天线参数(天线参数设置)

基站天线可以调整的参数：压天线、降低天线高度、调整ACCMIN、调整切换参数、降低功率等级和功率。基站天线核心网侧的控制信令、语音呼叫或数据业务信息通过传输网络发送到基站。信号在基站侧经过基带和射频处理，然后通过射频馈线送到天线上进行发射。终端通过无线信道接收天线所发射的无线电波，然后解调出属于自己的信号。基站天线设置：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参数。基站天线下倾角设置 合理设置天线下倾角不但可以降低同频干扰的影响，有效控制基站的覆盖范围和整网的软切换比例（对CDMA网络而言），而且可以加强本基站覆盖区内的信号强度。通常天线下倾角的设定有两方面侧重，即侧重于干扰抑制和侧重于加强覆盖。基站天线这两方面侧重分别对应不同的下倾角算法。一般而言，对基站分布密集的地区应侧重于考虑干扰抑制，而基站分布较稀疏的地区则侧重于考虑加强覆盖。

陶瓷天线有四个重要参数：增益（Gain）、驻波（VSWR）、噪声系数（Noise figure）、轴比（Axial ratio）。其中特别强调轴比，它是衡量整机对不同方向的信号增益差异性的重要指标。

1、基站天线的工作原理：基站天线的主要功能就是提供无线覆盖，即实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。1. 核心网侧的控制信令、语音呼叫或数据业务信息通过传输网络发送到基站（在2G、3G网络中，信号先传送到基站控制器，再传送到基站）。2. 信号在基站侧经过基带和射频处理，然后通过射频馈线送到天线上进行发射。3. 终端通过无线信道接收天线所发射的无线电波，然后解调出属于自己的信号。2、基站天线的主要参数有：电气参数、频率范围、极化方式、波瓣宽度、机械可调倾角、电压驻波比。知识点延伸：每个基站根据所连接的天线情况，可以包含有一个或多个扇区。基站扇区的覆盖范围可以达到几百到几十千米。不过在用户密集的地区，通常会对覆盖范围进行控制，避免对相邻的基站造成干扰。基站天线的基带和射频处理能力，决定了基站的物理结构由基带模块和射频模块两大部分组成。基带模块主要是完成基带的调制与解调、无线资源的分配、呼叫处理、功率控制与软切换等功能。射频模块主要是完成空中射频信道和基带数字信道之间的转换，以及射频信道的放大、收发等功能。
大家都知道，没有夭线也就没有无线电通信。那么，天线为什么能发射(接收)无线电波呢这需要从两根导线上的感应电流说起。当距离很近的两根导线上有交变电流流动时(见图1一25A) ,导线上的感应电流大小相等、方向相反，电场被束缚在两导线之间，线外几乎没有辐射;如果把两根导线张开(见图I一25B)，一部分电场能够散播在周围空间。当导线的长度L增大到可与波长相比时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射(见图1一25C)。由此可知，两根导线辐射无线电波的能力是与导线的长度和形状有关的。以上是从发射角度来讲述天线的工作原理，根据互易原理。接收天线的工作过程只不过是把发射的过程反过来罢了。 在上面两根张开导线辐射无线电波例子中，两臂长度相等的振子叫对称振子。这是很经典的、迄今使用最广泛的一种天线。当每臂长度为1/4波长(全长为1/2波长)的振子.称半波对称振子。单个半波对称振子，可单独地使用，也可作为抛物面天线的馈源，还可采用多个半波对称振子组成天线阵。移动通信宏基站中常用的板状天线，其实盒子里面就是由多个半波对称振子组成的天线阵列。 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，它是选择基站天线最重要的参数之一。 