天线的分类

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天线的分类

天线是一种用来发射或接收无线电波的设备，是WLAN网络的重要组成部分。
按水平方向图特性划分

按照水平方向图的特性划分，可以把天线分为以下几种类型：

• 全向天线：
  
  
  
  
  • 全向天线在水平面内的所有方向上辐射出的电波能量都是相同的，但在垂直面内不同方向上辐射出的电波能量是不同的。
    
  • 方向图辐射类似白炽灯辐射可见光，水平方向上360度辐射。
    
  
  
  
  
• 定向天线
  
  
  
  
  • 定向天线在水平面与垂直面内的所有方向上辐射出的电波能量都是不同的。
    
  • 方向图辐射类似手电筒辐射可见光，朝某方向定向辐射，相同的射频能量下可以实现更远的覆盖距离，但是是以牺牲其他区域覆盖为代价的。
    
  
  
  
• 智能天线
  
  
  
  
  • 智能天线在水平面上具有多个定向辐射和1个全向辐射模式。
    
  • 天线以全向模式接收终端发射的信号；智能天线算法根据接收到的信号判断终端所在位置，并控制CPU发送控制信号选择最大辐射方向指向终端的定向辐射模式。
    
  
  
  

按照极化方式划分

按照极化方式划分，可以分为单极化天线和双极化天线。单极化和双极化在本质上都是线极化方式，通常有水平极化和垂直极化两种。

• 单极化天线：接收、发送是分开的两根天线，一根天线中只包含一种极化方式。无线信号是水平发射水平接收或垂直发射垂直接收。故需要更多的安装空间和维护工作量。
  
• 双极化天线：接收、发送是一根天线，一根天线中包含垂直和水平两种极化方式。
  
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天线角度是指天线分别与正北和水平两方向形成的夹角，分别为方位角与下倾角。
天线按照方向性分为全向天线和定向天线，全向天线是水平面上360°发射或接收信号，故一般情况下所说的天线角度是指定向天线的方位角和下倾角，如图2-1所示。
天线角度与天线增益有关：角度越小，增益越大。但在选择增益指标时并不是越高越好，关键在于满足信号覆盖要求。一般可通过调节天线方位角和下倾角的方法，可以控制天线信号覆盖范围。

相关概念

• 方位角：是从正北方向水平顺时针旋至天线所在平面所形成的角度。
  
• 下倾角：是天线和水平面的夹角。
  
• 波瓣角：是天线方向图中低于主瓣峰值3dB处所形成的夹角。具体请参见<a href="https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1000062973?section=j007" target="_blank" ref="noopener noreferrer" isfixdocanchor="true" partno="j007" anchorid="ZH-CN_TOPIC_0177362671" style="margin:0px;padding:0px;box-sizing:border-box;-webkit-tap-highlight-color:transparent;text-decoration-line:none;outline:none 0px;color:#CC0000;cursor:pointer;transition:all 0.4s ease 0s;">波瓣宽度。
  
• 天线增益：是指在相同输入功率时，天线在某一规定方向上的辐射功率密度与参考天线（通常采用理想辐射点源）辐射功率密度的比值。具体请参见天线增益。
  

波瓣宽度

波瓣宽度是指天线方向图中低于主瓣峰值3dB处所形成的夹角宽度，又称波束宽度、主瓣宽度、半功率角，形成的夹角叫波瓣角。波瓣宽度分为水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度，对应波瓣角也分为水平波瓣角和垂直波瓣角。波瓣宽度是定向天线常用的一个重要指标。
定向天线方向图如图2-3所示，天线方向图中颜色越偏红表示无线信号越强，越偏蓝表示无线信号越弱。天线方向图的水平和垂直切面图、波瓣宽度如图2-4所示。





<a name="ZH-CN_TOPIC_0177362671__fig1767417537242" style="margin:0px;padding:0px;box-sizing:border-box;-webkit-tap-highlight-color:transparent;outline:none 0px;color:#CC0000;cursor:pointer;transition:all 0.4s ease 0s;">图2-4 波瓣宽度

波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。

• 覆盖时主要考虑主瓣，旁瓣通常会对周边区域形成干扰，一般应用中都要增强主瓣，抑制旁瓣。但在天线近点位置需要考虑借助旁瓣来消除覆盖盲区。
  
• 水平波瓣宽度（H－Plane Half Power beamwidth）决定了天线水平平面的波束宽度。宽度越宽，在扇区交界处的覆盖越好，但当提高天线倾角时，也越容易发生波束畸变，形成越区覆盖；反之宽度越窄，在扇区交界处覆盖就越差，提高天线倾角可以在一定程度上改善扇区交界处的覆盖，相对而言，不容易产生对其他小区的越区覆盖。市中心基站的站距小，天线倾角大，故应当采用水平波瓣宽度小的天线，郊区选用水平波瓣宽度大的天线。
  
• 垂直波瓣宽度（V－Plane Half Power beamwidth）决定了天线垂直平面的波束宽度。垂直波瓣宽度越窄，偏离主波束方向时信号衰减越快，就越容易通过调整天线倾角（即俯仰角）准确控制覆盖范围，进而达到改善小区覆盖质量的目的。
  

扩展概念

• 主瓣：不同天线有不同的方向图，有些天线的方向图呈现有许多花瓣的形状，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣。
  
• 旁瓣：天线的方向图除主瓣外，其余的瓣称为旁瓣或副瓣。
  
• 10dB波瓣宽度：方向图中低于主瓣峰值10dB（功率密度降至十分之一）的两个点间的夹角。
  

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