CDMA基础知识

CDMA基础知识

目 录

第1章 CDMA原理 ..................................................................................................................... 1 1.1 扩频通信基本原理 ............................................................................................................. 1

1.1.1 扩频通信的理论基础 ................................................................................................. 1 1.1.2 扩频与解扩频过程..................................................................................................... 1 1.1.3 处理增益与抗干扰容限.............................................................................................. 2 1.1.4 扩频通信技术特点..................................................................................................... 3 1.2 CDMA关键技术................................................................................................................. 4

1.2.1 统一频率复用............................................................................................................ 4 1.2.2 功率控制................................................................................................................... 5 1.2.3 软切换 ...................................................................................................................... 6 1.2.4 分集接收技术............................................................................................................ 6 1.3 1xEV-DO的关键技术.......................................................................................................... 6

1.3.1 反向链路功率控制..................................................................................................... 6 1.3.2 反向链路速率控制..................................................................................................... 7 1.3.3 前向链路调度策略..................................................................................................... 7 1.3.4 前向链路虚拟软切换 ................................................................................................. 7 1.3.5 自适应调制编码技术 ................................................................................................. 8 1.3.6 R-P会话的建立.......................................................................................................... 8 1.4 CDMA系统常用频谱及频点计算 ........................................................................................ 8 第2章 1xEV-DO原理 ................................................................................................................13 2.1 1xEV-DO高速分组数据业务 ..............................................................................................13 2.2 1xEV-DO高速分组数据业务网络模型 ................................................................................13 2.3 1x与1xEV-DO的主要区别 ................................................................................................14 第3章 防雷接地 .........................................................................................................................17 3.1 雷电的主要特点和分类 .....................................................................................................17

3.1.1 雷电的主要特点 .......................................................................................................17 3.1.2 雷电的分类 ..............................................................................................................18 3.2 雷电的主要破坏形式.........................................................................................................18

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3.2.1 直击雷..................................................................................................................... 18 3.2.2 感应雷..................................................................................................................... 19 3.2.3 地电位反击.............................................................................................................. 19 3.3 防雷系统的基本原理和常用方法....................................................................................... 20

3.3.1 防雷系统的基本原理................................................................................................ 20 3.3.2 防雷区的划分 .......................................................................................................... 22 3.3.3 滚球法的使用 .......................................................................................................... 23 3.3.4 常用方法 ................................................................................................................. 24

第4章 天馈系统 ........................................................................................................................ 29 4.1 天线基本知识................................................................................................................... 29

4.1.1 基本概念 ................................................................................................................. 29 4.1.2 天线类型 ................................................................................................................. 31 4.2 天馈系统结构................................................................................................................... 33

4.2.1 主馈线系统部件组成及基本技术指标 ....................................................................... 33 4.2.2 GPS天馈系统部件组成及基本技术指标 .................................................................... 37 4.2.3 合路器/功分器 ......................................................................................................... 38

附录A SiteMaster的使用 ............................................................................................................ 45 A.1 选择频率范围的方法 ....................................................................................................... 45 A.2 SiteMaster的校验的方法 ................................................................................................... 45 A.3 馈线参数输入的方法 ....................................................................................................... 45 A.4 测试仪表的连接 .............................................................................................................. 46 A.5 SWR的测量 ..................................................................................................................... 46 A.6 DTF测量 ......................................................................................................................... 47 附录B GPS接收机的使用 ........................................................................................................... 49 B.1 GPS系统概述................................................................................................................... 49

B.1.1 GPS发展历史 .......................................................................................................... 49 B.1.2 GPS系统构成 .......................................................................................................... 49 B.1.3 GPS定时定位原理 ................................................................................................... 51 B.1.4 GPS C/A码误差来源及服务精度 .............................................................................. 52 B.2 GPS12C/GPS12XLC .......................................................................................................... 53

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B.2.1 GPS12C/GPS12XLC面板按键名称及功能 .................................................................53 B.2.2 基本操作 .................................................................................................................54 B.2.3 导航操作 .................................................................................................................56 B.2.4 功能设定 .................................................................................................................57 B.2.5 性能指标 .................................................................................................................58 B.2.6 屏上字母缩写的含义................................................................................................58 B.3 GPS II ...............................................................................................................................59 B.4 GPS III..............................................................................................................................59 附录C DISTO classic激光测距仪的使用......................................................................................61 C.1 面板按键..........................................................................................................................61 C.2 各键功能介绍...................................................................................................................61 附录D 坡度仪的使用 ..................................................................................................................65 附录E 指南针的使用 ..................................................................................................................67 E.1 指南针的原理 ...................................................................................................................67 E.2 指南针的结构 ...................................................................................................................67

E.2.1 军用指南针的基本结构 ............................................................................................67 E.2.2 荧光点.....................................................................................................................68 E.2.3 反光镜.....................................................................................................................69 E.2.4 DQY-1型指南针的基本结构......................................................................................69 E.3 指南针的主要功能和使用方法 ..........................................................................................70

E.3.1 测定方位 .................................................................................................................70 E.3.2 测量距离 .................................................................................................................71 E.3.3 行军时间及速度计算................................................................................................72 E.3.4 测定斜面的坡度（俯仰角度）..................................................................................72 E.3.5 测量目标概略高度 ...................................................................................................73 E.3.6 DQY-1型指南针主要功能 .........................................................................................73 E.4 应用：天线方位角的定位方法和下倾角测量 .....................................................................74

E.4.1 规划选点中确定扇区天线的方位角...........................................................................74 E.4.2 优化中测量已安装天线的方位角 ..............................................................................74 E.4.3 天线下倾角的粗略测量 ............................................................................................75

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E.5 应用：指南针与地图的配合使用 ...................................................................................... 75