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，而在水平面上能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收信电平的富余量。表征天线增益的参数有dRd和dBia dBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称振子天线的增益dBi = dBd千2. 15。相同的条件下，增益越高，电波传播的距离越远。一般 GSM定向基站的天线增益约为18dBi，全向的约为lldBio 如何把全向天线变成定向天线，要靠改变天线结构来实现。通常采用增加反射板的办法。平面反射板放在振子的一边就构成扇形区域的覆盖天线(见图1 -26)。图中也表明了反射板的作用既能把功率反射到单侧方向.也能提高天线的增益。为了进一步改进性能，提高天线增益，反射板还可以做成抛物反射面，使天线的辐射像光学中的探照灯那样.把能量集中到一个小立体角内，从而获得更高的增益。 为了提高天线的增益，通常将两个半波振子增加为4个，乃至8个。4个半波振子排成一个垂直放置的直线阵时，其增益约为8dB;一侧再加有一个反射板就构成四元式直线阵，也就是最常规的板状天线，其增益约14一17dB。同样的八元式直线阵，即加长型板状天线，其增益16一19dB。当然，加长型板状天线的长度也要增加许多，为常规板状天线的1倍，达2.4m左右(见图1一27)。 方向图也是天线的一个重要参数。发射夭线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去;之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图(见图I -28A)。立体方向图立体感强，容易理解见图I -28B与图1 -28C)。从图1一28B可以看出，在振子的轴线方向上辐射为零，最大辐射方向在水平面上;而图I一28C显示，在水平面上各个方向的辐射是一样大的。 通过若干个对称振子组，产生“扁平的面包圈”，把信号进一步集中到水平面方向上，以加强对目标覆盖区域的辐射控制。由4个半波对称振子沿垂线上下排列构成一个天线振子组后，其立体方向图和垂直面方向图见图1 - 29。由此可知，设在居民小区的移动通信基站，其天线主要向水平方向发射电波，架设在楼顶上的天线是不会向下面的屋内辐射无线电波的。 波瓣宽度，这是天线常用的一个很重要的参数。天线方向图中辐射强度最大的瓣称为主瓣，主瓣外侧的称为副瓣(或旁瓣)。主瓣最大辐射方向上，辐射强度降低3dB两侧点的夹角称为波瓣宽度(又称半功率角)，常以图形方式表示(见图1一30A)。波瓣宽度越窄，天线的方向性越好，作用距离越远，抗千扰能力越强。 天线的波瓣宽度可分水平面波瓣宽度和垂直平面波瓣宽度。天线垂直波瓣宽度一般与该天线所对应方向上的电波覆盖半径有关。通过对天线垂直度(俯仰角)在一定范围内的调节，可以达到改善小区覆盖质量的目的。垂直平面的半功率角有480, 330, 150, 8。几种。半功率角越小，信号偏离主波束方向时衰减越快，也就越容易通过调整天线倾角来准确控制扇区的覆盖范围。基站天线水平波瓣宽度有利于电波覆盖小区的交叠处理。半功率角度越大，在扇区交界处的覆盖越好。天线水平半功率角常见的有450, 600, 90”等。当提高天线垂直倾角时，水平半功率角过大，越容易发生波束畸变，形成越区覆盖;角度越小，扇区交界处覆盖就越差。一般在市中心的基站由于站距小，天线倾角大，通常多采用水平面的半功率角小的天线.在郊区则选用半功率角大的天线。

