分析TD-SCDMA智能天線的四大趨勢

1、【Word版本下載可任意編輯】 分析TD-SCDMA智能天線的四大趨勢 隨著我國擴大規(guī)模TD-SCDMA實驗網的順利實施，TD系統(tǒng)技術及應用得到了進一步的發(fā)展和完善，但由于TD-SCDMA系統(tǒng)中智能天線和塔放單元的體積偏大，給實際的工程建設和站址選擇等方面增加了一定的難度。為此，一些單位探索將傳統(tǒng)8陣元智能天線改為6陣元、變單極化為雙極化、通過修改天線陣的物理構造或是改變天線陣的排列方式等，并取得了一定的成績。但上述方式或多或少的都會影響TD系統(tǒng)的性能，或是增加了智能天線的制造難度，或是所改變的性能不夠大，距需要到達大幅度減小體積的期望值還有一定的差距。能不能有一種既不影響系統(tǒng)性能同時又大幅度

2、減小現有智能天線體積的方案呢？人們對智能天線又提出了更高的要求。 就目前的天線技術發(fā)展狀況來講，天線的小型化、集成化可應用很多種技術：如介質天線技術、有源天線技術、多天線（MIMO）技術、新型的電磁材料天線技術、等離子天線技術等。 趨勢一：與MIMO技術相結合 MIMO技術是4G中的一項關鍵技術，可以大大增加無線通信系統(tǒng)的容量，并有效改善無線通信系統(tǒng)的性能，非常適合未來移動通信系統(tǒng)中對高速率業(yè)務的要求。 MIMO 的優(yōu)點是能夠增加無線范圍并提高性能。連接到老的 802.11g 接入點的 802.11n 站點能夠以更高的速度連接到更遠的距離。例如，如果使用老站點，從 25 英尺的距離連接到接入點

3、的速度是 1Mbps；而使用 802.11n MIMO 時站點的速度為 2Mbps。增加到 2Mbps 的范圍，允許用戶在更遠的距離保持連接。 無線電發(fā)送的信號被反射時，會產生多份信號。每份信號都是一個空間流。使用單輸入單輸出（SISO）的當前或老系統(tǒng)只能發(fā)送或接收一個空間流。MIMO 允許多個天線同時發(fā)送和接收多個空間流。它允許天線同時傳送和接收。 智能天線和MIMO都屬于多天線系統(tǒng)中的技術，兩者既有共性又有顯著區(qū)別：智能天線是僅在無線鏈路的一端采用陣列天線捕獲與合并信號的處理技術；而MIMO是在無線鏈路兩端都使用多元天線陣列，將發(fā)送分集和接收分集結合起來的技術。并且到達天線陣的信號必須相互

4、獨立，用多個天線接收信號來克服信號到達接收機的空間深衰落，增加分集增益。 智能天線技術可以形成能量集中的波束，增強有用信號并降低干擾，而MIMO技術可以充分利用多徑信息來提高系統(tǒng)容量。如果將兩者結合起來，充分利用兩種技術帶來的增益，將給系統(tǒng)性能和容量帶來極大的提升。因此，充分結合MIMO技術和智能天線技術的優(yōu)點，進一步開發(fā)空域資源，使得通信終端能在更高的移動速度下實現可靠傳輸，則成為智能天線未來發(fā)展的必然趨勢之一。 趨勢二：一體化智能天線 目前，現網使用的雙極化智能天線都需要通過9條上跳線額外連接RRU設備，其中8條連接天線射頻通道，1條是智能天線校準線。這種智能天線和RRU分體通過電纜連接的

5、方式有著一些不可防止的缺點，如：9條上跳線均需要做好接頭防水處理，電大量防水接頭施工給工程帶來極大的不便，使得安裝困難的同時還降低了設備的穩(wěn)定性；天線和RRU設備之間的線纜連接也使得基站室外美觀性大大降低，站點選擇及協(xié)調困難，周圍居民抵觸情緒較高；分別安裝RRU和天線，消耗工時，安裝復雜；8個天線端口需要有很好的幅度和相位一致性，以便在智能天線的方向圖合成中以及校準中獲得準確的結果。在實際應用中，9根上跳線的幅相一致性以及長期戶外應用中的穩(wěn)定性和可靠性都將難以保證等。 一體化智能天線是將天線與RRU整合為一體的智能天線，此類天線是在普通雙極化天線的根底上，外部構造做相應調整完成的，在電氣性能，

