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天线原理、性能参数以及分类

天线的原理要分两部分来说，⼀是发射天线，⼀是接收天线。发射天线简单说，就是通过⼀根

叫做天线“”的电极将天线与地之间形成的⾼频电场变成电磁波，从⽽能发射出去并传波到远⽅。

接收天线简单说，就是通过⼀根叫做天线“”的电极将空中传来的电磁波感应为电场，⽣成⾼频信

号电压，送到接收机进⾏信号处理。

天线的性能参数

1、⼯作频段（FrequencyRange）

⼯作频段：⽆论天线还是其他通信产品，总是在⼀定的频率范围（频带宽度）内⼯作，其取决

于指标的要求。通常情况下，满⾜指标要求的频率范围即可为天线的⼯作频率。⼯作频段的宽

度称为⼯作带宽，⼀般全向天线的⼯作带宽能达到中⼼频率的3-5%，定向天线的⼯作带宽能达

到中⼼频率的5-10%。

2、输⼊阻抗（InputImpedance）

输⼊阻抗：天线输⼊端信号电压与信号电流之⽐，称为天线的输⼊阻抗。⼀般移动通信天线的

输⼊阻抗为50Ω。输⼊阻抗与天线的结构、尺⼨以及⼯作波长有关，在要求的⼯作频率范围

内，使输⼊阻抗的虚部很⼩且实部相当接近50Ω，这是天线能与馈线处于良好的阻抗匹配所必

须。

3、电压驻波⽐（VSWR）

电压驻波⽐：天线的电压驻波⽐是把天线作为⽆耗传输线的负载时，在沿传输线产⽣的电压驻

波图形上，其最⼤值与最⼩值之⽐。驻波⽐的产⽣，是由于⼊射波能量传输到天线输⼊端并未

被全部吸收（辐射）产⽣的反射波迭加⽽形成的。VSWR越⼤，反射越⼤，匹配越差。在移动

通信系统中，⼀般要求驻波⽐⼩于1.5。

4、隔离度（Isolation）

隔离度代表馈送到双极化天线⼀个端⼝(⼀种极化)的信号在另外⼀个端⼝(另⼀种极化)中出现信

号的⽐例。

5、三阶互调（ThirdOrderIntermodulation）

三阶互调信号：是指两个信号在⼀个线性系统中，由于⾮线性因素存在使⼀个信号的⼆次谐波

与另⼀个信号的基波产⽣差拍（混频）后的寄⽣信号。互调现象就是由频带外的两个或多个载

波频率混频后落在频带内的新的频率分量，造成系统性能下降的现象

6、功率容量（PowerCapacity）

功率容量：天线的功率容量是指按规定的条件在规定的时间周期内可连续地加到天线上⽽⼜不

致降低其性能的最⼤连续射频功率。

7、增益（Gain）

天线在某⼀规定⽅向上的辐射功率通量密度与参考天线（通常采⽤理想点源）在相同输⼊功率

时最⼤辐射功率通量密度的⽐值；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。天线增益越⾼，⽅向性越好，能量越集中，波瓣越窄。

8、⽔平/垂直半功率波瓣宽度（H/V-PlaneHalfPowerBeamWidth）

在功率⽅向图的主瓣中，把相对最⼤值辐射⽅向功率下降到⼀半处或⼩于最⼤值3dB的两点之间

的波束宽度夹⾓称为半功率波瓣宽度。⽔平⾯的半功率波束宽度叫⽔平⾯波束宽度；垂直⾯的

半功率波束宽度叫垂直波束宽度。

9、电下倾⾓（ElectricalDownTilt）

电下倾⾓是指通信天线的垂直辐射⾯上最⼤辐射指向与天线法线的夹⾓。通信天线根据是否⽀

持电下倾调节分为固定下倾天线和电调天线：固定下倾天线是指根据⽆线覆盖需求对天线辐射

单元阵列进⾏幅度和相位的赋形产⽣的固定下倾⾓天线；⽽电调天线是指通过移相单元改变阵

列中不同辐射单元的相位差，从⽽产⽣不同辐射主瓣下倾状态，通常电调天线的下倾状态仅在

⼀定的可调⾓度范围内。

10、前后⽐（Front-to-BackRatio）

天线的前后⽐是指主瓣的最⼤辐射⽅向（规定为0°）的功率通量密度与相反⽅向附近（规定为

180°±30范围内）的°最⼤功率通量密度之⽐值F/B=10log(前后功率/后向功率)。

11、旁瓣抑制与零点填充（ElevationUpperSidelobesNullFill）

①旁瓣抑制：主瓣在垂直⾯⽅向上（即往天顶⾓正向⽅向）的旁瓣叫做上旁瓣。基站天线为了覆

盖效果，通常会在⽹络规划中对天线采⽤⼀定的机械下倾。这样可能导致天线的第⼀（或⼀定

⾓度范围内）上旁瓣可能处于⽔平位置甚⾄低于⽔平位置，就容易造成邻区⼲扰，因此，需对

其进⾏抑制，即上旁瓣抑制。上旁瓣不仅浪费了天线辐射的能量，⽽且会对相邻⼩区特别是相

邻⼩区的⾼层建筑形成⼲扰，所以上旁瓣应该尽量抑制，尤其是能量较⼤的第⼀上旁瓣。

②点填充：是指在天线的垂直⾯内，下旁瓣第⼀零点采⽤波束赋形设计加