5G重点和网络射频部分简介 1、基站和终端5G网络是一个密集分布基站网络，基站分布密度比前几代移动系统都高。其中，基站移动终端之间采用28Ghz的毫米波频段通讯。基站天线系统采用相控阵天线体制。波束在垂直和水平两个方向交叉极化，以实现更高的用户密度和增加系统用户容量。5G终端具备自选基站能力，可以根据基站误码率挑选误码率低的基站和信道通讯。实现以上这些功能，依赖阵列天线技术，基站和终端都用到了毫米波相控阵天线。终端中天线阵列为nXn点阵；2、回顾下终端中天线技术手机中布满了天线，从GPS、蓝牙、wifi、2G、3G、4G等频段。频率越低，尺寸越大。毫米波，顾名思义，其波长尺度在10mm内了，照波长四分之一计算，约2.5mm的点阵，就是组成有规则间距的阵列。4G的天线一般布置在手机上下端部和侧面，采用了LDS（立体电路的一种制造工艺，激光在3D曲面塑胶上选择性沉积金属工艺）和FPC（柔性线路板）配合侧面金属边框来实现终端天线功能：金属机身手机中，外露的中框一段金属与手机内FPC组成了天线：2017年玻璃机身手机开始流行，这类手机拟用到的工艺和材质依然是FPC和LDS工艺，也有把天线制造在玻璃壳体和玻璃支架上的：0.1-0.2mm厚度3D的玻璃支架上制造边框触摸和天线3、5G的手机天线特点及其工艺（1）5G终端天线，对周边金属很敏感，由于毫米波之波长很短，来自金属的干扰是非常厉害的，印刷线路板（即PCB板），需要其与有金属的物体之间需要保持1.5mm的净空。（2）5G天线是垂直与水平天线交互的点阵这种垂直和水平交互的天线，对应垂直和水平两个极化方向的信号收发。（3）5G天线对安装位置有特殊要求由于5G终端天线是相控阵体系，其天线单元需要合成形成聚焦波束，因此需要规则的位置进行摆放，天线不能被金属遮挡，适合3D空间扫描，规则的空间。 5G终端，被人手和人体遮挡，其信号都会开始寻找最优误码率频段，形象的说，手机像一个长了眼睛的小宠物，一旦遮挡他，他即刻眼球四处转动寻找最优信道。我们把5G手机这一动作叫手机寻优，因此，设计终端时候，安装天线位置一开始就要合适，使其好寻优。目前手机终端中，最适合5G天线位置是两端，尤其是上端部（听筒位置附近），其他4G内天线都要给其让路，也就是说有优选位置权，其他天线移到他处。
随着移动通信从2G、3G、4G 到5G 的不断发展，移动通信天线也经历了从单极化天线、双极化天线到智能天线、MIMO 天线乃至大规模阵列天线的发展历程。天线作为移动通信网络的感知器官在网络中的地位越来越复杂，并且作用也越来越重要。 2、天线的可感知是移动通信天线的一个技术热点基站天线的工参准确性对网络运维和优化具有重要的意义，当前的研究主要集中在这3 个方面：利用电调天线的AISG 线进行供电和回传，适用于新建电调天线站；采用太阳能或其他方式供电，采用无线回传，适用于存量站和非电调天线基站；采用人工上站用姿态仪采集数据。2.1 利用电调天线的AISG 线进行供电和数据回传目前基站智能工参研究主要集中于可感知系统实现对天线方位角、机械下倾角、海拔高度、经纬度等参数的实时测量和记录。其中，海拔高度、经纬度可采用北斗或GPS的方式测量，海拔高度的测量精度一般是5～10 m，经纬度的测量精度一般是5 m。机械下倾角可采用重力加速度计进行测量，测量精度约0.5°，且测量速度快，可用于监测天线姿态。天线方位角的测量比较复杂，几种可能的实现方式具体如下。（1）双GPS 方案可进行绝对方位角的高精度测量，测量时间约2 min，实时性尚可。但当两个GPS 接收机之间的距离缩小时，测量误差快速增大， 比如当双GPS 设备长度小于200 mm时，测量误差大于5°，虽然可通过多次测量来提高精度，但实时性明显变差。如果在射线方向存在遮挡，其测量精度会大大降低。此外，该方案的设备成本较高。（2）和差波束方案也可进行绝对方位角的较高精度测量，设备成本比双GPS 低。缺点是测量时间过长，实时性不满足要求。如果要求设备小型化，差波束的斜率明显下降。同样，射线方向存在遮挡时测量精度同样降低。