移動(dòng)基站天線有關(guān)概念及選型原則.ppt

1、技術(shù)交流,主講：海天研究院 姚中興 教授 2002年5月,移動(dòng)基站天線有關(guān)概念及選型原則,一.無(wú)線通信組網(wǎng)中天線的作用,把從導(dǎo)線上傳下來(lái)的電信號(hào)做為無(wú)線電波發(fā)射到空間. 收集無(wú)線電波并產(chǎn)生電信號(hào),什么是天線?,將傳輸線中的高頻電磁能 轉(zhuǎn)成為自由空間的電磁波，或反之將自由空間中的電磁波轉(zhuǎn)化為傳輸線中的高頻電磁能。因此，要了解天線的特性就必然需要了解自由空間中的電磁波及高頻傳輸線的一些相關(guān)的知識(shí)。,天線的作用,導(dǎo)線載有交變電流時(shí)，就可以形成電磁波的輻射，輻射的能力與導(dǎo)線的長(zhǎng)短和形狀有關(guān).如果導(dǎo)線位置如由于兩導(dǎo)線的距離很近，且兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幾乎可以抵消，因而輻射很微弱。如果將兩導(dǎo)線張開(kāi)，這

2、時(shí)由于兩導(dǎo)線的電流方向相同，由兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，因而輻射較強(qiáng)。當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)線的電流很小，輻射很微弱. 當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度增大到可與波長(zhǎng)相比擬時(shí)，導(dǎo)線上的電流就大大增加，因而就能形成較強(qiáng)的輻射。通常將上述能產(chǎn)生顯著輻射的直導(dǎo)線稱為振子。,二.無(wú)線輻射電磁波的基本原理,天線可視為一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò),同軸線變化為天線,兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱振子。每臂長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)。全長(zhǎng)與波長(zhǎng)相等的振子，稱為全波對(duì)稱振子。將振子折合起來(lái)的，稱為折合振子。,1/2波長(zhǎng),一個(gè)1/2波長(zhǎng)的對(duì)稱振子 在800MHz 約 200mm長(zhǎng) 400MHz 約 400mm 長(zhǎng),1/4波長(zhǎng),1/4波長(zhǎng),1/2

3、波長(zhǎng),振子,對(duì)稱振子,波長(zhǎng),三.天線的工作頻率范圍(帶寬),無(wú)論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是在一定的頻率范圍內(nèi)工作的，通常，工作在中心頻率時(shí)天線所能輸送的功率最大，偏離中心頻率時(shí)它所輸送的功率都將減小，據(jù)此可定義天線的頻率帶寬。 有幾種不同的定義： 一種是指天線增益下降三分貝時(shí)的頻帶寬度； 一種是指在規(guī)定的駐波比下天線的工作頻帶寬度。 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中是按后一種定義的，具體的說(shuō)，就是當(dāng)天線的輸入駐波比1.5時(shí)，天線的工作帶寬。,半波振子上的場(chǎng)分布,在 820 MHz 1/2 波長(zhǎng) 為 180mm, 在890 MHz 為 170mm 175mm對(duì) 850MHz 將是最佳的 該天線的頻帶寬度

4、= 890 - 820 = 70MHz,當(dāng)天線的工作波長(zhǎng)不是最佳時(shí)天線性能要下降,在 850MHz 1/2 波長(zhǎng)振子最佳,在 890 MHz,天線振子,在 820 MHz,在天線工作頻帶內(nèi),天線性能下降不多,仍然是可以接受的。,四. 自由空間中的電磁波,. 無(wú)線電波 什么叫無(wú)線電波？無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。,無(wú)線電波有點(diǎn)象一個(gè)池塘上的波紋，在傳播時(shí)波會(huì)減弱。,無(wú)線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無(wú)線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用公里秒表示。在媒質(zhì)中的傳播速度為：/，式中為傳播媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)?？?/p>

5、氣的相對(duì)介電常數(shù)與真空的相對(duì)介電常數(shù)很接近，略大于。,因此，無(wú)線電波在空氣中的傳播速度略小于光速，通常我們就認(rèn)為它等于光速。,電磁波的傳播,可用式 / 表示。 式中，為速度，單位為米/秒； 為頻率，單位為赫茲；為波長(zhǎng)，單位為米。 由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無(wú)線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時(shí)，速度是不同的，因此波長(zhǎng)也不一樣。 我們通常使用的聚四氟乙烯型絕緣同軸射頻電纜其相對(duì)介電常數(shù)約為2.1，因此，/1.44 ，/1.44 。,無(wú)線電波的波長(zhǎng)、頻率和傳播速度的關(guān)系,無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為無(wú)線電波的極化。無(wú)線電波的電場(chǎng)方向稱為電波的極化方向。如果電波的

