移動(dòng)通信基站天線的巧用

1、移動(dòng)通信基站天線的巧用楊松鶴基站天線是移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分，它的作用是有效地發(fā)射或接收電磁波。發(fā)射天線把高頻電流形式的能量轉(zhuǎn)變成同頻率的無(wú)線電波能量發(fā)射出去，接收天線把其接收下來(lái)的高頻無(wú)線電波能量轉(zhuǎn)變成同頻率的電流能量?；咎炀€是移動(dòng)通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的最終發(fā)射部分，是基站的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。它運(yùn)行的質(zhì)量與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)行質(zhì)量密切相關(guān)，對(duì)移動(dòng)通信GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量具有舉足輕重的影響。如果不考慮環(huán)境、地形和使用目的，采用同一種天線，效果肯定不理想。在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋要求、話務(wù)量分布、抗干擾要求和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量等實(shí)際情況來(lái)合理的選擇基站天線。各種天線均有其優(yōu)缺點(diǎn)、主要應(yīng)

2、用范圍及不盡相同的使用目的。針對(duì)各種天線進(jìn)行分析，了解其特點(diǎn)，配合基站所處環(huán)境以及基站的目標(biāo)功能（覆蓋或吸收話務(wù)等），合理巧妙使用各種天線，才能取得良好效果。天線使用環(huán)境大致分為五種類型：城區(qū)、密集城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村地區(qū)、交通干線等。下列針對(duì)上述幾種環(huán)境對(duì)天線的使用技巧進(jìn)行分析舉例。1、 城區(qū)基站天線城區(qū)基站密度較高，單站預(yù)期覆蓋范圍較小，選擇基站天線時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面。（1）為減少干擾，首先考慮選用水平半功率角接近于60度的天線。這樣的天線所構(gòu)成的輻射方向圖接近于理想的三葉草型蜂窩結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)網(wǎng)適配性較好，有助于控制越區(qū)切換。（2）城區(qū)基站一般不要求大范圍覆蓋，而更注重覆蓋的深度。由于中等增益天

3、線的有效垂直波束相比于高增益天線較寬，覆蓋半徑內(nèi)有效的深度覆蓋范圍較大，可以改善室內(nèi)覆蓋效果，所以選用中等增益天線較好。 （3）城區(qū)基站天線安裝空間往往有限，所以選用雙極化天線比較切合實(shí)際。 因此，城區(qū)基站較宜選用水平半功率角為60度左右的中等增益的雙極化天線。圖1為城區(qū)A基站天線圖，采用水平半功率角為65度的15dBi雙極化天線。實(shí)測(cè)結(jié)果，信號(hào)覆蓋均勻穩(wěn)定，效果理想。圖1：A基站天線圖2、 密集城區(qū)基站天線在密集城區(qū)基站選用電子式傾角的水平半功率角為60度左右的中等增益雙極化天線會(huì)取得較好的效果。圖1為某密集城區(qū)B基站天線圖。使用水平半功率角為65度的15dBi雙極化胖型天線，該天線外型小巧

4、，容易安裝，天線圖形狀類似氣球，相對(duì)其它天線，其主方向的增益較低，信號(hào)分布均勻，覆蓋到近區(qū)所有角落，沒(méi)有明顯弱點(diǎn)，非常適合在人口密集區(qū)、單站預(yù)期覆蓋范圍較小，對(duì)其主方向要求不高基站一般不要求大范圍覆蓋，而更注重覆蓋的深度的地方，如住宅區(qū)。實(shí)測(cè)結(jié)果，信號(hào)覆蓋均勻穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的信號(hào)大副波動(dòng)。圖2：B基站天線圖3、 農(nóng)村地區(qū)基站天線在農(nóng)村地區(qū)，鑒于話務(wù)量較小，預(yù)期覆蓋面積較大的特點(diǎn)，選擇基站天線時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面。（1）對(duì)于GSM網(wǎng)絡(luò)而言，為提高覆蓋質(zhì)量，在平原地區(qū)使用水平半功率角較大的天線效果較好，但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生切換區(qū)域增大的問(wèn)題；而在山區(qū)和丘陵地帶使用水平半功率角較小的天線易于控制覆蓋方向和

5、范圍，效果較好。 （2）為保證覆蓋半徑，應(yīng)選擇高增益天線。（3）由于極化分集依賴于移動(dòng)臺(tái)周圍反射體和散射體的分布，對(duì)于地物分布相對(duì)較稀疏的農(nóng)村地區(qū)，極化分集效果不如空間分集。因此在安裝條件具備的情況下，應(yīng)盡可能使用單極化天線。 （4）如果基站周圍各方向上都沒(méi)有明顯阻擋，話務(wù)需求較小，預(yù)期覆蓋范圍也較小，可以選用全向天線。 因此， GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)農(nóng)村地區(qū)定向基站宜選用水平半功率角適配的高增益單極化天線，例如水平半功率角為90度或65度的17dBi單極化天線。全向基站則可以選用11dBi的全向天線。 4、 郊區(qū)基站天線 郊區(qū)的情況介于城區(qū)和農(nóng)村之間。對(duì)于站距較大的基站，可以參照農(nóng)村基站天線的選

6、用原則；反之則參照城區(qū)基站天線的選用原則。全向天線覆蓋面大，水平方向上信號(hào)均勻，但是對(duì)近區(qū)的覆蓋信號(hào)較弱，使用全向電子調(diào)諧天線，垂直方向主瓣向下傾斜，加強(qiáng)了近區(qū)的信號(hào)，減少能量的損失。在需要大面積覆蓋，熱點(diǎn)話務(wù)比較靠近基站的地方應(yīng)用，效果良好。圖3：C基站位置圖圖3為廈門郊區(qū)某基站位置圖。該基站覆蓋面積大，利用全向電子調(diào)諧天線將能量稍微收縮，所覆蓋區(qū)域信號(hào)加強(qiáng)，通過(guò)測(cè)試，這一帶普遍增加3Dbm以上。5、 交通干線基站天線 如果覆蓋目標(biāo)僅為高速公路、隧道、橋梁或鐵路等交通干線，可以考慮使用八木天線。八木天線有如下特點(diǎn)：（1）八木天線的輻射方位圖與交通干線需覆蓋區(qū)域的形狀匹配較好；（2）八木天線實(shí)際上是全向天線的變形，因此無(wú)需采用功分器；（3）使用一根天線代替兩扇區(qū)天線，成本較低。 如果覆蓋目標(biāo)為交通干線及其一側(cè)的村鎮(zhèn)，則可采用方向角為210度的天線。這種天線的輻射方位特性使得天線波瓣能夠同時(shí)顧及到交通干線和村鎮(zhèn)，它具有與8字形天線類似的特點(diǎn)，波束非常窄，主方向覆蓋很遠(yuǎn)，適合覆蓋大橋、公路等狹長(zhǎng)地