（3）电子罗盘方案因受工程现场复杂磁环境的影响不能测量绝对方位角，但相对方位角的测量精度很高，约10 s 的测量时间，在3 种方案中耗时最短、实时性最好；设备可以做到不超过双频天线的截面积， 满足一体化设计的小型化要求；成本也比较低。其缺点有两点，第一不能测量绝对方位角；第二，抗近距离磁环境的干扰能力差，在其设备100 mm 范围内不能有磁性物质。这种方案不建议采用。上述3 种方案各有优缺点，现阶段成本上比较能够接收的方案是通过双GPS 方案进行一次绝对方位角测量，用来对电子罗盘测量的方位角进行校准，可以到达事半功倍的效果。所以，采用电子罗盘和重力加速度计作为可感知技术的基本方案与天线一体化设计，再配合双GPS 工具做一次性校准的组合方案性价比最高。方案的实现过程如图1所示。图1、可感知天线技术方案实现该方案通过双GPS 工具测量绝对方位角，对海拔高度、经纬度进行工程测量和记录；通过电子罗盘实时监测天线相对方位角，利用双GPS 工具测量的绝对值校准后可得到实时的绝对方位角；通过重力加速度计实时监测天线的机械下倾角，从而完成了天线工程参数自感知的任务。以上方案的都有共同的缺点就是工参模块的供电和数据的回传依靠电调天线的AISG 线， 对于中国移动大量的存量非电调天线基站无法应用。2.2 非电调天线基站的无线回传方式对于存量站和非电调天线基站的应用场景，中国移动通信集团设计院通过采集模块利用ZigBee （紫蜂协议）技术进行短距离无线通信，将采集数据传输至传输模块。通信基站附近有着复杂的电磁环境， 为了保证数据的可靠、安全传输，采集模块使用了自主研发的抗干扰、频点探测技术进行通信，同时通信使用AES 加密算法，能够有效地实现数据的可靠传输。采集模块利用太阳能为自身供电，太阳能本身会受多方面因素影响，如天气、太阳能面板朝向、建筑物遮挡、安装位置等，进而使得不同设备、不同时间获得的太阳能波动很大，对设备数据采集及电池安全有较大的影响。采集模块拥有自行设计的智能电源管理算法，能够根据太阳能获取情况智能的进行数据采集、传输、电池充电，能够有效地保障设备的工作情况，雾霾天、雨雪天都能正常工作，提高电池效率，延长设备寿命。3、大规模阵列天线是5G 的关键技术之一5G 网络的应用可归为连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠4 个主要技术场景。 连续广域覆盖和热点高容量场景主要满足2020 年及未来的移动互联网业务需求， 也是传统4G 主要的技术场景。低功耗大连接和低时延高可靠场景主要面向物联网业务，是5G 新拓展的场景，重点解决传统移动通信无法很好地支持物联网及垂直行业应用的情况。
以信息技术为代表的新一轮科技和产业变革，正在逐步孕育升级。在视频流量激增，用户设备增长和新型应用普及的态势下，迫切需要第五代移动通讯系统（5G）的技术快速成熟与应用，包括移动通信，Wi-Fi，高速无线数传无一例外的需要相比现在更快的传输速率，更低的传输延时以及更高的可靠性。为了满足移动通信的对高数据速率的需求，一是需要引入新技术提高频谱效率和能量利用效率，二是需要拓展新的频谱资源[1]。 在此背景下，大规模多输入多输出技术 （Massive MIMO）已经不可逆转的成为下一代移动通信系统的中提升频谱效率的核心技术[2]。多输入输出技术(MIMO) 可以有效利用在收发系统之间的多个天线之间存在的多个空间信道，传输多路相互正交的数据流，从而在不增加通信带宽的基础上提高数据吞吐率以及通信的稳定性[3]。而Massive MIMO技术在此基础之上更进一步，在有限的时间和频率资源基础上，采用上百个天线单元同时服务多达几十个的移动终端(详见图1)，更进一步提高了数据吞吐率和能量的使用效率[2]。图1、一个典型的大规模多输入多输出阵列系统除了Massive MIMO的应用，5G另外一个关键技术就是高频段（毫米波）传输。传统移动通信系统，包括3G，4G移动通信系统，其工作频率主要集中在3GHz以下，频谱资源已经异常拥挤。