E.5.1 利用指南针探知现在所在位置的步骤....................................................................... 76 E.5.2 用指南针探知前进的方向 ........................................................................................ 76 E.6 指南针使用的注意事项 .................................................................................................... 76 E.7 密位的概念 ...................................................................................................................... 77

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第1章 CDMA原理

? 知识点

? 介绍扩频通信基本原理 ? 介绍CDMA的关键技术

? 介绍CDMA常用频段及频点计算公式

1.1 扩频通信基本原理

扩频通信技术，即扩展频谱通信（Spread Spectrum Communication），它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。

1.1.1 扩频通信的理论基础

扩频通信的基本思想和理论依据是香农（Shannon）公式。 香农在信息论的研究中得出了信道容量的公式：

C?B?log2(1?SN)

C：信道容量，单位bit/s；B：信号频带宽度，单位Hz；S：信号平均功率，单位W；N：噪声平均功率，单位W。

这个公式指出：如果信道容量C不变，则信号带宽B和信噪比S/N是可以互换的。只要增加信号带宽，就可以在较低的信噪比的情况下，以相同的信息速率来可靠地传输信息。甚至在信号被噪声淹没的情况下，只要相应地增加信号带宽，仍然能保持可靠的通信。也就是说，可以用扩频方法以宽带传输信息来换取信噪比上的好处。

1.1.2 扩频与解扩频过程

扩频通信技术是一种信息传输方式：在发送端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必需的带宽；在接收端采用相同的扩频码进行相干解调来恢复所传信息数据。

下图表明了整个扩频与解扩频过程。

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发送端S(f)S(f)信号信号f0B1扩频前的信号频谱S(f)ff0B2扩频后的信号频谱f接收端S(f)干扰噪声信号干扰噪声信号f0B2解扩频前的信号频谱ff0B1解扩频后的信号频谱f

图1.1-1 扩频与解扩频过程

1． 信息数据经过常规的数据调制，变成窄带信号（假定带宽为B1）。 2． 窄带信号经扩频编码发生器产生的伪随机编码（PN码：Pseudo Noise Code）

扩频调制，形成功率谱密度极低的宽带扩频信号（假定带宽为B2，B2远大于B1）。窄带信号以PN码所规定的规律分散到宽带上后，被发射出去。 3． 在信号传输过程中会产生一些干扰噪声（窄带噪声、宽带噪声）。 4． 在接收端，宽带信号经与发射时相同的伪随机编码扩频解调，恢复成常规

的窄带信号。即依照PN码的规律从宽带中提取与发射对应的成份积分起来，形成普通的窄带信号。再用常规的通信处理方式将窄带信号解调成信息数据。干扰噪声则被解扩成跟信号不相关的宽带信号。

1.1.3 处理增益与抗干扰容限

扩频通信系统有两个重要的概念：处理增益、抗干扰容限。

处理增益表明扩频通信系统信噪比改善的程度，是系统抗干扰的一个性能指标。

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第1章 CDMA原理

一般把扩频信号带宽W与信息带宽?F之比称为处理增益Gp，即：

Gp?W?F.

理论分析表明，各种扩频通信系统的抗干扰性能与信息频谱扩展前后的扩频信号带宽比例有关。

仅仅知道了扩频通信系统的处理增益，还不能充分说明系统在干扰环境下的工作性能。因为系统的正常工作还需要：在扣除系统其他一些损耗之后，保证输出端有一定的信噪比。所以我们引入抗干扰容限MJ，其定义如下：

MJ?Gp?[(SN)o?Ls]

式中（

SN)o=输出端的信噪比

Ls=系统损耗

1.1.4 扩频通信技术特点

扩频通信技术具有以下特点： 1． 抗干扰能力强

在扩频通信技术中，在发送端信号被扩展到很宽的频带上发送，在接收端扩频信号带宽被压缩，恢复成窄带信号。干扰信号与扩频伪随机码不相关，被扩展到很宽的频带上后，进入与有用信号同频带内的干扰功率大大降低，从而增加了输出信号/干扰比，因此具有很强的抗干扰能力。抗干扰能力与频带的扩展倍数成正比，频谱扩展得越宽，抗干扰的能力越强。 2． 可进行多址通信

CDMA扩频通信系统虽然占用了很宽的频带，但由于各网在同一时刻共用同一频段，其频谱利用率高，因此可支持多址通信。 3． 保密性好

扩频通信系统将传送的信息扩展到很宽的频带上去，其功率密度随频谱的展宽而降低，甚至可以将信号淹没在噪声中，因此，其保密性很强。要截获、窃听或侦察这样的信号是非常困难的。除非采用与发送端所用的扩频码且与之同步后进行相关检测，否则对扩频信号的截获、窃听或侦察无能为力。

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4． 抗多径干扰

在移动通信、室内通信等通信环境下，多径干扰非常严重。系统必须具有很强的抗干扰能力，才能保证通信的畅通。扩频通信技术利用扩频所用的扩频码的相关特性来达到抗多径干扰，甚至可利用多径能量来提高系统的性能。

当然，扩频通信还有很多其他优点。例如：精确地定时和测距、抗噪音、功率谱密度低、可任意选址等。

1.2 CDMA关键技术

本节介绍了CDMA的关键技术，包括统一频率复用、功率控制、软切换和分集接收技术。

1.2.1 统一频率复用

传统的频率复用方式（FDMA和TDMA制式的复用方式）如图1.2-1所示。

f2f7f1f6f2f7f1f6f5f4f3f5f4f3 图1.2-1 传统的频率复用方式

传统的方法是将无线管理部门所分配的频带划分为7个子频带（图中用f1，f2，f3，f4，f5，f6，f7表示），供不同的小区使用。每个小区被表示成一个六边形。相邻小区不重复使用相同的频率。

