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。 天线的天线选择还需要考虑天线的重量和尺寸等因素。合肥测试设备天线转发器
无线电通信系统在运作的过程中会对天线的导体造成影响,即导体出现损耗情况。一旦天线导体出现这样的情况,就会严重影响无线电信号传输的效率和质量,从而给无线电通信系统的平稳运作带来阻碍。但是,天线在无线电通信系统中还有另外一个作用,那就是进行能量的转换,即将天线运行过程中的功率转换成电磁波。当天线进行能量转换的时候,其导体的损耗就会明显的降低,从而确保了无线电通信信号的传输质量。如果相关工作人员将馈线合理的应用到天线的运作中,也能为降低天线导体的损害提供帮助。因为馈线的支持能够有效的提升天线的辐射电阻,这样无线通信信號的损耗几率就会降低,从而提高天线能量装换的质量,为信号的传输提供保障。武汉功分器天线芯片天线的天线极化可以是垂直极化、水平极化或圆极化等。
长波天线、中波天线:是工作于长波及中波波段的发射天线或接收天线的统称。长、中波是以地波和天波传播的,而天波则连续反射于电离层和大地之间。根据此传播特性,长、中波天线应能产生垂直极化的电波。在长、中波天线中,应用较广的的有垂直型、倒L型、T型、企型垂直接地天线。长、中波天线应有良好的地网。长、中波天线存在着许多技术上的问题,如有效高度小、辐射电阻小、效率低、通频带窄、方向性系数小等。为了解决这些问题,天线结构往往非常复杂,非常庞大。
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。
天线增益是指:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线**重要的参数之一。一般来说,增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度,而在水平面上保持全向的辐射性能。天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要,因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围,或者在确定范围内增大增益余量。任何蜂窝系统都是一个双向过程,增加天线的增益能司时减少双向系统增益预算余量。另外,表征天线增益的参数有Bd和dBi。DBi是相对于点源天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+。相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远。一般地,GSM定向基站的天线增益为18dBi,全向的为11dBi。 天线的尺寸和形状可以根据频率进行优化。
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,有效克服了干扰对系统的影响。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。 天线的频率范围可以根据需要进行调整。北京结构天线仪器
天线的天线选择应考虑到环境条件和使用要求。合肥测试设备天线转发器
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。合肥测试设备天线转发器