设备，没有天线也就没有无线电通信，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。 当前企业级无线产品中，天线也是不可或缺的配件。一般来讲，无线局域网产品中天线有内置和外置两种，而外置产品的天线品种繁多，主要是供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等情况下使用。那么，天线到底有哪些种类，各种类有什么特点，如何应用呢？下面我们具体来看看。 1、全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性。一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在通信系统中应用距离近，覆盖范围大，价格便宜。 2、半定向天线，即只向某一个方向辐射信号，常应用于中短距离通信。常见半定向天线主要主要有平板天线、八木天线（如下图）。平板天线常用于接入点到STA的定向覆盖或者过道、走廊的无线覆盖，其覆盖范围取决于AP的功率、天线增益、天线波束宽度以及建筑材料对射频信号的衰减程度；八木天线一般用于中短距离（如3km）点对点通信，高增益的八木天线也可以用于远距离通信。
半定向天线的另外一个优点是可以安装在墙壁的高处，并向下倾斜对准需要覆盖的区域。由于信号几乎不会从半定向天线的后侧泄露出去，因此半定向天线可以提供良好的垂直覆盖。全向天线不具备这个优点，因为如果天线的一端向下倾斜，则另一端会向上翘起。 3、高度定向天线仅在点对点通信中使用，一般用于提供两栋建筑物之间的网络桥接。在所有类型的天线中，高度定向天线的波束宽度最为狭窄和集中。 高度定向天线分为抛物面天线和栅格天线两类。从外观上看，抛物面天线类似于安装在屋顶的数字卫星电视天线，栅格天线类似于烧烤使用的烤架。栅格天线需要接收的信号波长决定了天线网格的间距大小。 高度定向天线的传输距离较远，波束宽度较窄，这使得它容易受到天线风载（大风引起的天线移动或偏移称为风载）的影响。对高度定向天线而言，哪怕是轻微的移动都会使得射频波束偏离接收天线，从而导致射频通信中断。而栅格天线网格较大，抗风载能力很强，因此在强风环境中应使用栅格天线。 4、从本质上说，天线阵列是一种天线系统，它由多个天线构成。这些天线协同进行一种被称为波束成型的工作。波束成型是一种将射频能量汇聚的方法。能量如果被汇聚意味着信号强度增强，接收方信噪比增强，因此传输效果更好。 无线产品是否能否实现更远距离的信号稳定传送，除了与协议、无线模块和本身的设计有关外，天线的作用同样是不能忽视。那么不同设备、场景下面该如何选择天线呢？下面我们总结了选择天线时主要应注意的几个因素。 无线标准：无线标准是无线设备最基本的参数，相应的无线标准对应相应的无线天线的频率
天线结构分类 天线是一种用于接收和发送无线电波的装置，它是无线通信系统中不可或缺的部分。根据天线的结构和工作原理的不同，可以将天线分为几个不同的分类。本文将详细介绍不同类型的天线结构及其应用。 一、全向天线 全向天线是最常见的一种天线结构，它可以在所有方向上接收和发送无线电信号。全向天线的设计目标是尽量均匀地辐射和接收信号，使信号覆盖范围最大化。全向天线广泛应用于广播、电视、无线通信等领域，以提供广范围的信号覆盖。 二、定向天线 定向天线是一种只在某个特定方向上辐射或接收信号的天线。定向天线通过集中能量，提高天线的增益，从而实现远距离通信。定向天线常用于无线电通信中的长距离传输，如雷达系统、卫星通信等。 三、扇形天线 扇形天线是一种具有特定扇形辐射图案的天线，适合在特定区域内进行无线通信。扇形天线可以通过调整天线的辐射图案来实现不同方向上的信号覆盖。扇形天线常用于无线网络、移动通信基站等场景中，以提供特定区域的无线覆盖。 四、天线阵列
天线阵列是由多个天线单元组成的一种天线结构。天线阵列通过控制每个天线单元的相位和幅度来实现特定的辐射图案和波束形成。天线阵列具有较高的增益和方向性，常用于雷达系统、通信系统等需要较高性能的应用中。 五、微带天线 微带天线是一种结构简单、体积小的天线，广泛应用于移动通信、无线传感网络等场景。微带天线通过在介质基板上制作导电贴片来实现辐射和接收信号。微带天线具有体积小、重量轻、制作简单等优点，逐渐成为无线通信领域的主流天线。 六、螺旋天线 螺旋天线是一种具有螺旋形结构的天线，常用于卫星通信、无线电望远镜等领域。螺旋天线通过螺旋形结构实现特定的辐射特性，具有宽频带、较高的增益等特点。螺旋天线在航空航天、无线电观测等领域有着重要的应用。 七、折叠天线 折叠天线是一种结构紧凑、易于收纳的天线，常用于便携式无线通信设备。折叠天线通过折叠和展开的方式实现天线的收纳和展开，便于携带和使用。折叠天线广泛应用于移动电话、对讲机等便携式通信设备中。 八、天线组合