而工作在高频段的通信系统，其可用的频谱资源非常丰富，更有可能占用更宽的连续频带进行通信，从而满足5G对信道容量和传输速率等方面的需求[1], [4]。因此，在2015年11月，世界无线电通信大会WRC-15，除了确定了470~694/698 MHz、1427~1518 MHz、3300~3700 MHz、以及4800~4990 MHz作为5G部署的重要频率之外，又提出了对24.25~86GHz内的若干频段进行研究，以便确定未来5G发展所需要的频段[1], [5]。但毫米波移动通信也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响等缺点。因此，高增益、有自适应波束形成和波束控制能力的天线阵列，自然成为5G在毫米波段应用的关键技术[6]。然而，考虑到上述系统、天线阵的实际应用场景和应用环境，带有Massive MIMO天线阵的5G基站建站时，由于实际空间受限，天线阵的体积不能很大。天线阵物理尺寸受限的情况下，多个天线单元之间的互相耦合、干扰，必然会造成天线性能的下降，主要表现在以下几个方面：（1）造成天线副瓣较高[7]，对阵列的波束扫描能力有较大的影响[8]；（2）由于天线单元之间互相的干扰，造成信噪比变差，进而直接影响数据吞吐率； （3）使得能够有效辐射的能量减少，造成天线阵增益降低，能量利用效率低下[8],[9]。
天线选择的关键参数 基站天线如同整个移动通信系统的触角,在通信过程中起着举足轻重的作用。选择基站天线时关键要以下的一些参数:1.天线增益: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场强的平方之比,即功率之比。增益一般与天线方向图有关,方向图主瓣越窄,后瓣、副瓣越小,增益越高。2.前后比:前后瓣最大电平之比,它用来描述定向特性。3.波束宽度:在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣,其中最大的瓣称为主瓣,其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度。或称为半功率(角)瓣宽。如下图所示:4.下倾角:指定向平板天线的下倾角度,主要用于控制干扰及增强覆盖。 5.极化:天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向,通常有垂直极化、水平极化、+ 45度倾斜的极化、- 45度倾斜的极化等极化方式。
5G系统的天线技术 这包括单个天线的设计以及系统层面上的技术，系统层面的上文有提到，例如多波束、波束成形、有源天线阵、Massive MIMO等。从具体天线设计来看，超材料为基础的概念发展出来的技术将会大有裨益。目前超材料已经在3G和4G上取得了成功，例如实现了小型化、低轮廓、高增益和款频段。第二个是，衬底或者封装集成天线。这些天线主要用在频率比较高的频段，也就是毫米波频段。虽然高频段的天线尺寸很小，但天线本身的损耗非常大，所以在终端上最好把天线和衬底集成或者更小的封装集成。第三个是电磁透镜。透镜主要应用于高频段，当波长非常小的时候，放上一个介质可以去到聚焦的作用，高频天线体积并不大，但是微波段的波长很长，这就导致透镜很难使用，体积会很大。 第四个是MEMS的应用。在频率很低的时候，MEMS可以用作开关，在手机终端，如果能对天线进行有效的控制、重构，就可以实现一个天线多用。

