2.2 天线结构划分
本节主要介绍基站天线的结构，一般来说，天线主要由辐射单元、移相器、反射板和外罩组成。
2.2.1 辐射单元
辐射单元即通常所说的振子，是天线最核心的部件之一，进行能量的接收与发射（无线信号与有线信号转换），其常见类型主要有压铸振子、印刷电路板（PCB）振子、耦合馈电振子等，如图2.6所示。
图2.6 辐射单元的常见类型
压铸振子由于不含其他金属元素，因此生产过程比较单一，价格相对便宜，是目前常规工业中常用的一个系列。
印刷电路板（PCB）振子的优点在于使用金属少、重量轻。制作时，振子表面处理采用绿油处理或等级不低于绿油处理效果的其他防腐处理措施。绿油指的是涂覆在印刷电路板铜箔上面的油墨，绿油可以避免印刷电路板在使用过程中发生焊接短路，延长PCB的使用寿命，也有一定的防腐作用。因GSM900在应用PCB振子时，表面积较大、固定难度高，在实际网络应用中风险较高，故不建议使用。
2.2.2 移相器
电调天线是通过改变阵列天线中每个辐射单元的相位，来实现天线波束的下倾，从而实现下倾角可调的。移相器就是改变阵列天线单元相位的部件，移相器的技术指标主要有工作频带、相移量、相位误差、插入损耗、插损波动、电压驻波比、功率容量、移相器开关时间等。常见的移相器类型有如下几种。
（1）按照实现形式分：介质移相器、腔体移相器。
（2）按照形状分：微带扇形移相器、小型化腔体移相器、空气带状线移相器、U形管移相器。
（3）按照布局分：分布式移相器、集中式移相器。
如图2.7所示，给出了两种常见的移相器。
图2.7 两种常见的移相器
2.2.3 反射板
蜂窝移动通信系统中的基站天线通常由直线阵列加反射板构成，反射板的形状主要影响天线的前后比特性及水平面辐射方向图。反射板不仅可以将功率集中在正面，而且可以优化方向图指标，使得方向图的水平波束宽度、垂直波束宽度、增益等指标都满足行业标准的要求。反射板不一定是平面的，也可以是槽状的，有的反射板还带有一定的弧面或弯折面，这都是根据不同的要求进行设计的。
生产企业普遍采用铝合金作为定向天线的底板，其主要特点为密度低、抗拉强度高、延伸率高，但一般不可热处理，通常反射板厚度需大于2mm或2.5mm。如图2.8所示为反射板示例。
图2.8 反射板示例
2.2.4 外罩
外罩就是天线的“衣服”，以对天线主体的封装防护为目的，主要为了减缓温度、湿度、盐雾、雨淋、摄冰、大风等各种因素对天线性能的影响。同时，天线外罩不能对天线的电路性能和辐射特性产生明显的影响。天线外罩也是天线辐射系统的一部分，需要和天线外的其他部分做统筹考虑和一体化设计，如图2.9所示。
图2.9 天线外罩
天线外罩常用的材料有以下3种。
（1）PVC：聚氯乙烯，是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。PVC有较好的机械性能，抗张力强度为60MPa左右，有优异的介电性能，但对光和热的稳定性差，在100℃以上经长时间阳光曝晒，就会分解产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降。在实际应用时，必须加入稳定剂，以提高PVC对光和热的稳定性。故用纯粹的PVC做天线外罩并不是一种很好的选择。
（2）UPVC：UPVC又称硬PVC，它是由氯乙烯经聚合反应制成的无定型热塑性树脂加一定的添加剂（如稳定剂、润滑剂、填充剂等）组成的。除了用添加剂，还可以采用与其他树脂进行共混改性的方法，使其具有更优的实用价值。在UPVC中添加不同性能的助剂，会使UPVC呈现不同的性能，这使得UPVC呈现多样性，并使其成为世界上产量最大的塑料产品之一。
（3）玻璃钢：即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体，以玻璃纤维或其制品作增强材料，二者聚合后形成的材料。玻璃钢质轻而硬、不导电、机械强度高、耐腐蚀。一般认为，玻璃钢外罩的性能要比PVC和UPVC的好。