GB T 9410-2008 移动通信天线通用技术规范.pdf

1、ICS 3312040M 50 a亘中华人民共和国国家标准GBT 94102008代替GBT 94101988移动通信天线通用技术规范General specification for antennas used in the mobile communications(IEC 604898一aml：2000 Methods of measurement for radio equipment usedin the mobile services Part 8：Methods of measurement for antennas andancillary equipment，NEQ)2008

2、-04-I 1发布 2008090 1实施丰瞀嬲紫瓣警瓣瞥星发布中国国家标准化管理委员会促19前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4技术要求41一般结构要求42电性能技术要求43环境适应性要求5试验方法51试验条件52 一般结构要求检测方法53电性能测量方法54环境试验要求及方法6检验规则61鉴定检验62质量一致性检验7标志、包装、运输和贮存71标志72包装73运输74贮存-附录A(资料性附录) 天线试验场的说明目 次GBT 9410200811133344444799911l1lZ刖 吾GBT 94102008本标准代替GBT 9410 1988，本标准与GBT 9410-1988相比主要

3、变化如下：a)修改了频率范围；b)修改了部分名词术语；c)修改了方向图的测量要求；d)修改了天线增益测量步骤；e)修改了电压驻波比的测量方法；f) 删除了额定电压的测量；g)删除了频带宽度的测量。本标准对应IEC 604898：2000移动设备中用无线电设备的测量方法第8部分：天线及辅助设备的测量方法，与其一致性程度为非等效。主要差异如下：按照汉语习惯对编排格式进行了修改；根据我国实际情况，删除了相对天线增益测量、间歇功率测量以及额定电压的测量；增加了环境试验要求及方法，检验规则和标志、包装、运输和贮存。本标准由中华人民共和国信息产业部提出。本标准由中国电子技术标准化研究所归口。本标准主要起草

4、单位：中国电子科技集团公司第七研究所。本标准参加起草单位：广州杰赛科技股份有限公司、京信通信系统(广州)有限公司、佛山市三水盛路天线有限公司、西安海天天线科技股份有限公司、广州市高科中实通信技术有限公司、摩比天线技术(深圳)有限公司、中山市通宇通讯设备有限公司。本标准主要起草人：杨绍华、李俊。本标准参与起草人：董锦渊、刘海啸、b斌龙、杨华、赵恩惠、黄珀瑜、黄建军、李惊生、吴荣远、吴子华、刘建华、张福顺、焦永昌。1范围移动通信天线通用技术规范GBT 94102008本标准给出了移动通信天线的常用术语和定义，规定了它的技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存要求。本标准适用于25 M

5、Hz6 000 MHz频段移动通信线极化无源天线。本标准是制定移动通信天线产品规范必须遵循的基本原则和最低要求。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 191包装储运图示标志(GBT 191 2000，eqv ISO 780：1997)GBT 24231 2001 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温(idt IEC60068 2 1：199

6、0)GBT 24236006822：1974)GBT 24236006823：1984)2200l 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验B：高温(idt IEC3 1993电工电子产品基本环境试验规程 试验Ca：恒定湿热试验方法(eqv IECGBT 24235 1995 电工电子产品环境试验(idt IEC 60068227：1987)GBT 24236-1995 电工电子产品环境试验(idt IEC 60068229：1987)GBT 242310 1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击第2部分：试验方法 试验Eb和导则：碰撞第2部分：试验方法试验F

7、c和导则：振动(正弦)(idt IEC 6006826：1982)GBT 28281 2003计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划(ISO 28591：1999，)T)GBT 2829-2002周期检查计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31天线 antenna能有效地辐射或接收电磁波，将传输线与空间或其他媒质耦合起来的一种装置。它包括直到传输线端口为止的所有匹配、平衡、移相或其他耦合装置。32移动通信天线mobile communication antenna在移动通信系统中使用的天线。33全向天线 omnid