6、電場(chǎng)方向垂直于地面，我們就稱它為垂直極化波。如果電波的電場(chǎng)方向與地面平行，則稱它為水平極化波。,. 無(wú)線電波的極化,垂直極化,水平極化,+ 45度傾斜的極化,天線輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線的極化方向,- 45度傾斜的極化,五.天線的極化,3.圓極化波,如果電波在傳播過(guò)程中電場(chǎng)的方向是旋轉(zhuǎn)的，就叫作橢圓極化波。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果電場(chǎng)的幅度，即大小保持不變，我們就叫它為圓極化波。向傳播方向看去順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的叫右旋圓極化波，反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的叫做左旋圓極化波。 垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來(lái)接收；水平極化波要用具有水平極化特性的天線來(lái)接收； 右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來(lái)接收；

7、而左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來(lái)接收。當(dāng)來(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在接收過(guò)程中通常都要產(chǎn)生極化損失，例如：當(dāng)用圓極化天線接收任一線極化波，或用線極化天線接收任一圓極化波時(shí)，都要產(chǎn)生分貝的極化損失，即只能接收到來(lái)波的一半能量；,兩個(gè)天線為一個(gè)整體,傳輸兩個(gè)獨(dú)立的波,1. 雙極化天線,2.極化損失,當(dāng)來(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，在接收過(guò)程中通常都要產(chǎn)生極化損失，例如：當(dāng)用圓極化天線接收任一線極化波，或用線極化天線接收任一圓極化波時(shí)，都要產(chǎn)生分貝的極化損失，即只能接收到來(lái)波的一半能量； 當(dāng)接收天線的極化方向（例如水平或右旋圓極化）與來(lái)波的極化方向（相應(yīng)為

8、垂直或左旋圓極化）完全正交時(shí)，接收天線也就完全接收不到來(lái)波的能量，這時(shí)稱來(lái)波與接收天線極化是隔離的。,隔離代表饋送到一種極化的信號(hào)在另外一種極化中出現(xiàn)的比例,1000mW (即1W),1mW,在這種情況下的隔離為 10log(1000mW/1mW) = 30dB,3.(極化)隔離,天線的方向性是指天線向一定方向輻射電磁波的能力。對(duì)于接收天線而言，方向性表示天線對(duì)不同方向傳來(lái)的電波所具有的接收能力。天線的方向性的特性曲線通常用方向圖來(lái)表示. 方向圖可用來(lái)說(shuō)明天線在空間各個(gè)方向上所具有的發(fā)射或接收電磁波的能力。,六. 天線輻射的方向性,頂視,側(cè)視,1.方向圖,在地平面上，為了把信號(hào)集中到所需要的地

9、方，要求把“面包圈” 壓成扁平的,一個(gè)單一的對(duì)稱振子具有“面包圈” 形的方向圖,在這兒增益= 10log(4mW/1mW) = 6dBd,對(duì)稱振子組陣能夠控制輻射能構(gòu)成“扁平的面包圈”,在我們的“扇形覆蓋天線”中，反射面把功率聚焦到一個(gè)方向進(jìn)一步提高了增益。 這里, “扇形覆蓋天線” 與單個(gè)對(duì)稱振子相比的增益為10log(8mW/1mW) = 9dBd,“全向陣” 例如在接收機(jī)中為4mW功率,(頂視),天線,2.形成定向輻射的原理,反射面放在陣列的一邊構(gòu)成扇形覆蓋天線,3. 前后比,方向圖中，前后瓣最大電平之比稱為前后比。它大，天線定向接收性能就好?；景氩ㄕ褡犹炀€的前后比為，所以對(duì)來(lái)自振子前

10、后的相同信號(hào)電波具有相同的接收能力。,前向功率,后向功率,4. 波束寬度,方位即水平面方向圖,120 (eg),峰值,- 10dB點(diǎn),- 10dB點(diǎn),10dB 波束寬度,60 (eg),峰值,- 3dB點(diǎn),- 3dB點(diǎn),3dB 波束寬度,15 (eg),Peak,Peak - 3dB,Peak - 3dB,32 (eg),Peak,Peak - 10dB,Peak - 10dB,俯仰面即垂直面方向圖,在方向圖中通常都有兩個(gè)瓣或多個(gè)瓣，其中最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣。主瓣兩半功率點(diǎn)間的夾角定義為天線方向圖的波瓣寬度。稱為半功率（角）瓣寬。主瓣瓣寬越窄，則方向性越好，抗干擾能力越強(qiáng)。,方向