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第1章 CDMA原理

频率复用的理论依据是：微波在地面上的传输功率的衰减大约是距离的4次幂。也就是说无线信号的传输损耗非常大，非常快。一定功率发射的信号在一段距离后，不会对距离外的相同频率造成干扰。

CDMA仍然采用传统的蜂窝覆盖，但每个小区使用相同的频率（或称为载频），如图1.2-2所示。

f1f1f1f1f1f1f1f1f1f1f1f1f1f1 图1.2-2 CDMA频率复用方式

cdma2000 1x中，每个载频的带宽是1.25MHz，所有小区中的所有用户使用相同的载频通信。由于频率统一，每个用户对于其它的用户来说是一个干扰。系统通过一种长度为215－1的伪随机码（一种PN码，又称为短码）来区分不同小区，通过walsh码来区分不同的信道，通过一种长度为242－1的PN码（又称为长码）来区分来自不同终端的信道。

由于统一的频率复用，用户之间的信号互相干扰。对每用户的信道资源的定位是能量（功率），降低功率即可降低干扰，增加容量。因此对于CDMA系统，功率控制尤其显得重要。

1.2.2 功率控制

如果小区中的所有用户均以相同功率发射，则靠近基站的移动台到达基站的信号强；远离基站的移动台到达基站的信号弱，导致强信号掩盖弱信号。在CDMA系统中某个用户信号的功率较强，对该用户的信号被正确接收是有利的，但却会增加对共享频带内其它的用户的干扰，甚至淹没有用信号，结果使其它用户通信质

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量劣化，导致系统容量下降。为了克服这个问题，必须根据通信距离的不同，实时地调整发射机所需的功率，这就是“功率控制”。

1.2.3 软切换

软切换是CDMA移动通信系统所特有的。其基本原理如下：当移动台处于相邻BTS之间区域时，移动台在维持与源BTS无线连接同时，又与目标BTS建立无线连接，之后再释放与源BTS的无线连接。发生在同一个BSC控制下的同一个BTS间的不同扇区间的软切换又称为更软切换。

1.2.4 分集接收技术

在频带较窄的调制系统中，如果采用模拟的FM调制的第一代蜂窝电话系统，多径的存在导致严重的衰落。

在CDMA调制系统中，不同的路径可以各自独立接收，从而显著的降低多径衰落的严重性。但多径衰落并没有完全消除，因为有时仍会出现解调器无法独立处理的多路径，这种情况导致某些衰落现象。

分集接收是减少衰落的好方法。它充分利用传输中的多径信号能量，把时域、空域、频域中分散的能量收集起来，以改善传输的可靠性。

分集接收有三种类型：时间分集、空间分集、频率分集，它们在CDMA中都有应用。

1.3 1xEV-DO的关键技术

本节介绍了1xEV-DO系统使用的一些关键技术。

1.3.1 反向链路功率控制

功率控制是最大化系统容量的基础。在1xEV-DO系统中，由于前向功率恒定，不存在功率控制的问题。功率控制主要应用于反向链路。

反向链路功率控制的目的是：在最小化干扰的同时，对AT的输出功率加以控制，以保持高质量反向数据链路。当平均每个用户的反向链路信噪比（SNR）为可接受性能所需的最小值时，得到的容量最大。

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第1章 CDMA原理

1.3.2 反向链路速率控制

在1xEV-DO标准中，AT的反向速率可以在9.6 kbit/s到307.2 kbit/s之间由AT自由调节。系统必须有一种方法控制反向链路的负荷，防止同一个扇区有太多的用户使用高的速率向AN发射，从而导致所有的AT都不可用。前向链路TDM 1xEV-DO前向链路不同于1x，它采用TDM（时分复用）的方式服务所有AT，在同一扇区下一个时隙只能服务一个用户。

像IS-95/1x一样，1xEV-DO的前向导频信道帮助AT完成系统捕获和解调制过程中的信道估算。

在1xEV-DO系统中，由AT决定为它服务的扇区和此扇区可支持的最大速率。所有这些都是通过测量前向导频质量，估算AT所在环境的无线信道质量来进行的。由于所有BTS都同时发送导频，并且以全功率发送，所以AT可以计算出精确的导频强度，快速反映每个BTS的信号和干扰。

1.3.3 前向链路调度策略

为了保证能提供给用户最高的业务速率，AT（接入终端）根据测得AN（接入网络）的C/I值请求最佳数据速率。AN根据AT的请求，利用调度算法决定不同用户获得的服务。

调度算法的目的是最大化系统吞吐量，同时在用户之间保证公平。由于无线环境的复杂性，用户告诉系统其通过DRC信道可接收的最高数据速率。如果系统想要达到最大吞吐量，则向上报DRC Value最大的AT发送数据。但是，这时其它用户则得不到系统的服务，因此调度算法的目的是平衡吞吐量和公平性。

1.3.4 前向链路虚拟软切换

1xEV-DO的切换控制除了跟1x系统一样，支持各种软/更软切换，1xEV-DO还引入了一种新模式的切换：前向虚拟切换（Virtual Handoff）。

所谓前向虚拟切换是指在终端的有效集内，在任何一个时刻只有一个扇区在前向信道上给终端发送数据。终端可以根据接收的各导频信号的好坏，使用DRC信道中的DRC Cover指定期望发送数据的扇区。网络中所有有效集内的扇区都在监听该终端的反向信道，根据收到的DRC信道，网络决定哪一个扇区是该终端的服务扇区（Serving Sector）。

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前向虚拟切换过程中，终端与网络没有任何信令消息的交换，整个切换过程非常快，而且在切换持续期间，任何时候只占用一个扇区的前向空中资源，这些都极大地增强了前向信道的利用率。

1.3.5 自适应调制编码技术

根据前向射频链路的传输质量，AT可以要求9种数据速率，最低为38.4kbit/s，最高为3.1Mbit/s 。在1.25MHz的载波上能传输如此高速的数据，其原因是采用了高阶调制解调并结合了纠错编码技术。