8、irectional antenna在水平面内具有均匀辐射强度的天线。GBT 9410200834定向天线directional antenna一种在空间特定方向上具有比其他方向上能更有效地发射或接收电磁波的天线。35远场区far field region天线辐射电磁波的一个区域，在此区域内，电场强度的大小与离开天线的距离成反比。36极化polarization天线辐射电磁波的电场矢量的轨迹。37线极化linear polarization当电磁波的电场矢量的轨迹为一直线时，称这种电磁波的极化为线极化。电场矢量与地平面平行的极化称为水平极化。电场矢量与地平面垂直的极化称为垂直极化。38标称阻抗

9、nominal impedance在天线端口测量反射系数等各项电性能指标时规定作为参考的电阻性阻抗。39辐射方向图radiation pattern天线辐射的电磁波随空间方向分布的图形。辐射方向图简称方向图。功率方向图是指与天线相同距离各点的辐射功率通量密度随空间方向分布的图形。场强方向图是指与天线相同距离各点的电场强度随空间方向分布的图形。水平面方向图是指与地平面相平行的平面内的方向图。垂直面方向图是指与地平面相垂直的平面内的方向图。310主瓣mainlobe最大辐射方向的辐射波瓣。311旁瓣sidelobe除主瓣以外的其他任何辐射波瓣。312半功率波束宽度half-power beamwi

10、dth功率方向图中，在包含主瓣最大辐射方向的某一平面内，把相对最大辐射方向功率通量密度下降到一半处(或小于最大值3 dB)的两点之间的夹角称为半功率波束宽度。场强方向图中，在包含主瓣最大辐射方向的某一平面内，把相对最大辐射方向场强下降到0707倍处的夹角也称为半功率波束宽度。水平面半功率波束宽度是指水平面方向图的半功率波束宽度。垂直面半功率波束宽度是指垂直面方向图的半功率波束宽度。313前后比 front-to-back ratio定向天线的前后比是指主瓣的最大辐射方向(规定为o。)的功率通量密度与相反方向附近(规定为180。20。范围内)的最大功率通量密度之比值。314天线增益gain天线在

11、某一规定方向上的辐射功率通量密度与参考天线(通常采用无损耗半波偶极子)在相同输入2GBT 94102008功率时最大辐射功率通量密度的比值，用符号G表示。通常，天线增益均指最大辐射方向的增益。注1：无损耗半渡偶极子是没有损耗、电长度为半个波长的偶极天线，它在与其轴线相垂直的平面内的增益定为天线增益的参考标准。注2：为了与理想点源为参考的天线增益相区别，这里，用无损耗半波偶极天线为参考时，以dBd为单位。当天线增益以理想点源为参考时，则以dBi为单位，o dBd=215 dBi。315方向图圆度antenna pattern roundness全向天线的方向图圆度是指在水平面方向图中，其最大或最

12、小电平值与平均值的偏差。注：乎均值是指水平面方向图中最大间隔不超过5。方位上电平(dB)值的算术平均值。316功率容量power capacity按规定的条件在规定的时间周期内可连续地加到天线上而又不致降低其性能的最大连续射频功率。317电压驻波比VSWR把天线作为无损耗传输线的负载时，在沿传输线产生的电压驻波上，其最大值与最小值之比值。318频带宽度bandwidth天线的频带宽度简称为带宽，在此频率范围内，天线的电性能符合产品规范所规定的要求。4技术要求41一般结构要求41。1天线的结构应牢固可靠，便于安装、使用和运输，馈电部分要具有防水、抗潮功能。412天线端口应优选通用射频连接器。41

13、3选用天线材料时，应考虑防电化学腐蚀，具体要求由产品规范规定。414天线设计应有利于防雷。42电性能技术要求421辐射方向图4211半功率波束宽度全向天线的半功率波束宽度是指垂直面的半功率波束宽度，其要求由产品规范规定。定向天线的半功率波束宽度应给出水平面和垂直面的半功率波束宽度，其要求由产品规范规定。4212旁瓣由产品规范规定。4213前后比由产品规范规定。4214方向图圆度由产品规范规定。422天线增益由产品规范规定，应明确标注单位(dBi或dBd)。423电压驻波比(VSWR)在工作频率范围内，天线端口的电压驻波比(VSWR)一般不大于15。对特殊要求的天线，其电压驻波比由产品规范规定。

