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如何预防天线质量问题&提升网络效率创新解决方案的探讨----山西联通技术交流京信通信2016年10月目录Contents04关于京信02天线质量分析、选型及安装01天线原理及指标对网络质量的影响03分场景应用及创新天馈解决方案一、天线原理及指标对网络质量的影响uEHOxyz~将组成传输线的两个导体的末端反向折弯，两个导体在折弯部分的电流变成了同相，从而形成开放场，将信号辐射出去。天线的辐射原理电磁波是一种震荡的信号，在特定频率下以波的形式传播能量。在传播过程中，电场和磁场在空间中相互垂直，且都垂直于传播方向。••z正交特性电生磁、磁生电空间中任何位置同时存在电场/磁场天线的原理及作用电磁波传播原理一、天线原理及指标对网络质量的影响多径传播电磁波在传播过程中，除直接传播外，遇到障碍物（例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物），还会产生透射、反射和绕射。因此，到达接收天线的电磁波，不仅有直射波和透射波，还有反射波和绕射波，这种现象就叫多径传播。多径传播效应：由于多径传播使得信号场强分布复杂化，波动很大；也由于多径传播的影响，会使电波的极化方向发生变化（扭转）。因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减弱。为降低多径传播效应的影响，一般采用空间分集或极化分集来接收。极化扭转：图示：①直射波②反射波③透射波④绕射波电磁波传播特性一、天线原理及指标对网络质量的影响绕射传播电波在传播途径上遇到障碍物时，总会力图绕过障碍物，再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。信号质量受到影响的程度不仅和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度有关，还和频率有关，频率越低，绕射能力越强；频率越高，绕射能力越弱。因此，选择基站场地以及架设天线时，一定要考虑到绕射传播可能产生的各种不利影响。（要点：靠近天线处的水平/垂直主波束±10dB内无遮挡）电磁波传播特性一、天线原理及指标对网络质量的影响天线性能直接决定网络的覆盖效率和覆盖效果天线性能和质量直接影响用户的感知度天线质量直接决定网络的可靠性和稳定性天线是整个系统中唯一与周围环境有耦合关系的单点失效设备，对无线通信网络质量具有一票否决的关键作用。天线的使用环境严酷，质量问题排查难度大，产品更换成本高。天线的重要性一、天线原理及指标对网络质量的影响天线作用能量转化追求高效率三维立体空间精确覆盖满足特定空间分布要求——对于有覆盖需求的区域进行均匀覆盖，易引发干扰的区域进行信号抑制。天线的作用一、天线原理及指标对网络质量的影响天线辐射参数对网络性能的影响增益覆盖距离的远近水平面半功率波束宽度前向方位面上的精确覆盖±60度边缘功率下降前向方位面上（扇区间）的精确覆盖垂直面半功率波束宽度电下倾角精度前向俯仰面上的精确覆盖极化一致性交叉极化比极化分集接收增益上旁瓣抑制前向越区干扰的抑制前后比后向越区干扰的抑制辐射参数天线方向图及各辐射参数天线参数对网络性能的影响一、天线原理及指标对网络质量的影响天线电路参数对网络性能的影响驻波比反映功率损失指标之一隔离度反映某发射通道对相邻通道驻波抬升的影响三阶交调下行对上行系统的干扰水平三阶交调指标是反映基站天线厂家设计、工艺、来料控制、生产管理等综合水平的重要指标之一。移动通信系统下行频段Tx(MHz)上行频段Rx(MHz)三阶交调频段(MHz)五阶交调频段(MHz)结论联通GSM900954~960909~915948~966942~972三阶、五阶都不落入到Rx频段联通GSM18001840~18501745~17551830~18601820~1870三阶、五阶都不落入到Rx频段联通LTE1.8G1830-18591735-17641801~18881772~1917三阶、五阶都不落入到Rx频段联通WCDMA2130~21451940~19552115~21602100~2175三阶、五阶都不落入到Rx频段一、天线原理及指标对网络质量的影响电路参数天线参数对网络性能的影响电压驻波比（VSWR）：为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。