1.3.6 R-P会话的建立

在1xEV-DO网络中，选路不需要国际移动用户识别符和移动识别号码（IMSI/MIN），所以1xEV-DO AT不需要提前分配IMSI/MIN。对于R-P会话在BSC和PDSN之间的切换需要另外的解决方案。为了成功地在同一个PDSN的BSC（PDSN内部，BSC之间）之间传送会话，AT的IMSI应该一样。 由于AT没有IMSI，当BSC在AT和PDSN之间开始一个会话时，就给AT分配一个IMSI。在1xEV-DO的标准中，引入了一个新的接口A12。它是BSC和AN-AAA服务器之间的接口。 AN-AAA有两个功能： 1． 完成对AT的鉴权。

2． 在它的鉴权接受消息中向BSC返送一个IMSI值，这个IMSI用于BSC与

PDSN建立R-P会话。

如果1xEV-DO网络中未部署AN-AAA服务器，BSC必须用其它的专用方法为AT分配IMSI，但必须保证IMSI在整个网络中是唯一的。没有AN-AAA服务器时，不能完成1xEV-DO BSC和1x BSC之间的R-P会话切换，AT只能依靠移动IP来保持它的IP地址在穿过网络边缘时不变。部署AN-AAA有利于快速切换和改善AT通过网络边缘时的性能。

系统的一个重要分支，到目前为止依然局限在专业移动通信领域中应用。

1.4 CDMA系统常用频谱及频点计算

在CDMA系统中，已知系统使用的频点后，根据频点计算公式得到对应的具体频率，该频率就是系统使用的频带的中心频率，然后在该中心频率上下加减0.625MHz，就是该频点对应使用的频带。

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第1章 CDMA原理

对于CDMA常用的450M、800M和1.9G频段，根据细分的频段，频点和频率之间有不同的换算关系，具体可以参见IS-97标准，下面给出的是常用频段的换算关系。 1． 450M

目前主要使用的是A段，常用频谱范围为： 上行频段： 450MHz~458MHz； 下行频段： 460MHz~468MHz； 上下行固定相差10MHz。

频点换算成频率（中心频率）的公式为： 基站收（上行）： 450.00+0.025（N-1）（MHz） 基站发（下行）： 460.00+0.025（N-1）（MHz）

450M系统推荐使用的频点如表1.4-1所示，450M频段的划分如图1.4-1所示。

表1.4-1 450M系统推荐使用的频点

上行频段（MHZ） 下行频段（MHZ） 160频点范围 453.35~454.60 463.35~464.60 210频点范围 454.60~455.85 464.60~465.85 260频点范围 455.85~457.10 465.85~467.10 9

图1.4-1 450M频段划分

2． 800M

商用系统中，800M CDMA系统常用频段为： 上行频段范围 825~835M； 下行频段范围 870~880M； 上下行固定相差45M。

频点换算成频率（中心频率）的公式如表1.4-2所示，800M频段的划分如 图1.4-2所示。

表1.4-2 800M系统频点计算公式

发射机 移动台 CDMA信道号 1 ? N ? 799 991 ? N ? 1023 基站 1 ? N ? 799 991 ? N ? 1023 CDMA频率指配（MHz） 0.030 N + 825.000 0.030（N-1023） + 825.000 0.030 N + 870.000 0.030（N-1023） + 870.000 10

第1章 CDMA原理

图1.4-2 800M频段划分

3． 1.9G

1.9G CDMA商用系统常用频段为： 上行频段范围 1890~1905M； 下行频段范围 1970~1985M。 频点换算成频率的公式为：

基站收（上行）：1850.00+0.05N（MHz） 基站发（下行）：1930.00+0.05N（MHz） 1.9G频段的划分如图1.4-3所示。

图1.4-3 1.9G频段划分

1x EV-DO系统与1x系统使用不同的载频传送业务数据，但频带宽度与1x的相同，即1xEV-DO独占一个1.25MHz载频，只传送数据。频率划分及频点计算与1x的相同。

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第2章 1xEV-DO原理

? 知识点

? 介绍1xEV-DO高速分组数据业务的基本概念 ? 介绍1xEV-DO高速分组数据业务的网络模型 ? 介绍1x与1xEV-DO的主要区别 ? 介绍1xEV-DO的频率划分及频点计算

2.1 1xEV-DO高速分组数据业务

1xEV-DO中EV-DO代表“Evolution，Data Optimized”，也就是1x演化升级版本，专用于高速数据传输（前向峰值速率为3.1Mbit/s，反向峰值速率为1.8Mbit/s）。 1xEV-DO可以支持1x提供的所有分组数据业务，对于速率和QoS要求严格的业务，1xEV-DO能够提供更好的服务和用户体验。比如，对于无线数据接入业务，1xEV-DO接入服务的水平已经接近时下流行的有线ADSL上网；对于无线增值业务，1xEV-DO能够提供更高质量的流媒体服务和更快的音视频大文件下载服务。

2.2 1xEV-DO高速分组数据业务网络模型

1xEV-DO的网络参考模型有两条发展路线（Interoperability specification for High Rate Packet Data Access Network Interface Revision 0和Revision A），主要区别是SC/MM（扩频/移动性管理）功能是否放在PCF中。 1xEV-DO网络参考模型如图2.2-1和图2.2-2所示。

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A8Source ANA9PCFA10A11PDSNAirInterfaceATA13A12AN AAATarget AN 图2.2-1 1xEV-DO网络参考模型（Rev.0）

A8Source ANA9A14AxPCFSC/MMA10A11PDSNATAirInterfaceA15A13A12AN AAATarget PCFTarget ANSC/MM 图2.2-2 1xEV-DO网络参考模型（Rev.A）

