移動通信基站天線的巧用

1、移動通信基站天線的巧用楊松鶴基站天線是移動通信系統(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)變成同頻率的無線電波能量發(fā)射出去，接收天線把其接收下來的高頻無線電波能量轉(zhuǎn)變成同頻率的電流能量?；咎炀€是移動通信無線網(wǎng)絡(luò)的最終發(fā)射部分，是基站的最后一個環(huán)節(jié)。它運(yùn)行的質(zhì)量與移動通信網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)行質(zhì)量密切相關(guān)，對移動通信GSM無線網(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。下列針對上述幾種環(huán)境對天線的使用技巧進(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)測結(jié)果，信號覆蓋均勻穩(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，相對其它天線，其主方向的增益較低，信號分布均勻，覆蓋到近區(qū)所有角落，沒有明顯弱點(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)測結(jié)果，信號覆蓋均勻穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)明顯的信號大副波動。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)，選擇基站天線時應(yīng)考慮以下幾方面。（1）對于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，但同時會產(chǎn)生切換區(qū)域增大的問題；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臺周圍反射體和散射體的分布，對于地物分布相對較稀疏的農(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，水平方向上信號均勻，但是對近區(qū)的覆蓋信號較弱，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，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)域信號加強(qiáng)，通過測試，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、公路等狹長地