当天线端口没有反射时，就是理想匹配，驻波比为1；当天线端口全反射时，驻波比为无穷大。减小的天线辐射功率VSWR回波损耗(dB)反射功率％等效插损(dB)3.06.025%1.252.09.511%0.51.811.08.0%0.361.514.04.0%0.171.415.52.8%0.121.317.51.7%0.071.221.00.8%0.03驻波比：是天线高效率辐射的基本指标要求一、天线原理及指标对网络质量的影响电路参数天线参数对网络性能的影响目录Contents04关于京信02天线质量分析、选型及安装01天线原理及指标对网络质量的影响03分场景应用及创新天馈解决方案六大核心部件：辐射单元、馈电网络、反射板、封装平台、安装件、RCU。安装件封装平台端盖、天线罩馈电网络接头、同轴电缆移相器、功分器辐射单元反射板RCU二、天线质量分析、选型及安装天线质量分析：电调天线核心关键部件2、辐射单元要素：方案类型、材质、表面工艺影响：整体性能3、馈电网络要素：方案类型，特别是移相器输出端口数量影响：整体性能，移相器端口数越多，越有利于上副瓣控制4、天线罩要素：材质、厚度影响：结构强度、使用寿命1、反射板要素：材质、厚度影响：结构强度、可靠性、稳定性天线质量分析：电调天线核心关键部件天线的性能保障四大要素：设计、工艺、物料、检测。二、天线质量分析、选型及安装天线质量分析：辐射单元辐射单元压铸辐射单元PCB印刷辐射单元钣金辐射单元贴片辐射单元图例特点分析一体化成形，模块化程度高，尺寸稳定性好；表面电镀，抗老化性能好；三维结构，设计自由度高，易获取优越的电性能指标；样品加工难度大，投入大；设计周期长，模具费用高。PCB板材和结构件拼装组成；PCB需加涂层提升抗氧化性；二维半结构，整体设计自由度受限，PCB线路加工精度高；样品加工便捷，投入小；设计周期短，模具费用低；优质板材成本较高。多个零件拼装组成，振子整体尺寸精度是控制难点；根据材质选择表面处理方式；二维半结构，整体设计自由度受限，加工精度较高；样品加工投入较小；设计周期较长，模具费用较高，多采用连续钣金模具。多个零件拼装组成，主要通过塑料件保持振子整体尺寸精度和结构稳定性；多采用铝材，表面酸洗、导电氧化和钝化处理；二维结构，设计自由度低，带宽受限；样品加工便捷，投入小；设计周期短，模具费用低。质量控制要点尺寸精度；表面电镀质量。PCB板材和结构支撑件拼装的相对位置精度；基材质量，介电常数稳定性；辐射单元整体结构稳定性。辐射单元各组成部分的尺寸精度和相对位置精度；板材的质量和强度；表面处理质量。塑料件的尺寸精度、结构强度和抗老化性能；馈电方式及馈电片与振子的相对位置精度。二、天线质量分析、选型及安装馈电网络同轴电缆馈电网络PCB微带线馈电网络空气微带线馈电网络图例特点分析加工精度高，幅度和相位分配精度高，尺寸稳定性好，批量一致性好；设计自由度一般，辐射泄漏极低；焊点多，焊接质量控制是关键；布线工艺较复杂。加工精度高，幅度和相位分配精度高，尺寸稳定性好，批量一致性好；设计自由度大，辐射泄漏较大，可增加盖板整体屏蔽，此时则衍变为PCB带状线馈电网络；PCB与反射板需绝缘处理；优质板材成本较高。多个零件拼装组成，网络与反射板之间的距离精度要求高，且主要通过塑料件和孔位精度配合保持尺寸精度和结构稳定性，受反射板变形影响大，导致幅度和相位分配精度低，尺寸稳定性差，批量一致性差；设计自由度较大，辐射泄漏大，可增加盖板整体屏蔽，此时则衍变为空气带状线馈电网络。质量控制要点电缆质量，特别是传输速率的稳定性；电缆切割精度控制；焊接质量；布线工艺。基材的质量，特别是介电常数稳定性和三阶互调；PCB与反射板绝缘处理；表面涂覆的质量。