14、3GBT 94102008424功率容量由产品规范规定。425频带宽度由产品规范规定。43环境适应性要求环境适应性要求见表1。天线经环境适应性试验后不应有形变、松动和损坏，焊接和紧固处不应有脱落，电压驻波比不应超过423的规定。5试验方法51试验条件511 除非另有规定，天线各项技术要求的试验应在不影响测量精度的自然大气条件下进行，并记录大气条件。512电性能测量时，天线辐射方向图和增益的测量可以采用近场或远场等测试方法。本规范仅叙述了最常用的远场测试方法。天线及其支撑系统的安装可参考附录A。513所用试验设备和测量仪表的精度应按有关计量规定进行校验，其精度应满足被测天线测量要求。52一般结构

15、要求检测方法用观察和机械的方法对天线结构进行检测，以验证材料、外形尺寸和结构设计、加工是否符合要求。53电性能测量方法531比例模型技术在本规范中所规定的低频段，由于测量场地或仪表设备等因素，使得实际尺寸天线的某些电性能的测量难以实现时，可采用比例模型技术，即按一定的比例将天线每一个有效线性尺寸缩小，这种比例缩小而作成的天线称为比例模型天线。5311线性精度比例模型天线至少应按公式(1)规定的尺寸制作：L。一I(L-+-001L)式中：L，比例模型天线的对应线尺寸；S比例系数；L实际尺寸天线的每一个有效线尺寸。5312结构及材料当天线支撑结构或地面的存在会影响天线的电性能时，要尽可能考虑将它也

16、按比例模型制作。比例模型天线零件应采用电气性能相同或相近于实际天线对应零件的材料。5313测量的频率测量比例模型天线的频率为实际天线测量频率的s倍。532辐射方向图的测量根据互易原理，用源天线作发射天线而用被测天线作接收天线时测量的结果与用源天线作接收天线而用被测天线作发射天线时测量的结果是相同的。为了方便起见，假定用源天线作为发射天线。通常只测量水平面方向图和垂直面方向图。5321测量条件试验场的配置按512的规定。5322测量要求a) 源天线和被测天线应具有相同的极化方式。GBT 9410一2008b) 源天线和被测天线之间最小的测量距离D应为102或按公式(2)规定。D一2(L；+L；)

17、肛 (2)式中：L，为源天线的辐射孔径的最大尺寸；L：为被测天线的辐射孔径的最大尺寸；测试频率所对应的波长。102或2(L+LDa两者中应取较大者。c)被测天线应该放置在电场强度基本上是均匀的区域内，其检验方法如下：用源天线作发射天线，在接收端用与场强仪或其他接收系统相连接的对应频段的参考天线作接收天线，在被测天线有效体积范围内检测场强，如果电场强度的变化不超过15 dB，则认为试验场地是合格的。否则，认为不合格，不可使用。对不合格的试验场地需要重新调整天线的高度和收、发天线之间的距离，以及采用其他减弱环境干扰的措施，以使试验场地满足要求。在检测过程中，应注意使参考天线与源天线同极化，并使电缆

18、和测试设备对测量影响最小。注：天线有效体积是在考虑被测天线的各种位置情况下，包含天线本身及其周围半个波长的实际空间。d)被测天线的相位中心应置于或尽量靠近转台的旋转轴上。e)方向图测试过程中，o。和360。的读数差值一般不超过05 dB。f)测量过程中，所有的测量设备和仪表应具有良好的稳定性、动态范围和测量精度。其综合测量稳定度应保持在士o2 dB以内，频率稳定度保持在=E001以内。5323测量步骤a)按5321和5322安装测量系统；b)被测天线端口接上一个与标称阻抗相等的接收设备；c)将源天线与一个射频信号源连接并调整射频信号源的频率至测量频率上；d)被测天线在360。范围内绕轴旋转，记