11、圖旁瓣顯示,上旁瓣抑制,下旁瓣抑制,增益是指在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的平方之比，即功率之比。增益一般與天線方向圖有關(guān)，方向圖主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。,七.天線的增益,1.增益的定義,全向天線增益與垂直波瓣寬度,9dBd全向天線,板狀天線增益與水平波瓣寬度,一個(gè)單一對(duì)稱振子具有面包圈形的方向圖輻射,一個(gè)各向同性的輻射器在所有方向具有相同的輻射,一個(gè)天線與對(duì)稱振子相比較的增益 用“dBd”表示 一個(gè)天線與各向同性輻射器相比較的增益用“dBi”表示 例如: 3dBd = 5.17dBi,2. dBd 和 dBi的區(qū)別,2.17dB,對(duì)稱振

12、子的增益為2.17dB,3. 天線增益與方向圖的關(guān)系,一般說(shuō)來(lái)，天線的主瓣波束寬度越窄，天線增益越高。當(dāng)旁瓣電平及前后比正常的情況下，可用下式近似表示 反射面天線，則由于有效照射效率因素的影響，故,八. 關(guān)于傳輸線的幾個(gè)基本概念,連接天線和發(fā)射（或接收）機(jī)輸出（或輸入）端的導(dǎo)線稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要任務(wù)是有效地傳輸信號(hào)能量。 因此它應(yīng)能將天線接收的信號(hào)以最小的損耗傳送到接收機(jī)輸入端，或?qū)l(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端，同時(shí)它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號(hào)。這樣，就要求傳輸線必須屏蔽或平衡。 當(dāng)傳輸線的幾何長(zhǎng)度等于或大于所傳送信號(hào)的波長(zhǎng)時(shí)就叫做長(zhǎng)傳輸線，簡(jiǎn)稱長(zhǎng)線。,1

13、. 天線的輸入阻抗,天線和饋線的連接端，即饋電點(diǎn)兩端感應(yīng)的信號(hào)電壓與信號(hào)電流之比，稱為天線的輸入阻抗。輸入阻抗有電阻分量和電抗分量。輸入阻抗的電抗分量會(huì)減少?gòu)奶炀€進(jìn)入饋線的有效信號(hào)功率。因此，必須使電抗分量盡可能為零，使天線的輸入阻抗為純電阻。 輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)和工作波長(zhǎng)有關(guān)，基本半波振子，即由中間對(duì)稱饋電的半波長(zhǎng)導(dǎo)線，其輸入阻抗為（73.142.5）歐姆。當(dāng)把振子長(zhǎng)度縮短時(shí)，就可以消除其中的電抗分量，使天線的輸入阻抗為純電阻，即使半波振子的輸入阻抗為73.1歐（標(biāo)稱75歐）。,2. 傳輸線的特性阻抗,無(wú)限長(zhǎng)傳輸線上各點(diǎn)電壓與電流的比值等于特性阻抗，用符號(hào)。表示。同軸電纜的特性阻抗 。13

14、8/rlog(D/d)歐姆。 通常。=50歐姆/或75歐姆 式中，D為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑； d為其芯線外徑； r為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。 由上式不難看出，饋線特性阻抗與導(dǎo)體直徑、導(dǎo)體間距和導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)，與饋線長(zhǎng)短、工作頻率以及饋線終端所接負(fù)載阻抗大小無(wú)關(guān)。,當(dāng)饋線和天線匹配時(shí)，高頻能量全部被負(fù)載吸收，饋線上只有入射波，沒(méi)有反射波。饋線上傳輸?shù)氖切胁?，饋線上各處的電壓幅度相等，饋線上任意一點(diǎn)的阻抗都等于它的特性阻抗。 而當(dāng)天線和饋線不匹配時(shí)，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時(shí)，負(fù)載就不能全部將饋線上傳輸?shù)母哳l能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回來(lái)形成反射

15、波。,9.5 W,80 ohms,50 ohms,朝前: 10W,返回: 0.5W,這里的反射損耗為 10log(10/0.5) = 13dB VSWR 是反射損耗的另一種計(jì)量,3.反射系數(shù)、駐波系數(shù)與回波損耗,駐波比、反射損耗和反射系數(shù),在不匹配的情況下,饋線上同時(shí)存在入射波和反射波。兩者疊加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相減為最小，形成波節(jié)。其它各點(diǎn)的振幅則介于波幅與波節(jié)之間。這種合成波稱為駐波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系數(shù)。 反射波幅度 （。） 反射系數(shù) 入射波幅度 （。） 駐波波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也