网络与反射板之间的距离精度：塑料件的尺寸精度、结构强度和抗老化性能，反射板强度；反射板和网络上的N个孔位的相对位置精度。天线质量分析：馈电网络二、天线质量分析、选型及安装通过移动耦合金属导体以改变传输线的物理长度，从而实现传输相位改变；耦合缝隙尺寸精度及稳定性对幅度、相位、驻波比等电性能影响很大，是质量控制的重点和难点；金属移动过程中，易产生互调，控制难度大。移动部件为金属移动部件为介质通过移动介质以改变信号在媒介中的传输速度，从而实现传输相位改变；介质板相对介电常数稳定性是质量控制的重点和难点；介质移动过程中不会产生新的互调干扰。行业最新技术可实现外导体一体化拉挤成型，免去金属间连接，无螺钉。腔体的尺寸精度；移动馈片的平整度及表面镀层处理；固定馈片的平整度及表面镀层处理；耦合缝隙的尺寸精度及稳定性；耦合缝隙的功率容限和高功率打火现象控制；盖板与腔体等金属间连接紧密性，如螺钉紧固、焊接；移相过程中的拉力或扭矩控制。腔体的尺寸精度；介质板介电常数稳定性、尺寸精度及平整度；固定馈片的平整度及表面镀层处理；如采用盖板+腔体的设计结构，需控制好金属间连接紧密性，如螺钉紧固、焊接；移相过程中的拉力或扭矩控制。特点分析质量控制要点天线质量分析：馈电网络----移相器二、天线质量分析、选型及安装天线质量分析：反射板铝板镀锌钢板特点分析良好的导电性能、机械强度和抗腐蚀能力；具有良好的互调特性；通过加强筋设计可以增加反射板强度质量控制要点板材机械性能、材质及厚度；折弯角度、孔位等尺寸控制精度。特点分析良好的导电性能、机械强度，镀锌后具有一定的抗腐蚀能力；互调特性差；成本低，是相同性能铝板价格的40%～50%；通过加强筋设计可以增加反射板强度。质量控制要点板材机械性能、材质及厚度；折弯角度、孔位等尺寸控制精度；切口处的防锈处理。二、天线质量分析、选型及安装天线质量分析：天线罩PVC天线罩玻璃钢天线罩特点分析介电常数相对较低；重量较轻，防水性能好；机械强度、耐温及抗老化性能较差；如何防范外罩受力变形，压迫罩内零件导致机械损伤是设计和管理难题；不符合REACH环保要求；成本低。质量控制要点介电常数稳定性；机械强度、耐温及抗老化性能；防范外罩受力变形，压迫罩内零件导致机械损伤。特点分析重点和难点；重量较重,防水性能是控制重点和难点；强度、抗冲击、耐温及抗老化性能好；成本高。质量控制要点介电常数稳定性；机械强度；防水性能。二、天线质量分析、选型及安装TopViewBottomViewOverviewApplicationView分类质量控制要点硬件部分电机扭力与精度：选用大减速比步进电机，保证输出力矩和控制精度；可控制性：四相驱动，双反馈信号，保证可靠的驱动性能和闭环控制性能；环境可靠性：保证在-40～﹢65℃环境下正常工作，48小时盐雾不生锈。控制主板元件可靠性：主板上所有器件选用国内外知名厂商，确保元件性能；模块稳定性：模块化设计，采用无铅高温焊接，保证主板稳定性与一致性；防雷击：主板设计需有防雷击浪涌电路，确保主板在遭雷击情况下仍然正常工作。整机防护性气密性：整机防护等级设计需满足IP65的防护等级，需采用气压计验证产品气密性；防腐蚀性：整体需满足96小时盐雾，确保在沿海或者高盐度区域正常工作；安规：通过欧盟安防标准CE测试，保证产品可靠性以及环保要求。软件部分IOT兼容性能够与不同主设备互联互通电机控制模块天线质量分析：RCU二、天线质量分析、选型及安装材料成份、表面处理、尺寸类检测关键设备材料电性能检测关键设备材料力学性能检测关键设备可靠性和环境性能检测关键设备电子元器件类物料检验关键设备直读光谱分析仪镀层厚度测试仪金相显微镜RoHS测试仪二次元光学测量仪三坐标测量仪高倍放大镜网络分析仪互调测试仪阻抗测试仪耐压测试仪大功率试验设备插拔力试验机电子式万能试验机高低温交变试验箱紫外线老化试验箱盐雾试验箱正弦振动试验台模拟风载试验台HALT试验箱扫描电镜（含能谱
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本文标题：天线理论基础知识
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