2.3 1x与1xEV-DO的主要区别

1xEV-DO和1x的特点比较见表2.3-1。

表2.3-1 1x EV-DO和1x的特点比较

特点 业务 最大速率 语音/数据 前向：307.2 kbit/s (RC3) 反向：153.6kbit/s (RC3) 14

1x 数据 前向：3.1 Mbit/s 反向：1.8 Mbit/s 1xEV-DO

第2章 1xEV-DO原理

特点 核心网 信道复用 切换 功率和速率控制 接入规程 射频和编码特征 1x 基于ANSI-41 前反向都为CDM 前反向都为硬切换和软切换 前反向都为快速功率控制 无速率控制 接入信道规程 增强型接入信道规程 卷积码和Turbo码 48阶FIR过滤器 全IP 1xEV-DO 前向：CDM+TDM 反向：CDM 前向：VHO（虚拟软切换） 反向：软切换 反向：速率控制+功率控制 前向：速率控制 与接入信道规程相同 仅Turbo码 FIR过滤器与1x相同 在提供高速分组数据业务方面，与1x技术相比，1x EV-DO具有如下特点：

1． 空中接口方面：1x EV-DO技术有效地解决了数据业务在空中接口的传输瓶

颈问题。

2． 射频参数方面：1x EV-DO充分考虑了向下兼容问题。

3． 技术实现方面：1x EV-DO与1x具有相同的功率控制、软切换、接入过程、

Turbo编码等技术，可以使开发商利用1x 方面的成熟开发经验，较容易地研制成功1x EV-DO产品。

4． 组网方面：1x EV-DO非常灵活。对于那些只需要分组数据业务的用户，可

以单独组网，以简单网络配置提供高速分组数据业务。此时的核心网配置不需要基于ANSI-41的复杂结构，而是基于IP网络结构。对于那些同时需要语音、数据业务的用户，可以与1x联合组网，同时提供语音与高速分组数据业务。另外，对于同时支持1x/1x EV-DO的双模AT，1x EV-DO技术还提供了在两个系统间（1x、1x EV-DO）的切换机制。

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第3章 防雷接地

? 知识点

? 介绍雷电的主要特点和分类 ? 介绍雷电的主要破坏形式

? 介绍防雷系统的基本原理和常用方法

3.1 雷电的主要特点和分类

3.1.1 雷电的主要特点

?

冲击电流大

其电流高达几万-几十万安培。 ?

时间短

一般雷击分为三个阶段，即先导放电、主放电、余光放电。整个过程一般不会超过60微秒。 ?

雷电流变化梯度大

雷电流变化梯度大，有的可达10千安/微秒。 ?

冲击电压高

强大的电流产生的交变磁场，其感应电压可高达上亿伏。 ?

雷电的能量分布

根据分析：负的或正的单极性冲击波的频谱极宽，但是冲击的能量主要集中在低频范围内。例如1.2/50μs冲击波，大约占总能量的90%分布在18KHz的频率以下。1.2/700μs冲击波，总能量的95％以上分布在3KHz的频率以下。可见这类波形对工作在低频或直流状态下的电子设备危害最大。图3.1-1为两种波形的冲击能量的积累分布图。

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图3.1-1 雷击能量的频谱分布

3.1.2 雷电的分类

1． 雷电是通过云层间或云和大地之间以及云和空气间的电位差达到一定程度

（25—30kV/cm）时，所发生的猛烈放电现象。按这种现象通常分为三种形式：直击雷、感应雷、球形雷。 ? ?

直击雷是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。 感应雷是当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，地面某些范围由于散流电阻大，出现局部高电压，或在直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压，而发生闪击现象的二次雷。 ?

球形雷是球状闪电的现象。

2． 按雷电击的破坏形式通常分为：直击雷、感应雷、地电位反击。

3.2 雷电的主要破坏形式

3.2.1 直击雷

当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。

当雷电接近架空管线时，高压冲击波会沿架空管线侵入室内，造成高电流引入，这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故。如果附近有可燃物，容易酿成火灾。

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第3章 防雷接地

3.2.2 感应雷

感应雷破坏也称为二次破坏。它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸，而感应到正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。 感应雷冲击过电压，雷击点50米外，可用下式计算：

ｕｇ=25Imh/S（KV）

ｕｇ：感应雷击过电压（KV） Im：雷击电流的幅值（KA） h：导线距地面的平均高度（m） S：距雷击点的水平距离（m）

1． 静电感应雷

带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失了（严格说是大大减弱），那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击。

易燃易爆场所、计算机及其场地的防静电问题，应特别重视。 2． 电磁感应雷

雷击发生在供电线路附近，或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在，建筑物上落雷机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对用电设备造成极大危害。因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性，接地体一定要处于低阻抗状态。

3.2.3 地电位反击

建筑物的外部防雷系统（如避雷针、避雷网等）遭受直击雷，浪涌电流在接地电阻上引起电压降，产生危险电压，由设备的接地线引入设备，造成设备的损坏，这就是地电位反击。地电位反击示意图如图3.2-1所示。

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图3.2-1 地电位反击示意图

雷电冲击过电压：

uz=ｉ*ＲＣ＋Ｌ*LC（ｄｉ／ｄｔ）

其中：uz直击雷冲击过电压(KV)

ｉ雷电流（KA）

ＲＣ防雷装置接地的冲击等效电阻（Ω）

L雷击电流通路的导线电感，电感常数LC =1.3μH/M

3.3 防雷系统的基本原理和常用方法

3.3.1 防雷系统的基本原理

3.3.1.1 接闪

接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。地面通信台站的安全在很大程度上取决于能不能利用有效的接闪装置，把一定保护范围的闪电放电捕获到，纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。避雷针是一种主动式接闪装置，其英文原名是Lightning Conductor，原意是闪电引导器，其功能就是把闪电电流引导入大地。

