天線

? 把從導線上穿下來的電信號作為無線電發射到空間或收集無線電波并產生電信號。2G、3G、4G使用的是無源天線，本身不產生能量；5G使用的是有源天線。

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天線輻射電磁波的原理

? 導線載有交變電流時，可以形成電磁波的輻射，輻射能力與導線的長度和形狀有關。當導線長度增大到可與波長比擬時，導線上的電流就大大增加，因而就能形成較強的輻射。通常將上述能產生顯著輻射的直導線成為振子。如圖顯示振子開合角度與電磁波輻射能力的關系：

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dBd和dBi的區別

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半波振子

? 兩臂長度相等的振子叫做對稱陣子，也叫半波振子。其臂長 = 1/2波長。考慮到波長 = 光速 / 頻率，可知振子臂長與電磁波頻率成反比。

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全向天線

? 其發射的電磁波是水平方向360°，垂直方向僅一層，并不是全空間球形區域。此外還有板狀天線，輻射方向朝向一邊。

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天線增益

? 在某一方向的天線增益是該方向上它產生的場強的平方除以全向輻射器在該方向產生的場強的平方。全向輻射器是假設在所有方向上的輻射功率相等。

? 天線增益一般常用dBd和dBi兩種單位。dBi用于表示天線在最大輻射方向場強相對于全向輻射器的參考值；而相對于半波振子的天線增益用dBd表示。

? 天線增益dBi其實和dB值用法一樣，dBm加dBi值即增益。

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天線的方向性

? 天線的方向性是指天線向一定方向輻射電磁波的能力。對于接收天線而言，方向性表示天線對不同方向傳來的電磁波具有的接收能力。天線的方向性的特性曲線通常用方向圖來表示。

? 方向圖可用來說明天線在空間各個方向上所具有的發射或接收電磁波的能力。

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波束寬度

? 其實是角度不是長度，通常關心的是3dB的寬度，即信號峰值減弱3dB（強度折半）點之間的夾角。用于反映天線的波束輻射角度。

? 定向天線的3dB水平波束寬度一般是65°左右，全向天線則是360°，沒意義。而3dB垂直波束寬度一般都是10°左右，垂直波束寬度小則覆蓋盲區比較大（塔下黑）。

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全向天線增益與垂直波束寬度

? 天線增益與波束寬度成反比。

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天線極化

? 天線輻射的電磁場的電場方向就是天線的極化方向。基站天線通常使用線極化。以大地為基準面，電場矢量垂直于地面為垂直極化（VP），平行于地面為水平極化（HP）。

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雙極化天線

? 由彼此正交的兩根極化天線封裝在同一天線罩中組成，采用雙極化天線可大大減少天線數目，簡化天線工程安裝，降低成本，減少了天線占地空間，并且兩個天線的衰落不相關。通常使用+45°和-45°正交雙線極化。

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波束下傾

? 作用是控制覆蓋區域，減小干擾。可以通過機械下傾、電調下傾來實現。下傾角一般指機械下傾和電下傾之和。

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前后比

? 方向圖中，前后瓣最大電平之比。室外基站天線前后比一般應大于25dB比較好。

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駐波比 VSWR

? 當饋線和天線匹配時，高頻能量全部被負載吸收，饋線上只有入射波，沒有反射波。而當天線和饋線不匹配時，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時，負載就不能全部將饋線上傳輸的高頻能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回來形成反射波。VSWR越大，反射越大，匹配越差。一般要求駐波比小于1.5即可。

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旁瓣抑制與零點填充

? 旁瓣抑制是減小上旁瓣，防止干擾到其他區域的信號；零點填充是增強下旁瓣，增強本區域信號，減弱塔下黑情況。

圖片來自b站捻葉成劍

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【移动通信】天线原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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