1.天线的基本原理 天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波，或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。在移动网络通信中从基站天线到用户手机天线，或从用户手机天线到基站天线的无线连接，它的运行质量在整个网络运行质量中所占的位置是十分明显的。因此，网络优化也就自然与天线密切相关。 在无线通信系统中，天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。同一副天线既可以辐射乂可以接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。 在选择基站天线时，需要考虑其电气和机械性能。电气性能主要包括：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后抑制比、副瓣抑制、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。机械性能主要包括：尺寸、重量、天线输入接口、风载荷等。 基站所用天线类型按辐射方向来分主要有：全向天线、定向天线。 按极化方式来区分主要有：垂直极化天线（也叫单极化天线）、交义极化天线（也叫双极化天线）。上述两种极化方式都为线极化方式。圆极化和椭圆极化天线一般不采用。 按外形来区分主要有：鞭状天线、平板天线、帽形天线等。 在继续论述天线相关理论之前必须首先介绍各向同性（Isotropic ）天线。各向同性天线是一种理论模型，实际中并不存在，它把天线假设为一个辐射点源，能量以该点为中心以电磁场的形式向四周均匀辐射，为一球面波。 另外全向天线并不是没有方向性，它只是在水平方向为全向，但在垂直方向是有方向性的。它与各向同性天线是两个不同的概念。 半波振子是基站主用天线的基本单元，半波振子的优点是能量转换效率rli o 为了便于介绍，先从天线的几个基本特性谈起。（见下图）
天线的种类 天线按方向性划分有定向天线和全向天线；按极化形式分有单极化和双极化天线。在不同场合、不同地形、不同用户分布等情况时应采用不同的天线形式。天线的种类（型号）很多，目前基站天线的主要种类如下： 1、全向中增益（8-9dBi）、高增益（大于9dBi）普通天线（无零点填充、无赋形技术） 2、全向中增益（8-9dBi）、高增益（大于9dBi）赋形天线（零点填充） 3、全向高增益（大于9dBi）普通波束下倾天线（无零点填充，2°-6°） 4、全向高增益（大于9dBi）赋形波束下倾天线（零点填充5%-25%、下倾1.25°-6°） 5、水平面半功率波束宽度65°定向中（13-16dBi）、高增益（大于16dBi）普通天线 6、水平面半功率波束宽度90°定向中（12-15dBi）、高增益（大于15dBi）普通天线 7、水平面半功率波束宽度65°定向中（13-16dBi）、高增益（大于16dBi）赋形天线（零点填充，上第一副瓣抑制） 8、水平面半功率波束宽度90°定向中（12-15dBi）、高增益
（大于15dBi）赋形天线（零点填充，上第一副瓣抑制）9、水平面半功率波束宽度65°定向中（13-16dBi）、高增益（大于16dBi） 固定电下倾天线（6°/9°），这种天线无赋形技术 10、水平面半功率波束宽度90°定向中（12-15dBi）、高增益（大于15dBi）天线知识第一章天线基础知识8固定电下倾天线（6°/9°），这种天线无赋形技术 11、水平面半功率波束宽度65°定向中（13-16dBi）、高增益（大于16dBi）近端手调俯仰面波束电下倾天线（0°-10°），这种天线无赋形技术 12、水平面半功率波束宽度90°定向中（12-15dBi）、高增益（大于15dBi）近端手调俯仰面波束电下倾天线（0°-10°），这种天线无赋形技术 13、水平面半功率波束宽度65°定向中（13-16dBi）、高增益（大于16dBi）远端遥控俯仰面波束电下倾天线（0°-10°），这种天线无赋形技术，唯一供应商代表：登达 14、水平面半功率波束宽度90°定向中（12-15dBi）、高增益（大于15dBi） 远端遥控俯仰面波束电下倾天线（0°-10°），这种天线无赋形技术，唯一供应商代表：登达 15、水平面半功率波束宽度65°定向中（13-16dBi）、高增益（大于16dBi）方位面波束指向远控可调（±20°）、俯仰