以下参数配合40-350PF双联可变电容器，配用2A7,6A7,6A8等电子管使用。中频频律465千周。 天线线圈为调谐回路之线圈，配合电容天线耦合，非电感耦合者耦合线圈。长波：150-400千周线圈管：1/2英寸天线线圈：英规36号线，蜂房绕422圈，线圈高度3/16英寸。振荡线圈：英规36号线，蜂房绕：栅极198圈，屏极60圈包围于栅极线圈之外。线圈高度3/16英寸。配用117PF垫整电容。中波：550千周-1.5兆周线圈管：1/2英寸天线线圈：英规30号线，蜂房绕116圈，线圈高度3/16英寸。振荡线圈：英规30号线，蜂房绕：栅极80圈，屏极30圈包围于栅极线圈之外。线圈高度3/16英寸。配用400PF垫整电容。中波：550千周-1.5兆周线圈管：7/8英寸天线线圈：英规32号线，平绕146圈。振荡线圈：英规32号线，平绕：栅极92圈，屏极20圈包围于栅极线圈之外。配用400PF垫整电容。短波：1.5-4兆周线圈管：7/8英寸天线线圈：英规30号线，平绕36.2圈。振荡线圈：英规30号线，平绕：栅极30.9圈，屏极12圈包围于栅极线圈之外。配用1070PF垫整电容。短波：4-10兆周线圈管：7/8英寸天线线圈：英规30号线，平绕10.1圈。振荡线圈：平绕：栅极9.7圈，英规30号线。屏极12圈，英规36号线。距离1/32英寸。配用2900PF垫整电容。短波：10-25兆周线圈管：7/8英寸天线线圈：英规20号线，平绕4.4圈。振荡线圈：平绕：栅极4.3圈，英规20号线。屏极6圈，英规36号线。距离1/32英寸。配用7300PF垫整电容。冰棍点评、提醒：以上是RCA手册记载，相信是准确的。中波线圈的绕法有2个，蜂房式和平绕，请选择使用。请严格配合垫整电容容量，对于长波和中波应选用陶瓷、薄膜半可变电容，对于短波应选用高精度优质云母、薄膜电容，以保证频率跟踪的效果和统调性能。以上特为2A7,6A7,6A8变频管设计。请用6K8等变频管的朋友注意：线圈可以配合6K8的使用，请适当降低振荡屏极电压和栅极电阻。请用1A2变频管的朋友注意：线圈完全配合1A2等变频管使用。请略微提高振荡屏栅极电压，略微加大振荡栅极电阻。请用6U1和6J8GT变频管的朋友注意：振荡线圈反用可以用于调屏振荡电路，请注意适当加大屏极负载电阻和减小栅极电阻，以防止啸叫。请用2A7,6A7,6A8短波大于20兆周频率运用的朋友注意：请在短波最高频率波段使用时，在第一栅极和第四栅极之间连接一个2PF左右的小电容器，以减轻在短波高频率波段运用时出现的空间电荷交联效应和震荡牵制效应，此电容需在短波最高频率波段校准。并且在短波运用2A7,6A7,6A8等时候，不要加入AGC，以减轻本机振荡频率互调。 个人经验,2A7电子管最好不要用于太高频率的变频，效率较低。本人曾用美国RCA-CUNNINGHAM 2A7和日本东芝Ut-2A7两种管子在短波运用到10米的波长，发现效率低、灵敏度也不高、工作亦不稳定
内置的参数多些，例如手握频便等指标，这类天线微航磁电做得多
天线既然是空间无线电波信号和电路中的交流电流信号的转换装置，必然一端和电路中的交流电流信号接触，一端和自由空间中的无线电波信号接触。因此，天线的基本参数可分两部分，一部分描述天线在电路中的特性（即阻抗特性）；一部分描述天线与自由空间中电波的关系（即辐射特性）；另外从实际应用方面出发引入了带宽这一参数。 描述天线阻抗特性的主要参数：输入阻抗。描述天线辐射特性的主要参数：方向图、增益、极化、效率。输入阻抗天线输入阻抗的意义在于天线和电路的匹配方面。当天线和电路完全匹配时，电路里的电流全部送到天线部分，没有电流在连接处被反射回去。完全匹配状态是一种理想状态，现实中，不太可能做到理想的完全匹配，只有使反射回电路的电流尽可能小，当反射电流小到我们要求的程度的时候，就认为天线和电路匹配。方向图天线方向图描述了天线在各个方向的辐射特性，包括辐射场在每个方向的强度、特点等。 一个天线可以看成是由很多个小的辐射元构成的，每个辐射元都向空间辐射电磁波。这些辐射元辐射的电磁波在有的方向相互叠加，辐射场变强了；有的方向相互抵消，辐射场变弱了。因此，普遍情况是天线在不同方向的辐射场强度都不同。