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第3章 防雷接地

避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的。采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。

3.3.1.2 均压连接

3.3.1.3 接地

3.3.1.4 分流

接闪装置在捕获雷电时，引下线立即升至高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。台站内的金属设施、电气装置和电子设备，如果其与防雷系统的导体，特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时，台站内的所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。

接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压，避免发生反击。过去有些规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。90年代以前，部队的通信导航装备以电子管器件为主，采用模拟通信方式，模拟通信对干扰特别敏感，为了抗干扰，所以都采取电源与通信接地分开的办法。现在，防雷工程领域不提倡单独接地。在IEC标准和ITU相关标准中都不提倡单独接地，美国标准IEEEStd1100-1992更尖锐地指出：不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。防雷接地是地面通信台站安装验收规范中最基本的安全要求。

分流就是在一切从室外来的导线（包括电力电源线、电话线、信号线、天线的馈线等）与接地线之间并联一种适当的避雷器。当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，将闪电电流分流入地。

分流是现代防雷技术中迅猛发展的重点，是防护各种电气电子设备的关键措施。近年来频繁出现的新形式雷害几乎都需要采用这种方式来解决。由于雷电流在分流之后，仍会有少部分沿导线进入设备，这对于不耐高压的微电子设备来说仍是很危险的，所以对于这类设备在导线进入机壳前应进行多级分流。

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现在避雷器的研究与发展，也超出了分流的范围。有些避雷器可直接串联在信号线或天线的馈线上，它们能让有用信号顺畅通过，而对雷电过压波进行阻隔。 采用分流这一防雷措施时，应特别注意避雷器性能参数的选择，因为附加设施的安装或多或少地会影响系统的性能。比如信号避雷器的接入应不影响系统的传输速率；天馈避雷器在通带内的损耗要尽量小；若使用在定向设备上，不能导致定位误差。

3.3.1.5 屏蔽

屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来，阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。

3.3.2 防雷区的划分

按照雷电可能出现的强度划分不同区域0区、1区、2区、3区等，如图3.3-1所示，必须在0区、1区、2区分别加装避雷器。在各设备前端分别要加装串联型电源避雷器（多级集成型），以最大限度地抑制雷电感应的能量。

图3.3-1 防雷保护区划分

防雷的基本方法就是将雷击能量导入大地，接地是防雷有效的基础方法。防雷器件是保证系统工作的情况下，将雷击能量逐步导入大地提供的路径。完善良好的接地是系统稳定安全工作的基础。

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第3章 防雷接地

系统应综合治理、整体防御、多重保护、层层设防。如图3.3-2所示：

图3.3-2 雷击防护系统示意图

图3.3-2中：避雷针及建筑物避雷带、避雷网组成混合式接闪器，与引下线和接地线系统构成直击雷防护系统；通讯天线的防雷与建筑物的防雷应纳入同一防雷系统，主要是为了保护通讯天线及建筑物免遭直接雷击。

由于雷击的特点，时间短，能量大，电流大，一般直击雷在50～450KA（有记录的最大210KA，平均30KA之间），任何单一、单级的措施都不能保证系统的安全，必须采用系统的综合措施防护。

一个完整的防雷方案，应包括直击雷的防护，感应雷的防护两方面，缺一不可。

3.3.3 滚球法的使用

IEC61024-1以滚球法规定了雷电的影响范围，图3.3-1中LPZ0A与LPZ0B的界面就是根据滚球法确定的，所谓滚球法，就是以一个半径至少为20m的实心球在外

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部防雷系统表面任意滚动，球体能够接触的地方有可能会遭受直接雷击，即为保护区LPZ0A，球体不能接触的地方不会遭受直接雷击，为保护区LPZ0B。 图3.3-3为滚球法的应用示意图，图中阴影处为保护区LPZ0A，空白处为雷电保护区LPZ0B。

图3.3-3 滚球法示意图

3.3.4 常用方法

雷击防护应注意如下几方面：

1． 控制雷击点（采用大保护范围的避雷针） 2． 安全引导雷电流入地网 3． 完善的低阻地网 4． 消除地面回路 5． 电源的浪涌冲击防护 6． 信号及数据线的瞬变保护

防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体；接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。

防感应雷电的避雷装置主要是避雷器。对同一保护对象同时采用多种避雷装置，称为综合性防雷电。避雷装置要定期进行检测，防止因导线的导电性差或接地不良起不到保护作用。

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第3章 防雷接地

3.3.4.1 避雷针防雷电

以避雷针作为接闪器，避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差，利用自身的高度，使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变，开始电离并下行先导放电；避雷针在强电场作用下产生尖端放电；形成向上先导放电；两者会合形成雷电通路，随之泻入大地，达到避雷效果。

实际上，避雷装置是引雷针，可将周围的雷电引来并提前放电，将雷电电流通过自身的接地导体传向地面，避免保护对象直接遭雷击。

安装的避雷针和导线通体要有良好的导电性，接地网一定要保证尽量小的阻抗值。 避雷针的实际应用中，设计主要解决是它的保护范围问题。这是在试验室和实际应用中多年逐步定量化的，而且其精确性已基本满足了工程设计的需要。

3.3.4.2 避雷线防雷电

是通过防护对象的制高点向另外制高点或地面接引金属线的防雷电。根据防护对象的不同避雷线分为单根避雷线、双根避雷线或多根避雷线。可根据防护对象的形状和体积具体确定采用不同截面积的避雷线。避雷线一般采用截面积不小于35平方毫米的镀锌钢绞线。它的防护作用等同于在弧垂上每一点都是一根等高的避雷针。

