【無(wú)線射頻天線】-新型全向吸頂天線技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)探討

----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----新型全向吸頂天線技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)探討一、概述

早在3G試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)初期，討論人員就發(fā)覺(jué)：3G信號(hào)衰減快、穿透損耗大、繞射力量差，在室內(nèi)分布系統(tǒng)中，2G、3G信號(hào)掩蓋不能同步，3G信號(hào)掩蓋范圍小、盲點(diǎn)和弱區(qū)多。這些問(wèn)題是3G信號(hào)頻率高所致，通常被認(rèn)為是不行逾越的技術(shù)障礙。要獲得良好的3G室內(nèi)信號(hào)，唯有增加天線密度。所以，對(duì)3G室內(nèi)分布系統(tǒng)，業(yè)界普遍認(rèn)同"小功率、多天線'的設(shè)計(jì)原則。然而，這一原則雖然解決了3G信號(hào)掩蓋問(wèn)題，卻帶來(lái)了建設(shè)成倍增加和大規(guī)模的2G室內(nèi)分布系統(tǒng)改造，同時(shí)，還導(dǎo)致更嚴(yán)峻的2G信號(hào)泄漏。

通過(guò)長(zhǎng)期觀看、測(cè)試和討論，我們發(fā)覺(jué)傳統(tǒng)全向吸頂天線存在一些技術(shù)缺陷，如高頻信號(hào)向天線正下方聚集，信號(hào)分布不勻稱、不穩(wěn)定等。高頻信號(hào)聚集效應(yīng)是導(dǎo)致3G等高頻信號(hào)快速衰減和掩蓋半徑小的真正技術(shù)緣由。經(jīng)過(guò)對(duì)寬帶天線的技術(shù)討論、反復(fù)試驗(yàn)和不斷改進(jìn)，我們研發(fā)出了寬帶、高效、節(jié)能和環(huán)保的新型全向吸頂天線。

新型全向吸頂天線拓寬了工作頻帶，降低了高頻信號(hào)電磁輻射，單天線掩蓋面積擴(kuò)大一倍以上，改善了信號(hào)掩蓋勻稱度，克服了技術(shù)障礙，彌補(bǔ)了缺陷，提高掩蓋效率，大大簡(jiǎn)化了3G室內(nèi)分布系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變了3G室分建設(shè)基本原則，實(shí)現(xiàn)了全頻段、多網(wǎng)絡(luò)同步掩蓋，避開(kāi)了重復(fù)建設(shè)，提高了室分資源的利用率，有效提升了整個(gè)室內(nèi)分布系統(tǒng)整體效率和室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，節(jié)省了大量的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，降本增效、節(jié)能降耗、低碳環(huán)保，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

本文介紹新型全向吸頂天線主要技術(shù)特性，探討其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

二、新型全向天線吸頂天線主要技術(shù)特性

新型全向吸頂天線檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。在掩蓋半徑邊緣對(duì)應(yīng)的85輻射角，天線高頻段增益比低頻段增益高1dB～2dB，對(duì)比傳統(tǒng)全向吸頂天線，平均增益提高了4.22dB，有效擴(kuò)大了高頻信號(hào)掩蓋范圍，加上3G系統(tǒng)CDMA技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使2G、3G信號(hào)掩蓋范圍基本全都，轉(zhuǎn)變了"小功率、多天線'的3G室分設(shè)計(jì)原則。

高頻信號(hào)輻射最強(qiáng)對(duì)應(yīng)天線下方30輻射角，天線高頻段平均增益為-5.5dB，對(duì)比傳統(tǒng)全向吸頂天線，平均增益降低了10dB，有效降低了電磁輻射，提高了最小耦合損耗，因此，降低了輻射，提高了天線口饋入信號(hào)功率的允許值。

通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)天線掩蓋半徑，調(diào)成天線口饋入功率，可以使高、低頻段不同邊緣場(chǎng)強(qiáng)要求的通信系統(tǒng)同步掩蓋，解決了2G、3G網(wǎng)絡(luò)掩蓋不同步的技術(shù)難題，突破室內(nèi)分布系統(tǒng)多系統(tǒng)共享的技術(shù)障礙。

另外，新型全向吸頂天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，完全軸對(duì)稱，85輻射角不圓度可掌握在1dB以內(nèi)，信號(hào)分布更勻稱，而且工作帶寬更寬。新型全向吸頂天線主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)有：

（1）突破思維定式，首先發(fā)覺(jué)并證明了傳統(tǒng)天線存在的技術(shù)缺陷，找到了3G信號(hào)快速衰減的真正技術(shù)緣由。

（2）提出了輻射角增益和輻射角不圓度技術(shù)指標(biāo)，并定義30和85輻射角作為衡量全向天線下方和掩蓋邊緣技術(shù)性能的典型角度，更加精確?????地反映了全向天線信號(hào)掩蓋勻稱性和穩(wěn)定性，完善了全向天線指標(biāo)體系，豐富了天線

技術(shù)理論。

（3）在設(shè)計(jì)思路上，突破了傳統(tǒng)全向吸頂天線單純追求高增益的設(shè)計(jì)理念，將天線實(shí)際應(yīng)用中信號(hào)分布勻稱、穩(wěn)定性和全頻段信號(hào)掩蓋邊緣場(chǎng)強(qiáng)的全都性作為全向天線設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

