天线形状

    天馈子系统是移动通信系统的射频前端，通常包括天线、微波无源器件、传输线和连接器(通常是射频同轴线和同轴连接器)等无源部件，其作用是一方面将来自发射机的射频信号转化为电磁波并辐射至自由空间,另一方面将空间电磁波转化为射频信号并匹配地传送至接收机。在特殊的移动通信系统中，为了增加和延伸覆盖距离，也常常在天馈子系统内加入塔顶放大器。塔顶放大器虽然属于有源电路，但从应用的考虑也可以归纳到天馈子系统进行讨论。本章包含天线、微波无源器件、塔顶放大器的基本概念和应用，在第二版中，出于篇幅考虑，删除了射频电缆及连接器一节，同时，再版过程中，TD-SCDMA试商用网络正在建设之中，TD智能天线也得到了广泛的应用，此次再版对智能天线技术作了相应的扩充。 天线的天线辐射图描述了其辐射能力的方向性。天线形状

    天线垂直的波瓣宽度一般与该天线所相应方向上的覆盖半径有关。所以，在一定范围内经过对天线垂直度(俯仰角)的调整，能够到达改善小区覆盖质量的目的，这也是我们在网络优化中经常采用的一种手段。主要涉及两个方面水平波瓣宽度和垂直平面波瓣宽度。水平平面的半功率角(H-PlaneHalfPowerbeamwidth):(45°,60°,90°等)定义了天线水平平面的波束宽度角度越大,在扇区交界处的覆盖越好，但当提升天线倾角时，十越轻易发生波束畸变，形成越区覆盖。角度越小，在扇区交界处覆盖越差。提升天线倾角能够在移动程度上改善扇区交界处的覆盖，而且相对而言，不轻易产生对其他小区的越区覆盖。在市中心基站因为站距尔，天线倾角天,应该采用水平平面的半功率角小的天线，郊区选用水平平面的半功率角大的天线;垂直平面的半功率角(-PlaneHalfPowerbeamwidth):(48933°15°,8°)定义了天线垂直平面的波束宽度。垂直平面的半功率角越小，偏离主波束方向时信号衰减越快，在越轻易经过调整天线倾角精确控制覆盖范围。 西安滤波器天线放大器天线的方向性可以通过增加天线元件或使用阵列来实现。

在蜂窝移动系统中，降低同信道干扰始终是一个复杂的问题。赋形波束技术提高了空间频谱重用。有两种类型的赋形波束。一种是赋形水平面的辐射方向图，即扇形波束:另外一种是赋形垂直面的辐射方向图。在蜂窝系统中，通过使用扇形波束来代替全向波束时，蜂窝间干扰距离增加，从而使基地站天线对使用相同频率的另一蜂窝辐射尽可能低的电平，而基地站天线对其业务区辐射达到尽可能高的电平。当固定在一定高度的天线照射在一有限的水平面区域内，天线的垂直方向图表明由于有旁瓣零点的存在，在需要覆盖的区域就有可能产生盲区问题。通过使用垂直平面的余割平方赋形波束功率方向图，可以消除主瓣下方的零点，从而使所需覆盖区域有相等的接收信号电平。该技术也称为零点填充技术。

    对应不同的波束下倾方法，天线分为电调天线和机械天线。电调天线采用机械加电子方法下倾15°后，天线方向图形状改变不大，主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，但不会产生干扰，这样的方向图是我们需要的。电调天线有两种，一种是预设固定电气下倾角天线;另外一种是可以在现场根据需要进行电气下倾角调整的天线，下面描述的是后一种电调天线。而机械天线下倾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形，虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短，但是整个天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，造成干扰。造成这种情况的原因是:电调天线与地面垂直安装(可以选择0°~5°机械下倾)，天线安装好以后，在调整天线下倾角度过程中，天线本身不动，是通过电信号调整天线振子的相位，改变水平分量和垂直分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，使天线的覆盖距离改变，天线每个方向的场强强度同时增大或减小，从而保证在改变倾角后，天线方向图形状变化不大。 天线的主要功能是将电磁波转换为电流或将电流转换为电磁波。

    垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收,水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收，而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，接收到的信号都会变小，也就是说，发生极化损失。例如:当用+45°极化天线接收垂直极化或水平极化波时，或者，当用垂直极化天线接收+45°极化或-45°极化波时，等等情况下，都要产生极化损失。用圆极化天线接收任**极化波,或者,用线极化天线接收任一圆极化波，等等情况下，也必然发生极化损失------只能接收到来波的一半能量。当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时,例如用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波，或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时，天线就完全接收不到来波的能量，这种情况下极化损失为比较大，称极化完全隔离。 天线的天线阻抗是指其输入端的电阻和电抗。华强北GPS101天线功分器

天线的天线极化应与信号源的极化匹配。天线形状

所谓的输入阻抗，指的是在馈电端所呈现出来的阻抗，这个阻抗的值是馈电电流和馈电电压之间的比值。通常来说，这个比值是一个复数。我们把这个复数的实数看做是输入电阻，虚数部分看做电抗。当天线回路出现匹配或者协调问题的时候，我们就必须了解输出电阻和输入电抗的值，所以输入阻抗是一个重要参数。在无线电通信系统中，影响输入阻抗的主要因素是天线的具体构造和天线的工作频率多少，另外天线的工作环境等相关因素也会对输入阻抗有所影响。所以，我们在实际的安装过程中，对天线的尺寸与形状都要有严格的要求要选择合理构造的天线。天线形状