3.3.4.3 避雷带防雷电

避雷带是在建筑物的屋脊和屋顶四周敷设的接地导体，是由避雷针、避雷线发展而来的。

在屋顶四周的女儿墙或屋脊、屋檐上安装金属带作为接闪器。避雷带的防护原理与避雷线一样，由于它的接闪面积大，接闪设备附近空间电场强度相对比较强，更容易吸引雷电先导，使附近尤其比它低的物体受雷击的几率大大减少。 避雷带的材料一般选用直径不小于8毫米的圆钢，或截面积不小于48平方毫米、厚度不少于4毫米的扁钢。

3.3.4.4 避雷网防雷电

避雷网是在避雷带的中间敷设接地导体，以保护建筑物的中间部位。用于保护建筑物，其优点是敷设简便、造价低，而且同高耸的避雷针相比，引雷的几率大为减少。而且它接闪后一般是由多根引下线泄散电流，室内设备上的反击电压相对较低。我国建筑防雷工作者提出并在全国广泛应用的笼型防雷方式则是利用建筑物钢筋形成的法拉笼。同时也解决了等电位连接问题，极大地提高了建筑防雷的可靠性。此外，它也便于笼内（屋内）电力、电信、电子设施统一接地（共地式）。

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3.3.4.5 避雷器

避雷网分明网和暗网。明网防雷电是将金属线制成的网，架在建（构）筑物顶部空间，用截面积足够大的金属物与大地连接的防雷电。暗网是利用建（构）筑物钢筋混凝土结构中的钢筋网进行雷电防护。只要每层楼的楼板内的钢筋与梁、柱、墙内的钢筋有可靠的电气连接，并与层台和地桩有良好的电气连接，形成可靠的暗网，则这种方法要比其他防护设施更为有效。无论是明网还是暗网，网格越密，防雷的可靠性越好。

感应雷击又叫电涌。防护的基本原理是分流。

分流就是在一切从室外来的导线（包括电力电源线、电话线、信号线、天线的馈线等）与接地线之间并联一种适当的避雷器。加装避雷器可把电器设备两端实际承受的电压限制在安全电压内，起到保护设备的作用。

避雷器又称做电涌保护器。避雷器防雷电是把因雷电感应而窜入电力线、信号传输线的高电压限制在一定范围内，保证用电设备不被击穿。常用的避雷器种类繁多，可分为三大类，有放电间歇型、阀型和传输线分流型。

为了抑制传导来的线路过电压和过电流，以及对无法使用导体直接连接的部分实行等电位连接，应使用避雷器（电涌保护器）进行分级保护，对于电源系统，分为I、II、III、IV级，从而将雷电过电压降到设备能承受水平。采用一级电源避雷器很难满足需要，必须用多级保护的概念，多级相互配合，充分发挥各级器件的优点，以实现整体性能。要注意考虑最后一级避雷器的电压保护水平，它必须低于需要保护的设备耐冲击电压的能力。对于信息系统，一般分为粗保护和细保护，而细保护则要根据电子设备的敏感度来进行选择。天馈线每根线应串联一个相适应的天馈避雷器。

防雷器的主要技术指标有：

标称电压Un：与被保护系统的额定电压相符，在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流或直流电压的有效值。

额定电压Uc：能长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。

额定放电电流Isn：给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。

最大放电电流Imax：给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。

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第3章 防雷接地

电压保护级别Up：保护器在下列测试中的最大值：1KV/μs斜率的跳火电压；额定放电电流的残压。

响应时间tA：主要反应在保护器里的特殊保护元件的动作灵敏度、击穿时间，在一定时间内变化取决于du/dt或di/dt的斜率。

数据传输速率Vs：表示在一秒内传输多少比特值，单位：bps；是数据传输系统中正确选用防雷器的参考值，防雷保护器的数据传输速率取决于系统的传输方式。 插入损耗Ae：在给定频率下保护器插入前和插入后的电压比率。

回波损耗Ar：表示前沿波在保护设备（反射点）被反射的比例，是直接衡量保护设备同系统阻抗是否兼容的参数。

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第4章 天馈系统

? 知识点

? 介绍天线的基本知识 ? 介绍天馈系统结构

4.1 天线基本知识

4.1.1 基本概念

4.1.1.1 dBm

dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。 [例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。 [例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为： 10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

4.1.1.2 dBi 和dBd

dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。 [例3] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。 [例4] 0dBd=2.15dBi。

[例5] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi）。

4.1.1.3 dB

dB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）。

[例6] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。

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[例7] 7/8英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。

[例8] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6dB。 [例9] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2dB。

4.1.1.4 驻波比

电磁波遇到障碍物就会产生反射。入射的电磁波传播到波导、电缆等传输线终端时，如果终端所接负载阻抗与传输线特性阻抗不相等，在线路终端，不仅有入射波，还会有反射波。通常把反射波V反（电压）与入射波V入（电压）之比称为反射系数，用ρ来表示。

ρ=V反/V入……………（1）

从传输功率的观点来看，因阻抗不匹配使信号源送到负载的功率返回去一些，称之为部分反射，若全部返送回去，就称为全反射。对于上述的反射现象，假设传输线特性阻抗为ZC，终端阻抗为ZX，则反射系数ρ又可表示为

ρ=（ZX- ZC）/（ZX+ ZC）???（2）

从上式可见，反射系数与负载阻抗和传输线特性阻抗有关。很显然，如果ZX等于ZC，就没有反射；ZX与ZC相差越远，反射就越严重。

当ZX=ZC时，没有反射，这样在传输线中，只存在一个由信号源向负载传输的入射波，这种状态为行波状态。当ZX=0或ZX=∞大时，信号被完全反射，这种状态为纯驻波状态。一般情况下，传输线上既有从信号源传向负载的入射波，又有由负载反射回信号源的反射波。传输线中的信号就是反射波与入射波的叠加。叠加的结果，在传输线中某些地方，反射波和入射波刚好同相，于是合成波的信号最大；而在另一些地方，反射波和入射波刚好反相，于是合成信号最小，我们把该合成信号的最大值Vmax=（｜V反｜+｜V入｜）与最小值Vmin=（｜V入｜-｜V反｜）之比，称为驻波比，用S来表示，即