（4）在寬帶天線技術(shù)上，將半波振子和雙錐天線奇妙結(jié)合起來(lái)，低頻段為半波振子、高頻段為雙錐天線，避開(kāi)了偶極天線高、低頻率垂直方向圖差異過(guò)大問(wèn)題，并將高頻信號(hào)最大增益輻射角調(diào)整到70左右，加強(qiáng)了目標(biāo)掩蓋半徑邊緣的信號(hào)，解決了高頻信號(hào)聚集問(wèn)題，擴(kuò)大了掩蓋范圍，提高了掩蓋效率，同時(shí)，有效緩解了天線近處電磁輻射。

（5）提出了更高的互調(diào)指標(biāo)要求，三階互調(diào)小于-140dBc，有效降低了多系統(tǒng)合路時(shí)系統(tǒng)間的互調(diào)干擾。

（6）設(shè)計(jì)精準(zhǔn)，取消了阻抗匹配片（線）和振子防雷接地，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、對(duì)稱，無(wú)需阻抗調(diào)測(cè)，生產(chǎn)裝配簡(jiǎn)單，便于規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)品全都性、穩(wěn)定性好，不圓度指標(biāo)低。

（7）制定了明確的技術(shù)性能指標(biāo)、制造材質(zhì)和組件質(zhì)量要求，質(zhì)量可控，成本清楚。

（8）擴(kuò)展了工作帶寬（800MHz-3000MHz），比傳統(tǒng)天線高端擴(kuò)展了500MHz，利于WLAN接入和網(wǎng)絡(luò)向LTE演進(jìn)，避開(kāi)再次改造。

三、室內(nèi)全向吸頂天線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)探討

GB/T9410-2023《移動(dòng)通信天線通用技術(shù)規(guī)范》和GB/T21195-2023《移動(dòng)通信室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)天線技術(shù)條件》對(duì)我國(guó)室內(nèi)全向吸頂天線提出了技術(shù)要求，但現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)存在以下不足：

（1）GB/T9410-2023中5.1條表1中提出了室內(nèi)全向吸頂天線電性能要求，但只規(guī)定了增益，沒(méi)有明確最大增益的方向，不圓度指標(biāo)高、低頻段采納不同的輻射角，不能真實(shí)反映室內(nèi)分布系統(tǒng)對(duì)全向吸頂天線信號(hào)掩蓋性能。實(shí)

際上，提高掩蓋邊緣對(duì)應(yīng)的高輻射角增益和圓度才是有益的，而低輻射角增益高卻是增加輻射，是無(wú)益的。

（2）GB/T9410-2023中4.1.3條提到了天線材料要求，但實(shí)際上沒(méi)有相關(guān)技術(shù)規(guī)范對(duì)天線組件材質(zhì)和性能提出明確要求，導(dǎo)致移動(dòng)通信天線質(zhì)量參差不齊和惡性價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，不利于行業(yè)健康進(jìn)展。

（3）GB/T9410-2023中4.1.4條提出"天線設(shè)計(jì)應(yīng)有利于防雷'，GB/T21195-2023中5.1.5條提出"防雷要求：直接接地'，與YD/T1059-2023《移動(dòng)通信系統(tǒng)基站天線技術(shù)條件》中5.1條全都，室內(nèi)天線和室外天線防雷要求完全等同，明顯，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有考慮室內(nèi)、室外的差異。事實(shí)上，室外天線一般安裝在建筑和桿塔的頂部，天線尺度大，遭雷直擊概率大，因此，天線振子直接接地要求是合理的。但對(duì)室內(nèi)天線，天線振子體積小，且安裝于建筑物內(nèi)部，一般建筑都有防雷措施，室內(nèi)被雷擊的可能性微小，因此，振子接地要求意義不大。

為了更精確?????描述室內(nèi)全向吸頂天線實(shí)際掩蓋性能，新型全向吸頂天線引入了輻射角增益和輻射角不圓度指標(biāo)，并依據(jù)室內(nèi)實(shí)際場(chǎng)景信號(hào)掩蓋分布狀況，定義85和30輻射角作為天線高、低輻射角的典型角度，85輻射角代表天線掩蓋半徑邊緣，30輻射角代表天線下方最強(qiáng)輻射對(duì)應(yīng)角度。天線85輻射角增益越高意味著掩蓋半徑邊緣信號(hào)越強(qiáng)，單天線掩蓋范圍更廣，85輻射角不圓度越低意味著掩蓋半徑邊緣信號(hào)越穩(wěn)定；天線30輻射角增益越低意味著

天線下方電磁輻射越小，室內(nèi)信號(hào)分布越勻稱。

為了更準(zhǔn)確反映室內(nèi)全向吸頂天線在室內(nèi)分布系統(tǒng)中實(shí)際掩蓋性能，統(tǒng)一產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求，在GB/T21195-2023技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，我們制定了新型全向吸頂天線主要技術(shù)指標(biāo)，見(jiàn)表2。對(duì)比天線整體技術(shù)性能，新型全向吸頂天線技術(shù)指標(biāo)中明確了不同掩蓋角增益和掩蓋邊緣不圓度，并把高、低頻段增益和不圓度掌握指標(biāo)統(tǒng)一到85輻射角，更簡(jiǎn)單體現(xiàn)信號(hào)分布的勻稱性和穩(wěn)定性。對(duì)天線組件材質(zhì)及性能，新型全向吸頂天線也作了明確規(guī)定，利于產(chǎn)品的規(guī)范生產(chǎn)和統(tǒng)一質(zhì)量掌握標(biāo)準(zhǔn)。

表2新型全向吸頂天線主要技術(shù)指標(biāo)（中國(guó)聯(lián)通暫行標(biāo)準(zhǔn)）

四結(jié)束語(yǔ)

新型全向吸頂天線轉(zhuǎn)變了高頻段技術(shù)性能，突破了2G、3G網(wǎng)絡(luò)掩蓋不同步的技術(shù)障礙，解決了室