19、录旋转角与对应的接收信号电平；e)在每一个测量频率上重复步骤c)和d)，在工作频带范围内一般应测量中心频率、上边频和下边频三个频率的辐射方向图；D对天线的两个主平面，即水平面和垂直面，重复步骤c)、d)和e)。5324结果的表示对于每一个测量频率的测量结果，都应该把每一旋转角上的电平值用最大值归一化，最大电平规定为0 dB，其他电平值以对应的负分贝表示。将测量结果画在直角坐标图或极坐标图上，至少从0 dB一20 dB以内的所有测量值都应在图中表示出来。测量的平面、频率和极化都应在图中注明，必要时天线在测量时的取向也用图表示出来。a)半功率波束宽度的表示在已画出的辐射方向图中，以符号2哦。(度)

20、表示水平面半功率波束宽度，2岛；(度)表示垂直面半功率波束宽度。b)旁瓣的表示在已画出的辐射方向图中标注或用数字表示，以dB为单位。c)前后比的表示在已画出的辐射方向图中，用符号FB表示，以dB为单位。d)方向图圆度的表示在水平面的辐射方向图中表示或用数字表示，以dB为单位。533天线增益的测量5331测量条件a)试验场的配置按512的规定；5GBT 94102008叫7 1 h一1信号发生器；2隔离器；3源天线；4被测天线；5标准增益天线；6接收设备。图1 比较法测量天线增益方框图5333测量步骤开始测量时，必须将被测天线和标准增益天线交替做水平和俯仰调整，以确保每一天线在水平和俯仰上的最佳

21、指向，使其接收的功率电平为最大。测量步骤如下：a)标准增益天线与源天线对准，通过转接，使标准增益天线与接收设备相连接，此时接收设备接收功率电平为P，(dBm)；b)被测天线与源天线对准，通过转接，使被测天线与接收设备相连，此时接收设备接收功率电平为P2(dBm)；c)重复a)和b)步骤，直至P，和P。测量的可重复性达到可以接受的程度；d)被测天线某频率点的增益G为：GG。+(P2一P。) (3)式中：G。标准增益天线的增益(dBi或dBd)，G的单位与G。一致。e)在工作频带内，一般应测量高、中、低三个频率点。5334结果的表示被测天线的增益与频率的关系，应以数据、表格或图形表示。被测天线的方

22、向与极化也应同时给出。6GBT 94102008534电压驻波比(VSWR)测量5341测量条件被测天线应该安装在一个相对没有反射，并且离测量设备和测量人员相当远的自由空间或无回波暗室中。其检验方法如下：当被测天线(含其支撑结构)在四个相隔90。的水平方向上至少移动半个波长，向上、向下各移动半个波长时，若电压驻波比的变化小于10，则认为试验场地是合格的。5342测量步骤a)将被测天线安装在符合5341测量条件的自由空间或无回波暗室中，被测天线与测量系统连接方框图如图2所示。电压驻波比测量设备的标称阻抗为50 n；b)对测量系统进行校准：按照测试仪器的校准步骤进行系统校准，测试端的接口应与被测天

23、线端的接口相匹配；c)将测量系统与被测天线相连接，在工作频率范围内进行电压驻波比的测量。测得的电压驻波比读数就是被测天线端口的电压驻波比。_Vxxvvvv顷之 _r 善 2丫 妻L一 之八八八八1 一电压驻波比测量设备；2被测天线；3无回渡暗室。图2电压驻波比测量方框图5343结果的表示作出电压驻波比对频率的曲线，各测量值应标注出来，也可用数据或表格的形式表示。535功率容量的测量5351测量条件a)同511；b)同5341；c)可以实时监视输入到天线的功率的大小。5352测量方法53521连续功率测量被测天线通过一个功率计与一个射频信号源相连接，在指定的频率上以额定功率施加在被测天线上，时间