S=Vmax/Vmin……………（3）

当S=∞时，即Vmin＝2｜V入｜，Vmin＝0，｜V反｜＝｜V入｜，表明总的电压波是一个纯驻波；当S=1时，即｜V反｜＝0，Vmax＝Vmin表明总的电压波是一个行波；当1

S=（√Po+√Pr）/（√Po-√Pr）……………（4） 其中Po为入射功率，Pr为反射功率。

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其值在1到无穷大之间。驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5，但实际应用中VSWR应小于1.2。过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能。

4.1.2 天线类型

天线按方向性分类，可分为全向天线、定向天线；按调整下倾角度方式分类，可分为机械天线、电调天线；天线还可分为单极化天线、双极化天线。

4.1.2.1 全向天线

全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。

全向天线在移动通信系统中一般应用于郊县大区制的站型，覆盖范围大。

4.1.2.2 定向天线

定向天线，在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束。同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。

定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高。

根据组网的要求建立不同类型的基站，而不同类型的基站可根据需要选择不同类型的天线。比如全向站就是采用了各个水平方向增益基本相同的全向型天线，而定向站就是采用了水平方向增益有明显变化的定向型天线。一般在市区选择水平波束宽度B为65°的天线，在郊区可选择水平波束宽度B为65°、90°或120°的天线（按照站型配置和当地地理环境而定），而在乡村选择能够实现大范围覆盖的全向天线则是最为经济的。

4.1.2.3 机械天线

所谓机械天线，即指使用机械调整下倾角度的移动天线。机械天线与地面垂直安装好以后，如果因网络优化的要求，需要调整天线背面支架的位置改变天线的倾角来实现。在调整过程中，虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化，但天线垂直分量和水平分量的幅值不变，所以天线方向图容易变形。实践证明：机械天线的最佳下倾角度为1°－5°；当下倾角度在5°－10°变化时，其天线方向图稍有

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变形但变化不大；当下倾角度在10°-15°变化时，其天线方向图变化较大；当机械天线下倾15°后，天线方向图形状改变很大，从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤形，这时虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短，但是整个天线方向图不是都在本基站扇区内，在相邻基站扇区内也会收到该基站的信号，从而造成严重的系统内干扰。另外，在日常维护中，如果要调整机械天线下倾角度，整个系统要关机，不能在调整天线倾角的同时进行监测；机械天线调整天线下倾角度非常麻烦，一般需要维护人员爬到天线安放处进行调整；机械天线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计算的理论值，同实际最佳下倾角度有一定的偏差；机械天线调整倾角的步进度数为1°，三阶互调指标为-120dBc。

4.1.2.4 电调天线

所谓电调天线，即指使用电子调整下倾角度的移动天线。电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线的垂直方向性图下倾。由于天线各方向的场强强度同时增大和减小，保证在改变倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向性图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。实践证明，电调天线下倾角度在1°-5°变化时，其天线方向图与机械天线的大致相同；当下倾角度在5°-10°变化时，其天线方向图较机械天线的稍有改善；当下倾角度在10°-15°变化时，其天线方向图较机械天线的变化较大；当机械天线下倾15°后，其天线方向图较机械天线的明显不同，这时天线方向图形状改变不大，主瓣方向覆盖距离明显缩短，整个天线方向图都在本基站扇区内，增加下倾角度，可以使扇区覆盖面积缩小，但不产生干扰，这样的方向图是我们需要的，因此采用电调天线能够降低呼损，减小干扰。另外，电调天线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整，实时监测调整的效果，调整倾角的步进精度也较高（为0.1°），因此可以对网络实现精细调整；电调天线的三阶互调指标为-150dBc，较机械天线相差30dBc，有利于消除邻频干扰和杂散干扰。

4.1.2.5 双极化天线

双极化天线是一种新型天线技术，组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量；一般GSM数字移动通信网的定向基站（三扇区）要使用9根天线，每个扇形使用3根天线（空间分集，一发两收），如果使用双极化天线，每个扇形只需要1根天线；同时由于在双极化天线中，±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求（≥30dB），因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm；另外，双极化天线具有电调天线的优点，

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在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样，可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务质量。如果使用双极化天线，由于双极化天线对架设安装要求不高，不需要征地建塔，只需要架一根直径20cm的铁柱，将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可，从而节省基建投资，同时使基站布局更加合理，基站站址的选定更加容易。

对于天线的选择，我们应根据自己移动网的覆盖，话务量，干扰和网络服务质量等实际情况，选择适合本地区移动网络需要的移动天线：---在基站密集的高话务地区，应该尽量采用双极化天线和电调天线；---在边、郊等话务量不高，基站不密集地区和只要求覆盖的地区，可以使用传统的机械天线。我国目前的移动通信网在高话务密度区的呼损较高，干扰较大，其中一个重要原因是机械天线下倾角度过大，天线下倾角度过大，天线方向图严重变形。要解决高话务区的容量不足，必须缩短站距，加大天线下倾角度，但是使用机械天线，下倾角度大于5°时，天线方向图就开始变形，超过10°时，天线方向图严重变形，因此采用机械天线，很难解决用户高密度区呼损高、干扰大的问题。因此建议在高话务密度区采用电调天线或双极化天线替换机械天线，替换下来的机械天线可以安装在农村，郊区等话务密度低的地区。

4.2 天馈系统结构

无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。天馈系统是发射和接收电磁波的重要设备。

4.2.1 主馈线系统部件组成及基本技术指标

主天馈系统由天线、跳线、主馈线、避雷器、接地部件等组成，如图4.2-1所示。

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图4.2-1 三扇区天馈系统的典型结构示意图

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