不同系統(tǒng)天線隔離度研究

1、    不同系統(tǒng)天線隔離度研究    摘要：論述了影響天線的主要性能參數(shù)，介紹了國內(nèi)主要的集中通信系統(tǒng)之間的天線干擾和彼此之間隔離度，基于該隔離度，通過工程設計設置了不同系統(tǒng)的天線之間的隔離方法。關鍵詞：基站天線；隔離度；距離：tn92 ：a ：1007-9416（2018）06-0048-021 引言移動通信系統(tǒng)中，基站天線是通信的核心部件，其用于發(fā)射或接收電磁波。在規(guī)劃基站天線時，至少要考慮下傾角、方向角、天線間的距離、天線分集距離以及天線掛高等參數(shù)。天線之間是通過電磁耦合進行通信，然而，當天線距離太近時就會出現(xiàn)不期望的信號干擾，因此，天線之間的隔離

2、度是實現(xiàn)電磁耦合所必須的重要參數(shù)。2 系統(tǒng)間干擾分析2.1 雜散干擾對于發(fā)射機中的功放器、濾波器、混頻器等，常常會在期望的工作帶寬以外產(chǎn)生不期望的輻射信號分量，例如：包括諧波分量、熱噪聲、寄生輻射、發(fā)射機互調(diào)、頻率轉(zhuǎn)換產(chǎn)物等，這些都屬于雜散干擾。2.2 互調(diào)干擾互調(diào)干擾包括發(fā)射分量與干擾源形成的互調(diào)干擾、多個干擾源形成的互調(diào)干擾以及交叉調(diào)制干擾3種。多干擾源形成的互調(diào)干擾是基于被干擾系統(tǒng)接收機的非線性，兩個或更多個干擾信號分量的強度比較高時所產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物。發(fā)射分量與干擾源形成的互調(diào)干擾是基于雙工器濾波特性不理想，所引起的被干擾系統(tǒng)發(fā)射分量泄漏到接收端，與干擾源在非線性器件上形成互調(diào)。交叉調(diào)制

3、是基于接收機非線性引起的，被干擾系統(tǒng)的發(fā)射信號與靠近接收頻段的窄帶干擾信號相混合，就會產(chǎn)生交叉調(diào)制。2.3 阻塞干擾阻塞干擾指：有用信號信號加入接收機的同時也有強干擾信號也同時加入，強干擾會影響接收機的非線性器件飽和性，從而使得非線性失真。如果只有有用信號，在信號過強時，也容易產(chǎn)生振幅壓縮，嚴重時就會阻塞。產(chǎn)生阻塞的主要原因：器件的非線性，尤其是引起交調(diào)、互調(diào)的多階產(chǎn)物，此外，接收機的受限動態(tài)范圍也有可能導致阻塞干擾。互調(diào)干擾出現(xiàn)的原因在于：當器件工作在多個頻率時，這多個頻率相互調(diào)制會產(chǎn)生新頻率，如果新頻率落在工作頻段內(nèi)，就會產(chǎn)生干擾，然而，這種干擾可以通過頻率規(guī)劃進行避免。因此，在此不考慮互

4、調(diào)干擾的影響，僅考慮雜散干擾和阻塞干擾對共址時的干擾。3 各系統(tǒng)間的隔離度分析為了避免不同系統(tǒng)間的干擾，并減小其對通信質(zhì)量的影響，都會要求不同基站天線間的耦合損耗大于一個最小門限，該耦合損耗就是隔離度。3.1 系統(tǒng)間隔離要求根據(jù)各系統(tǒng)的干擾指標，分別計算不同系統(tǒng)的雜散干擾隔離度要求和阻塞干擾隔離度要求，得到如下的隔離度結(jié)果。（1）gsm（gsm900、dcs1800）系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的干擾隔離度要求。根據(jù)gsm900、gsm1800基站對其他系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度要求、雜散干擾隔離度要求，計算不同系統(tǒng)之間的隔離度。gsm900分別于gsm1800、cdma800、wcdma、td-scdma、td

5、-lte的隔離度為39db、34db、34db、32db、34db；gsm1800分別于gsm900、cdma800、wcdma、td-scdma、td-lte的隔離度為39db、34db、34db、32db、34db。（2）cdma系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的干擾隔離度要求。根據(jù)cdma基站對其他系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度要求、雜散干擾隔離度要求，得到如下的隔離度結(jié)果：cdma800分別于gsm900、gsm1800、wcdma、td-scdma、td-lte的隔離度為63db、83db、83db、83db、82db。（3）wcdma系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的干擾隔離度要求。根據(jù)wcdma基站對其他系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度