常用卫星通信天线介绍（一） 寇松江 (爱科迪信息通讯技术有限公司，北京，100070) E -mail: 天线是卫星通信系统的重要组成部分，是地球站射频信号的输入和输出通道，天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远，为保证信号的有效传输，大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特 点是方向性好，增益高，便于电波的远距离传输。 反射面的分类方法很多，按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线；按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线；按频段可分为单频段天线和多频段 天线；按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线 作简单介绍。 1．抛物面天线 抛物面天线是一种单反射面型天线，利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面，将馈源置于抛物面的焦点F上，馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列，如图 1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射，经抛物面反射后向空中辐射。由于 馈源位于抛物面的焦点上，电波经抛物面反射后，沿抛物面法向平行辐射。接 收时，经反射面反射后，电波汇聚到馈源，馈源可接收到最大信号能量。
图1 抛物面天线 抛物面天线的优点是结构简单，较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高；由于采用前馈，会对信号造成一定的遮挡；使用大功率功放时，功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。 2．卡塞格伦天线 卡塞格伦天线是一种双反射面天线，它由两个发射面和一个馈源组成，如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面，馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上，抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合，即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面，在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合，经主副反射面的两次反射后，电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说，副反射面的存在遮挡了一部分能量，使得天线的效率降低，能量分布不均匀，必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后，天线效率可提高到0.7—0.75，而且能量分布均匀。目前，大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。
天线基本知识概述 一、天线种类 通信天线品种繁多，主要有下列几种分类方式： 按用途可分为基地台天线（base station antenna）和移动台天线（mobile portable antennas）。 按工作频率可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波； 按其方向性可划分为全向和定向天线； 按其结构性可划分为线天线和面天线。 二、天线的增益 增益是天线主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波能力的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播距离就越远，一般固定电台天线采用高增益天线，移动台天线采用低增益天线。 三、电压驻波比 天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波。其相邻电压最大值和最小值的比就是电压驻波比。它是检验馈线传输效率的依据，电压驻波比与功率关系如下表1。