6、電性能測試等方面，與普通雙極化天線一致?？紤]到室外F、E頻段的引入，一體化智能天線必將登上TD-SCDMA網絡建設的舞臺，成為智能天線發(fā)展的重要趨勢之一。 趨勢三：電調智能天線 目前，現網采用的智能天線均采用預置下傾和機械下傾相結合的方式來調整天線的下傾角。雖然這種方式也能滿足覆蓋要求，但在工程應用中也暴露了一些機械調下傾角無法克服的缺點，如：調整下傾角困難，在網絡優(yōu)化的工程中，需要消耗大量的人力資源，調節(jié)效率低；由于采用機械下傾，站點在開展隱蔽工程時，隱蔽外罩需要預留較大的下傾角調節(jié)空間，造成隱蔽工程體積龐大；在大角度下傾時水平面覆蓋產生畸變，且伴隨交叉極化和主極化特性變差、水平面前后比與無

7、下傾時趨勢不一致等。 正是由于常規(guī)智能天線存在這些不可克服的缺點，電調智能天線的開發(fā)與應用將必然成為未來TD-SCDMA智能天線發(fā)展的重要趨勢之一。電調智能天線有以下優(yōu)點： 可實現波束下傾角的連續(xù)動態(tài)調整，網絡優(yōu)化動態(tài)實時調整時不需要閉站，可以及時平衡覆蓋、容量、干擾等多方面的矛盾； 在構造上垂直安裝，無需考慮下傾預留空間，安裝件簡單可靠，且便于美化； 監(jiān)控數據庫保存各站址天線波束的調整數據和歷史數據，便于結合遠程監(jiān)控分析和優(yōu)化網絡覆蓋。 趨勢四：介質智能天線 對于基站天線來說，小型化天線有著不可比較的優(yōu)勢：不僅可以降低機械承載，方便天線的安裝，而且可以節(jié)省寶貴的天面資源，為多系統(tǒng)的天線共站提

8、供了更加便利的條件，此外，也非常有利于天線美化和隱蔽工程。雖然目前的雙極化智能天線尺寸已比初的智能天線尺寸減少了一半左右，但還不能稱之為小型化天線，小尺寸智能天線的研發(fā)和應用仍是智能天線未來的發(fā)展方向之一。 由于電磁波在不同的介質傳播特性有所不同，介質的存在就會影響電磁波的傳播，利用這個特性，采用低損耗高頻介質作為填充材料，結合適當的天線構造，在選擇適當形狀、介電常數以及饋電方式的情況下，介質諧振器可以作為天線來使用。介質天線的一大優(yōu)點就是在不改變天線性能的情況下，可以將天線的尺寸大幅度降低。 介質智能天線就是將介質天線和智能天線相結合而制造出來的幾何尺寸較小的智能天線。TD-SCDMA系統(tǒng)使

9、用的智能天線是由多個天線單元組成的天線陣，介質材料的使用不僅可以減小單個天線單元的尺寸，還可以減小天線單元之間的間距，從而減小智能天線整體尺寸。小型化的介質智能天線不僅減小了天線尺寸，同時還降低了成本，便于實際工程安裝，對環(huán)境的影響減小，有很強的實際可操作性。 隨著現代材料科學與電子信息科學技術的交叉滲透和全面發(fā)展，介質智能天線及有源智能天線系統(tǒng)的出現，使得TD-SCDMA系統(tǒng)的智能天線實現小型化、高性能、集成化、低成本等得到可能。介質智能天線使得長期煩擾TD-SCDMA系統(tǒng)的“面子”問題得到解決，有源天線使得系統(tǒng)的集成化進一步提高，“瘤子”問題也可迎刃而解，再加上光纖拉遠技術已解決的“辮子”問題，長期困擾TD-SCDMA系統(tǒng)的三大問題就可以得到解決。小型化、集成化不僅使得系統(tǒng)