24、持续1 h。天线不应有损坏或变形，电压驻波比不应超过426的规定。53522结果的表示功率容量的测量结果以数据或表格的形式表示。54环境试验要求及方法环境试验的目的是检查天线的结构、设计是否符合43的要求。小型天线装入环境试验设备中，较大的天线可取其含有匹配、平衡、移相或其他耦合装置的部件装入环境试验设备中进行试验。某一具体产品的环境试验方法，应在产品规范中规定。7GBT 94102008本规范规定的为一般情况，供拟定具体产品规范时参考。环境试验的项目、要求和方法见表1。表1试验项目 试验要求 试验方法温度 一40土3试验样品温度稳定时问h 1(2，4)低温贮存GBT 24231 2001持续

25、试验时间h2(16)恢复时间h 1(2，4)温度 55士2试验样品温度稳定时间h 1(2，4)高温贮存 GBT 24232 2001持续试验时间h 2(16)恢复时间h 1(2，4)加速度(ms2) 300(150)冲击 冲击脉冲持续时间ms 18(11) GgT 24235 1995冲击次数次 18加速度(ms2) 200(100，50)碰撞脉冲持续时间ms 6(16)每分钟碰撞次数 4080碰撞 GBT 24236 1995总碰撞次数 垂直方向400次，前后、左右水平方向各300次，共1 000次频率Hz单振幅ram 10坩30 30 55三个互相垂直轴上各振动 075：025振动(正弦)

26、 时间h GBT 2423 10 199505谐振点振幅ram 035试验时间rain包装好的产品或对运输敏感的电气三级 部件，按标志向上或任意位置放置，汽车运输 公路路程km200 汽车装有三分之一的额定载重负荷，以20 kmh40 kmh的速度行驶模拟运输试验台 宽带随机振动模拟运输 产品规范规定时间h温度 40土2相对湿度 9095恒定湿热 GBT 242331993试验时间h 24(48)恢复时间h 1(2，4)风载 风速ms 369 产品规范规定冰负荷 冰厚度cm 1 产品规范规定淋雨量(mmmin) 12喷射方式 天线处于实际使用状态，从与垂直线成淋雨 产品规范规定45。方向的两个

27、相对侧面同时喷射。时间h 2注：表1试验要求中是否采用括号内的数值由产品规范规定。8GBT 94102008环境试验一般要求做低温、高温、冲击、振动(正弦)和恒定湿热五个项目。其他项目可根据产品的实际使用情况选择，或增加表1中没有的项目。若产品需增加试验项目，在表2、表5中也应考虑相应地增加这些项目。6检验规则产品检验分为两类：鉴定检验和质量一致性检验。61鉴定检验鉴定检验是用同一型号的若干样品进行一系列完整的检验，其目的在于确定制造者是否有能力生产符合该产品规范要求的产品。当产品进行设计定型、生产定型或主要的设计、工艺、材料及零部件变更后恢复生产时，均应进行鉴定检验。611检验样品数检验样品

28、数一般不少于四个，特殊产品检验样品数允许为二个。612检验步骤检验一般按表2规定韵项目和顺序进行。613失效数失效数按表2规定，若超过表2允许的数量规定时，则本次鉴定不通过。表2序号 检验项目 要求章条号 检验章条号 检验样品数 失效数1 一般结构 41 522 电压驻波比(VSWR) 423 5343 辐射方向图 421 5324 半功率波束宽度 4211 5324a)5 旁瓣 4212 5324b)6 前后比 4213 5324c)7 方向图圆度 4214 5324d)2或4 O8 天线增益 422 5339 功率容量 424 53510 低温贮存试验 43 541l 高温贮存试验 43

29、5412 冲击试验 43 5413 振动(正弦)试验 43 5414 恒定湿热试验 43 5462质量一致性检验621逐批检验(交收试验)6211检验批一个检验批应从一条或几条生产线上，在基本相同的条件下连续生产的同一型号的产品中抽样组成。6212抽样方案抽样方案按GBT 28281 2003进行统计抽样检验。检验水平为级，接收质量限推荐表3优选值，可采用一次或二次抽样方案类型。9GBT 94102008表3缺陷类型 接收质量限(AQ L)重缺陷不合格 15 25 4 65轻缺陷不合格 4 65 10 156213检验步骤逐批检验一般按表4规定的项目和顺序进行。表4接收质量限(AQL)序号 检