表1 本公司产品符合国家标准，在工作范围内，天线端口的电压驻波比小于1.5,在工作频点的电压驻波比小于1.2，电压驻波比过大，将缩短天线通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放部分，影响通信系统正常工作。 四、天线的方向性
天线对于空间不同的方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。 衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。另外，我们可以采用一些技术使全向天线略带方向性，根据使用现场地形的需要使方向图成为椭圆形、扇形、心形等，这样使天线的应用就更加灵活、效率更加提高，定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。 天线的主瓣和副瓣： 天线的波瓣宽度：
无线天线的知识点总结 一、无线天线的分类 根据无线天线的用途和工作频段不同，无线天线可以分为各种不同类型。一般来说，无线 天线可以按照它们的用途划分为移动通信天线、卫星通信天线、雷达天线、无线网络天线等。而按照工作频段的不同，无线天线可以分为超高频（UHF）天线、微波天线、毫米波 天线等。 在实际应用中，人们通常还会根据无线天线的形状和结构特点将其进行分类。比如，常见 的无线天线类型包括：偶极天线、单极天线、方向性天线、全向天线、扁平天线、微带天 线等。 二、无线天线的特点 无线天线是将电磁波能量转化为电信号或者反之，具有一系列特殊的电磁特性。其中，无 线天线最重要的特点包括： 1. 阻抗匹配：无线天线与谐振电路之间的阻抗匹配是保证信号传输质量的关键因素。因此，无线天线的阻抗匹配性能对系统的性能影响非常大。 2. 方向性：无线天线通常具有一定的辐射方向性。根据应用需求，无线天线可以是全向辐 射的，也可以是定向辐射的。 3. 带宽：无线天线的带宽也是其性能的重要指标之一。带宽越宽，无线天线能接收的频率 范围就越广，系统的灵活性和应用范围也就越广。 4. 效率：无线天线的转换效率越高，其能耗就越低，信号传输质量也就越好。因此，提高 无线天线的效率对于提高无线通信系统整体性能非常重要。 5. 多电频带：为了满足不同应用场景的需求，现代无线天线通常需要支持多电频带的工作。因此，设计并实现多电频带的无线天线是无线通信系统发展的趋势之一。 三、无线天线的设计原理 无线天线的设计是一个复杂的工程问题，需要充分考虑电磁波传播、天线辐射、阻抗匹配 等多个因素。一般来说，无线天线的设计过程包括以下主要步骤： 1. 分析需求：首先需要对无线通信系统的需求进行详细分析，包括工作频段、辐射方向性、带宽、效率、多电频带等。 2. 选择天线类型：根据需求选择合适的天线类型，比如全向天线、方向性天线、偶极天线、微带天线等。
初二物理天线种类与特点分析天线是无线通信系统不可或缺的组成部分，广泛应用于电视、手机、无线网络等各个领域。不同的天线类型具有不同的特点和适用范围。 本文将对初二物理中常见的天线类型进行分类，并分析其特点。 Ⅰ. 定向天线 定向天线也称为指向性天线，主要用于远距离通信。其特点是能够 将信号发送或接收到特定的方向，减少了信号在其他方向的传播损耗。 A. 管状天线：管状天线由一个长而细的金属柱组成，适用于点对点通信，如卫星通信。其优点是接收和发送信号的距离较远，性能 稳定且容易安装。缺点是角度固定，难以调整。 B. 双鳍片天线：双鳍片天线常见于无线路由器中，其外形像一 把小刀。它可以发射和接收信号的方向性更强，适用于大范围的无线 通信。 C. 网格天线：网格天线由金属网格组成，适用于大范围的信号 覆盖。其特点是工作频率范围较广，使用稳定可靠。 Ⅱ. 螺旋天线 螺旋天线是一种特殊的天线形式，常用于扫描卫星电视、雷达和航 空通信等领域。其特点是宽频带、高增益以及抗干扰能力强。 A. 偏振螺旋天线：偏振螺旋天线根据偏振方向的不同分为左旋和右旋两种类型。其主要应用于雷达、卫星通信和飞机导航等领域。
