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天線在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的作用

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無(wú)線技術(shù)是移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ) ， 基站天線是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與用戶手機(jī)終端空中無(wú)線聯(lián)結(jié)的設(shè)備 。天線是能量置換設(shè)備 ， 是無(wú)源器件 ， 其主要作用是輻射或接收無(wú)線電波 ， 輻射時(shí)將高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波 ， 將電能轉(zhuǎn)換電磁能；接收時(shí)將電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流 ， 將磁能轉(zhuǎn)換為電能 。天線的性能質(zhì)量直接影響移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和服務(wù)質(zhì)量；不同的地理環(huán)境 ， 不同服務(wù)要求需要選用不同類(lèi)型 ， 不同規(guī)格的天線 。天線調(diào)整在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中有很大的作用 。
一、天線的主要性能指標(biāo)
表征天線性能的主要參數(shù)有方向圖 ， 增益 ， 輸入阻抗 ， 駐波比 ， 極化 ， 雙極化天線的隔離度 ， 及三階交調(diào)等 。
1、方向圖
天線方向圖是表征天線輻射特性空間角度關(guān)系的圖形 。以發(fā)射天線為例 ， 從不同角度方向輻射出去的功率或場(chǎng)強(qiáng)形成的圖形 。一般地 ， 用包括最大輻射方向的兩個(gè)相互垂直的平面方向圖來(lái)表示天線的立體方向圖 ， 分為水平面方向圖和垂直面方向圖 。平行于地面在波束最大場(chǎng)強(qiáng)最大位置剖開(kāi)的圖形叫水平面方向圖；垂直于地面在波束場(chǎng)強(qiáng)最大位置剖開(kāi)的圖形叫垂直面方向圖 。
描述天線輻射特性的另一重要參數(shù)半功率寬度 ， 在天線輻射功率分布在主瓣最大值的兩側(cè) ， 功率強(qiáng)度下降到最大值的一半（場(chǎng)強(qiáng)下降到最大值的0.707倍 ， 3dB衰耗）的兩個(gè)方向的夾角 ， 表征了天線在指定方向上輻射功率的集中程度 。一般地 ， GSM定向基站水平面半功率波瓣寬度為65o ， 在120o的小區(qū)邊沿 ， 天線輻射功率要比最大輻射方向上低9-10dB 。
2、方向性參數(shù)
不同的天線有不同的方向圖 ， 為表示它們集中輻射的程度 ， 方向圖的尖銳程度 ， 我們引入方向性參數(shù) 。理想的點(diǎn)源天線輻射沒(méi)有方向性 ， 在各方向上輻射強(qiáng)度相等 ， 方向是個(gè)球體 。我們以理想的點(diǎn)源天線作為標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際天線進(jìn)行比較 ， 在相同的輻射功率某天線產(chǎn)生于某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度平方E2與理想的點(diǎn)源天線在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的平方E02的比值稱(chēng)為該點(diǎn)的方向性參數(shù)D=E2/E02 。
3、天線增益
增益和方向性系數(shù)同是表征輻射功率集中程度的參數(shù) ， 但兩者又不盡相同 。增益是在同一輸出功率條件下加以討論的 ， 方向性系數(shù)是在同一輻射功率條件下加以討論的 。由于天線各方向的輻射強(qiáng)度并不相等 ， 天線的方向性系數(shù)和增益隨著觀察點(diǎn)的不同而變化 ， 但其變化趨勢(shì)是一致的 。一般地 ， 在實(shí)際應(yīng)用中 ， 取最大輻射方向的方向性系數(shù)和增益作為天線的方向性系數(shù)和增益 。
另外 ， 表征天線增益的參數(shù)有dBd和dBi 。DBi是相對(duì)于點(diǎn)源天線的增益 ， 在各方向的輻射是均勻的；dBd相對(duì)于對(duì)稱(chēng)陣子天線的增益dBi=dBd 2.15 。相同的條件下 ， 增益越高 ， 電波傳播的距離越遠(yuǎn) 。
4、入阻輸入阻抗
輸抗是指天線在工作頻段的高頻阻抗 ， 即饋電點(diǎn)的高頻電壓與高頻電流的比值 ， 可用矢量網(wǎng)絡(luò)測(cè)試分析儀測(cè)量 ， 其直流阻抗為0Ω 。一般移動(dòng)通信天線的輸入阻抗為50Ω 。
5、駐波比
由于天線的輸入阻抗與饋線的特性阻抗不可能完全一致 ， 會(huì)產(chǎn)生部分的信號(hào)反射 ， 反射波和入射波在饋線上疊加形成駐波 ， 其相鄰的電壓最大值與最小值的比即為電壓駐波比VSWR 。假定天線的輸入功率P1 ， 反射功率P2 ， 天線的駐波比VSWR=（ ）/（-） 。一般地說(shuō) ， 移動(dòng)通信天線的電壓駐波比應(yīng)小于1.5 ， 但實(shí)際應(yīng)用中VSWR應(yīng)小于1.2 。
6、極化方式
根據(jù)天線在最大輻射（或接收）方向上電場(chǎng)矢量的取向 ， 天線極化方式可分為線極化 ， 圓極化和橢圓極化 。線極化又分為水平極化 ， 垂直極化和±45o極化 。發(fā)射天線和接收天線應(yīng)具有相同的極化方式 ， 一般地 ， 移動(dòng)通信中多采用垂直極化或±45o極化方式 。

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