30、验项目 要求章条号 检验章条号轻缺陷不合格 重缺陷不合格1 一般结构 41 52 4(65，10，15)2 电压驻波比 423 5343 辐射方向图 421 532 15(25，4，65)4 天线增益 422 533注1：表4接收质量限(AQL)中是否采用括号内的数值由产品规范规定。轻缺陷不合格产品及重缺陷不合格产品的定义由产品规范规定。注2：表4中一般结构、电压驻波比的检验是必检项目；辐射方向图和天线增益的检验项目视具体情况由产品规范规定是否检验；其他未列项目由产品规范规定。6214检验处理如果一个检验批不通过，应返工修理或筛选出有缺陷的天线产品，然后重新提交检验。重新提交检验批应按GBT

31、28281 2003中转移规则规定进行处理。622周期检验(例行试验)6221抽样方案抽样方案按GBT 2829 2002进行统计抽样。一般情况下，采用判别水平级，周期不合格质量水平(RQL)优选值用65或80，可采用一次或二次抽样方案类型，判定数组或样品大小由产品规范规定。6222检验步骤周期检验样品一般应按表5规定的项目和顺序，且在已通过逐批检验的产品上进行。表5序号 检验项目 要求章条号 检验章条号1 低温贮存试验 43 542 高温贮存试验 43 543 冲击试验 43 544 振动(正弦)试验 43 545 恒定湿热试验 43 546223检验处理如果周期检验不通过，产品的交货应暂时

32、停止。直到产品设计采取改进措施，经周期检验合格后产品才可交货。对于检验不合格的原因应进行分析，并写入检验报告，只要最终通过了周期检验，检验不合格的原因可不作为鉴定依据。107标志、包装、运输和贮存GBT 9410200871标志a)天线应在适当的位置贴有清晰的标志，标志上应标明型号、工作频段、编号和厂名；b) 天线应有检验部门签发的合格证。72包装a)天线的附件和使用说明书等应配套包装；b)产品包装应根据产品的尺寸、质量，选用合适的材料和结构，必要时应有防震、防潮和其他保护措施，以保证运输过程中不受损坏；c)包装箱外面的文字及标记应整齐、清楚、耐久，其要求应符合GBT 191的规定。73运输包

33、装好的产品在避免雨雪直接影响的情况下，可用任何运输工具运输。74贮存包装好的产品应放置在周围空气中无酸性、碱性及其他腐蚀性气体和通风、干燥的库房中。贮存期由产品规范规定。GBT 94102008附录A(资料性附录)天线试验场的说明测量辐射方向图的典型配置示于图A1，一般有近地试验场、高架试验场和倾斜试验场三种配置方式可供选择。A1近地试验场近地试验场是利用地面反射波的一种测试场，调整图A1中源天线和被测天线的架设高度h-和h。，使源天线和其镜像的合成场在被测天线处基本上是均匀的。A2高架试验场高架试验场是将被测天线和源天线都充分地升高，使源天线方向图的一个极小波瓣对准地面的反射点，使地面反射的影响大为减少。同时，使两天线的主瓣最大方向对准，图A1中两天线的高度通常是相等的。高架试验场还可利用两相邻高层建筑物，提高天线架设高度，在建筑物顶部边缘一定距离处架设源天线和被测天线，以消除地面反射的影响，即“二次反射法”，如图A2所示。A3倾斜试验场倾斜试验场是将源天线接近地面架设，将被测天线置于某一高仰角点上。图A1中的a角约为10。，并且。4D。其中：为测试塔的高度，D为待测天线口径的最大线尺寸。 沪地平面图A1天线试验场GBT 94102008地平面图A2二次反射法