其优点是能够提供可靠的通信信号，抗干扰性强，缺点是构造复杂， 难度较大。 B. 扫描螺旋天线：扫描螺旋天线具有全向性辐射特性，适用于 平台航向扫描的应用。其特点是能够实现快速有效的通信和定位。 Ⅲ. 短波天线 短波天线主要用于无线电广播和短波通信。其特点是适应不同频率 范围的信号传输。 A. 长线天线：长线天线也称为长波天线，一般用于低频无线电通信。其特点是信号传播距离远，适用于覆盖范围较广的通信系统。 B. 短螺旋天线：短螺旋天线适用于高频短波通信，如海上通信、航空通信等。其优点是体积小、结构简单，适合移动通信设备。 Ⅳ. 电子天线 电子天线又称为有源天线，是指利用电子器件控制射频信号的目标 信号的辐射性能。其特点是可以实现动态调整和改变信号的方向性和 覆盖范围。 A. 相控阵天线：相控阵天线由多个相互协调的辐射单元组成，可以通过改变辐射单元之间的相位差和振幅来改变信号的方向和形态。其应用广泛，如雷达、无线通信等。
天线方案 1. 简介 天线是通信系统中的重要组成部分，它起到了连接信号发送和接收之间的桥梁作用。根据不同的需求和应用场景，设计多种不同类型的天线方案。本文将介绍几种常见的天线方案，包括定向天线、全向天线和扇形天线。 2. 定向天线 定向天线是一种能够将信号集中在一个方向上的天线。它通过集中功率提高信号传输距离，能够在特定方向上实现较高的增益。定向天线常用于点对点通信或需要远距离传输的场景。常见的定向天线类型包括： •Yagi天线：Yagi天线是一种传统的定向天线，由一个主要的发射元和若干个辅助元件组成。它具有较高的增益和较窄的覆盖范围，在无障碍环境下可以实现较远距离的信号传输。 •盘形天线：盘形天线是一种扁平的定向天线，适用于室内和室外的长距离通信。它具有较高的增益和较小的尺寸，可以在有限的空间内实现良好的信号覆盖。 3. 全向天线 全向天线是一种能够向周围的各个方向发送和接收信号的天线。它适用于需要覆盖范围广、信号均匀分布的场景。常见的全向天线类型包括： •垂直偶极天线：垂直偶极天线是一种常见的全向天线，常用于广播和通信系统中。它具有良好的水平辐射特性和较大的覆盖范围，适用于平面或城市地区的通信需求。 •偶极子天线：偶极子天线是一种线性极化的全向天线，适用于无线局域网和移动通信系统。它具有较高的效率和较宽的频带，可以实现稳定的信号传输和接收。 4. 扇形天线 扇形天线是一种能够将信号以扇形覆盖范围发送的天线。它适用于需要特定角度范围内的通信场景，如无线网络的覆盖。常见的扇形天线类型包括： •扇形状射频天线：扇形状射频天线具有较窄的方向性，可以将信号集中在一个特定的角度范围内。它广泛应用于无线通信和物联网系统。
天线分类和常用天线形态 天线是无线通信系统中的重要组成部分，根据其分类和形态的不同，可以分为多种类型的天线。常见的天线形态有直立天线、倾斜天线、水平天线、垂直天线、平面天线等。 一、天线分类 根据天线的用途和工作频率，可以将天线分为以下几类： 1.定向天线：定向天线主要用于点对点通信，其辐射方向比较集中，能够实现较远距离的通信。常见的定向天线有方向天线、片状天线等。 2.全向天线：全向天线主要用于点对多点通信，其辐射方向较为均匀，可以实现较广范围的通信。常见的全向天线有偶极子天线、螺旋天线等。 3.室内天线：室内天线主要用于室内信号覆盖，常见的室内天线有天线阵列、室内分布天线等，能够提供较好的信号覆盖效果。 4.室外天线：室外天线主要用于室外信号覆盖，常见的室外天线有扇形天线、扇形天线等，能够提供较广范围的信号覆盖。 二、常用天线形态 根据天线的形态和结构特点，可以将天线分为以下几种常见形态：1.直立天线：直立天线是一种较为常见的天线形态，其辐射元件与