6、要求、雜散干擾隔離度要求，得到如下的隔離度結(jié)果；wcdma分別于gsm900、gsm1800、cdma800、td-scdma、td-lte的隔離度為35db、44db、32db、33db、33db。（4）td-scdma系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的干擾隔離度要求。根據(jù)td-scdma基站對其他系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度要求、雜散干擾隔離度要求，得到如下的隔離度結(jié)果。td-scdma分別于gsm900、gsm1800、cdma800、wcdma、td-lte的隔離度為35db、44db、31db、33db、34db。（5）td-lte系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的干擾隔離度要求。根據(jù)td-lted頻段基站對其他系統(tǒng)的阻塞干擾

7、隔離度要求、雜散干擾隔離度要求，得到如下的隔離度結(jié)果。td-lte分別于gsm900、gsm1800、cdma800、wcdma、td-scdma的隔離度為35db、44db、66db、33db、33db。（6）系統(tǒng)間隔離要求。根據(jù)以上計算，各通信系統(tǒng)間隔離要求總結(jié)如下：（單位：db）3.2 系統(tǒng)間天線安裝隔離要求根據(jù)以上各系統(tǒng)間隔離要求，假設兩系統(tǒng)天線均為allgon 722702同向覆蓋，則各通信系統(tǒng)隔離要考慮不同系統(tǒng)之間的距離。其中理論分析中，cdma與dcs1800、wcdma、td-scdma、td-lte的隔離距離達到82db，需要水平隔離225.5米或垂直隔離7.3米，gsm90

8、0與cdma之間的水平隔離22.56米或垂直隔離2.31米，其他各系統(tǒng)之間的隔離度均可通過小距離間距即可實現(xiàn)隔離效果。而高距離的隔離要求在工程上是很難實現(xiàn)的。實際測量各廠商的cdma基站設備，指標一般都遠好于協(xié)議規(guī)定的最低要求。工程上一般采取cdma天線與其它系統(tǒng)天線垂直隔離23米，對應的隔離度約6070db。4 天線安裝要求天線在安裝時，需要依據(jù)如下的原則進行設置，用于得到理想的覆蓋，同時減少天線之間的干擾：（1）天線周圍的凈空要足夠?qū)?，一般設置為50100m，天線底部要高出周圍環(huán)境一定距離，一般要高出5m以上。（2）如果天線安裝在墻面，天線與墻面的夾角要大于75°。（3）空間分集

9、天線的間隔距離主要考慮接收天線分集距離、天線隔離度兩個方面的影響。（4）基站天線安裝時應避免天線主瓣被山體或高大建筑遮擋。5 天線隔離措施一般采用以下方法實現(xiàn)系統(tǒng)間隔離度：（1）不同系統(tǒng)的天線之間增加隔離物，提高不同天線之間的隔離度；（2）不同系統(tǒng)的天線之間保持足夠的距離，實現(xiàn)空間上的相互隔離；（3）若存雜散干擾，則在產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)方增加可以減少雜散損耗濾波器，改善隔離度性能；（4）若存在阻塞干擾，則在被干擾的系統(tǒng)方增加可以提高隔離度性能的濾波器。在空間條件可以滿足的前提下，一般都會優(yōu)先考慮提高天線之間的距離進行改善。而在工程實施時，一般采用垂直空間隔離、水平空間隔離或兩種混合的方式在不同的平

10、臺、不同的位置、鐵塔等進行隔離。6 結(jié)語在商業(yè)密集區(qū)，無線環(huán)境性對復雜，城市建設中的通信環(huán)境也常常會變化，也導致會經(jīng)常調(diào)整基站天線。為了得到需求的天線性能，對已有基站設備和基站天線進行調(diào)整，僅僅通過調(diào)整天線之間的距離以增加隔離度是不夠的，還需要提高天線本身的隔離效果，不僅用于提高無線網(wǎng)絡的防干擾，還可以節(jié)約成本。參考文獻1啜鋼，王文博，常永宇.移動通信原理與應用m.北京郵電大學出版社，2002.2楊大成.cdma2000技術m.北京郵電大學出版社，2000.3張傳福.cdma網(wǎng)絡規(guī)劃中的關鍵性問題j.信息網(wǎng)絡，2008，（10）：49-52.4趙琦，鄢華，張瑩.cdma無線網(wǎng)絡工程規(guī)劃分析j.電信工程技術與標準化，2011，24（12）：70-73.abstract：the main performance parameters affecting the antenna are discussed， and the antenna interference and isolation between the main centralized communication systems in china are introduced. based on this isolatio