地面垂直，常用于无线通信系统中。直立天线主要用于广播、电视、移动通信等领域，具有辐射范围广、安装方便等优点。 2.倾斜天线：倾斜天线是一种倾斜安装的天线形态，其辐射元件与地面呈倾斜角度，常用于特定的通信场景。倾斜天线主要用于山区、高楼大厦等复杂环境中，能够提供更好的信号覆盖效果。 3.水平天线：水平天线是一种水平安装的天线形态，其辐射元件与地面平行，常用于地面通信系统中。水平天线主要用于无线局域网、无线传感器网络等领域，具有安装方便、信号传输稳定等特点。 4.垂直天线：垂直天线是一种垂直安装的天线形态，其辐射元件与地面垂直，常用于航空通信、雷达等领域。垂直天线能够提供较好的垂直方向的信号传输效果。 5.平面天线：平面天线是一种平面结构的天线形态，常用于雷达、卫星通信等领域。平面天线具有辐射范围广、辐射效率高等优点，在通信系统中起到重要作用。 总结： 天线是无线通信系统中的重要组成部分，根据其分类和形态的不同，可以分为多种类型的天线。常见的天线形态有直立天线、倾斜天线、水平天线、垂直天线、平面天线等。根据天线的用途和工作频率，可以将天线分为定向天线、全向天线、室内天线、室外天线等。不同形态的天线在不同的通信场景中具有不同的应用优势，选择合适
短波天线分类 短波天线是一种用于接收和发送短波信号的重要设备。它广泛应用于广播、通信、无线电侦察等领域，并具有较远的传输距离和较强的穿透能力。根据其结构和用途的不同，短波天线可以分为几种不同的类型。 一、垂直天线 垂直天线是最常见的一种短波天线。它通常由一根直立的金属杆构成，可以是钢管、铝杆或铜杆等材料。垂直天线的工作原理是利用地面作为反射面，将无线电信号辐射到空中或接收来自空中的信号。由于其结构简单，制作和安装成本较低，因此广泛应用于民用和军事通信系统中。 二、水平天线 水平天线是另一种常见的短波天线类型。它通常由一根水平放置的金属导线构成，可以是直线形状或折叠成反射器形状。水平天线的工作原理是利用导线的长度和形状来调节接收和发送的频率。水平天线在一定程度上可以提高接收和发送信号的效果，尤其适用于长距离通信和亚波段频率的应用。 三、定向天线 定向天线是一种具有指向性的短波天线。它根据天线的结构和电磁波的传播特性，可以将辐射或接收的信号集中在特定的方向上。定向天线常用于无线电侦察和追踪敌方通信或雷达系统。定向天线可
以是一根长导线，也可以是一个天线阵列，通过调整天线的朝向和位置，可以实现对特定目标的准确定位和跟踪。 四、天线阵列 天线阵列是由多个天线元件组成的一种短波天线。它通过调整每个天线元件之间的相位和幅度关系，实现对信号进行增强或抑制。天线阵列具有高增益、高方向性和抗干扰能力强的特点，广泛应用于雷达、卫星通信和无线电望远镜等领域。 总结起来，短波天线是一种重要的通信设备，根据其结构和用途的不同，可以分为垂直天线、水平天线、定向天线和天线阵列等几种类型。每种类型的短波天线都有其特定的应用场景和优势，可以根据实际需求选择合适的天线类型。短波天线的发展和应用，为人类的通信技术和无线电科学做出了重要贡献，也为我们的生活带来了便利和乐趣。
基站天线是移动通信系统的重要组成部分，直接关系到移动通信网络的覆盖范围和服务质量。表征天线性能的主要参数有方向图、增益、输入阻抗、驻波比和极化方式等。天线使用环境大致分为五种类型：城区、密集城区、郊区、农村地区、交通干线等。基站天线。 基站天线的种类 * 1 电调天线 所谓电调天线，即指使用电子调整下倾角度的移动天线。电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线的垂直方向性图下倾。由于天线各方向的场强强度同时增大和减小，保证在改变倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向性图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。实践证明，电调天线下倾角度在1°-5°变化时，其天线方向图与机械天线的大致相同；当下倾角度在5°-10°变化时，其天线方向图较机械天线的稍有改善；当下倾角度在10°-15°变化时，其天线方向图较机械天线的变化较大；当机械天线下倾15°后，其天线方向图较机械天线的明显不同，这时天线方向图形状改变不大，主瓣方向覆盖距离明显缩短，整个天线方向图都在本基站扇区内，增加下倾角度，可以使扇区覆盖面积缩小，但不产生干扰，这样的方向图是我们需要的，因此采用电调天线能够降低呼损，减小干扰。另外，电调天线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整，实时监测调整的效果，调整倾角的步进精度也较高（为0.1°），因此可以对网络实现精细调整；电调天线的三阶互调指标为-150dBc，较机械天线相差30dBc，有利于消除邻频干扰和杂散干扰。 2 双极化天线 双极化天线是一种新型天线技术，组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量；一般GSM 数字移动通信网的定向基站（三扇区）要使用9根天线，每个扇形使用3根天线（空间分集，一发两收），如果使用双极化天线，每个扇形只需要1根天线；同时由于在双极化天线中，±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求（≥30dB），因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm；另外，双极化天线具有电调天线的优点，在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样，可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务质量。如果使用双极化天线，由于双极化天线对架设安装要求不高，不需要征地建塔，只需要架一根直径20cm的铁柱，将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可，从而节省基建投资，同时使基站布局更加合理，基站站址的选定更加容易。对于天线的选择，我们应根据自己移动网的覆盖，话务量，干扰和网络服务质量等实际情况，选择适合本地区移动网络需要的移动天线： --- 在基站密集的高话务地区，应该尽量采用双极化天线和电调天线； --- 在边、郊等话务量不高，基站不密集地区和只要求覆盖的地区，可以使用传统的机械天线。我国目前的移动通信网在高话务密度区的呼损较高，干扰较大，其中一个重要原因是机械天线下倾角度过大，天线下倾角度过大，天线方向图严重变形。要解决高话务区的容量不足，必须缩短站距，加大天线下倾角度，但是使用机械天线，下倾角度大于5°时，天线方向图就开始变形，超过10°时，天线方向图严重变形，因此采用机械天线，很难解决用户高密度区呼损高、干扰大的问题。因此建议在高话务密度区采用电调天线或双极化天线替换机械天线，替换下来的机械天线可以安装在农村，郊区等话务密度低的地区。 基站天线的设置 * 基站天线设置需要重点考虑下倾角、方向角、天线挂高、天线分集距离和隔离距离等
天线和微波技术中的天线类型介绍天线是通信领域中广泛使用的一种设备，用于收发无线电波信号。在微波技术中，天线的类型多种多样，每一种天线都有其独特的优点和适用场景。本文将介绍几种常见的天线类型，在简要介绍其原理和特点的同时，还将探讨其在不同的应用领域中的应用。 一、偶极天线 偶极天线是最基本和最常用的天线类型之一。其结构简单，通常由一对互相对称的导体构成。偶极天线主要用于接收和发射无线电波，其工作频率范围广泛，从几千赫兹到数百吉赫兹不等。偶极天线的优点是易于制造，而且天线本身不需要进行特殊的解耦设计。这使得它成为了无线通信和广播领域的理想选择。 二、方向性天线 方向性天线是一种具有明确辐射方向的天线类型。它主要通过限制天线在特定方向上的辐射能量，以便更好地集中信号。方向性天线常用于无线通信系统中，用于增加信号传输的距离和强度。基于不同的设计原理，方向性天线可以分为常见的两种类型：定向天线和定向性天线。定向天线通过定向辐射辐射能量，以便将信号集中在特定区域内。而定向性天线则可以通过电子调谐和信号处理技术，自动跟踪信号源的方向。 三、扩束天线
扩束天线是一种通过集中信号辐射以提高天线增益的天线类型。它 主要通过在发射和接收器之间添加反射器和透镜等装置来实现辐束。 扩束天线的应用非常广泛，例如在雷达系统中用于提高目标探测和跟 踪的准确性，或者在卫星通信系统中用于增加信号传输的距离和质量。 四、天线阵列 天线阵列是由多个天线单元组成的天线系统。它通过联合操作单个 天线单元，以实现更大的增益、更高的信噪比和更好的指向性。天线 阵列的设计复杂度相对较高，但是其在无线通信、雷达、卫星通信和 航空导航等领域中的应用价值巨大。 五、微带天线 微带天线是一种以微带线和介质基片作为支撑结构的天线。其结构 紧凑、制造成本低廉，被广泛应用于卫星通信、无线电频段标签系统 和手机通信等领域。微带天线具有宽带性能、较好的辐射特性和方便 的制造工艺，是当今天线设计的热点研究领域之一。 总结： 本文对天线和微波技术中的几种常见天线类型进行了简要介绍。偶 极天线、方向性天线、扩束天线、天线阵列和微带天线都各有优点和 适用场景。在实际应用中，需要根据具体情况来选择合适的天线类型，以达到最佳的信号传输效果。选择适当的天线类型对于无线通信系统 和微波技术的发展具有重要意义。