16、叫電壓駐波比(VSWR) 駐波波腹電壓幅度最大值max （1+） 駐波系數(shù) 駐波波節(jié)電壓輻度最小值min （1-） 終端負(fù)載阻抗和特性阻抗越接近，反射系數(shù)越小，駐波系數(shù)越接近于，匹配也就越好。,5 典型的移動(dòng)基站天線技術(shù)指標(biāo)綜述,頻率范圍MHz820 - 890 頻帶寬度MHz70 增益dBi15 極化垂直極化 阻抗 50 反射損耗dB18 半功率(3dB) 方位64 俯仰13 10分貝 (10dB)波束寬度 方位120 俯仰30 前后比dB30 俯仰上旁瓣抑制dB -12 俯仰下旁瓣抑制dB -14 下傾角(可調(diào))2 - 10 ,7 基站天饋系統(tǒng),基站天饋系統(tǒng)示意圖,8防雷保護(hù)器,主饋線（7

17、/8“）,5饋線卡,6走線架,4接地裝置,3接頭密封件 絕緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶,1天線調(diào)節(jié)支架,GSM/CDMA 板狀天線,抱桿（50114mm）,2室外饋線,9室內(nèi)超柔饋線,7饋線過(guò)線窗,基站主設(shè)備,1天線調(diào)節(jié)支架 用于調(diào)整天線的俯仰角度，范圍為：015 ； 2 室外跳線 用于天線與7/8主饋線之間的連接。常用的跳線采用1/2 饋線，長(zhǎng)度一般為3米。 3 接頭密封件 用于室外跳線兩端接頭（與天線和主饋線相接）的密封。常用的材料有絕緣防水膠帶（3M2228）和PVC絕緣膠帶3M33+）。 4 接地裝置（7/8饋線接地件 ） 主要是用來(lái)防雷和泄流，安裝時(shí)與主饋線的外導(dǎo)體直接連接在一起。一般

18、每根饋線裝三套，分別裝在饋線的上、中、下部位， 接地點(diǎn)方向必須順著電流方向。,GSM/CDMA基站天饋系統(tǒng),GSM/CDMA基站天饋系統(tǒng),5 7/8饋線卡子 用于固定主饋線，在垂直方向，每間隔1。5米裝一個(gè)，水平方向每間隔1米安裝一個(gè)（在室內(nèi)的主饋線部分，不需要安裝卡子，一般用尼龍白扎帶捆扎固定）。 常用的7/8卡子有兩種；雙聯(lián)和三聯(lián)。 7/8雙聯(lián)卡子可固定兩根饋線；三聯(lián)卡子可固定三根饋線。 6 走線架 用于布放主饋線、傳輸線、電源線及安裝饋線卡子。 7 饋線過(guò)窗器 主要用來(lái)穿過(guò)各類線纜，并可用來(lái)防止雨水、鳥(niǎo)類、鼠類及灰塵的進(jìn)入。 8 防雷保護(hù)器（避雷器） 主要用來(lái)防雷和泄流，裝在主饋線與室內(nèi)

19、超柔跳線之間，其接地線穿過(guò)過(guò)線窗引出室外，與塔體相連或直接接入地網(wǎng)。,GSM/CDMA基站天饋系統(tǒng),9 室內(nèi)超柔跳線 用于主饋線（經(jīng)避雷器）與基站主設(shè)備之間的連接，常用的跳線采用1/2超柔饋線，長(zhǎng)度一般為23米。 由于各公司基站主設(shè)備的接口及接口位置有所不同，因此室內(nèi)超柔跳線與主設(shè)備連接的接頭規(guī)格亦有所不同，常用的接頭有7/16DIN型、有N型。有直頭、亦有彎頭。 10 尼龍黑扎帶 主要有兩個(gè)作用： （1）安裝主饋線時(shí)，臨時(shí)捆扎固定主饋線，待饋線卡子裝好后， 再將尼龍?jiān)鷰Ъ魯嗳サ簟?（2）在主饋線的拐彎處，由于不便使用饋線卡子，故用尼龍?jiān)鷰?固定。室外跳線亦用尼龍黑扎帶捆扎固定。 11 尼龍白

20、扎帶 用于捆扎固定室內(nèi)部分的主饋線及室內(nèi)超柔跳線。,九. 超短波的傳播,無(wú)線電波的波長(zhǎng)不同，傳播特點(diǎn)也不完全相同。目前GSM和CDMA移動(dòng)通信使用的頻段都屬于UHF（特高頻）超短波段，其高端屬于微波。 超短波和微波的視距傳播 超短波和微波的頻率很高，波長(zhǎng)較短，它的地面波衰減很快。因此也不能依靠地面波作較遠(yuǎn)距離的傳播，它主要是由空間波來(lái)傳播的。空間波一般只能沿直線方向傳播到直接可見(jiàn)的地方。在直視距離內(nèi)超短波的傳播區(qū)域習(xí)慣上稱為“照明區(qū)”。在直視距離內(nèi)超短波接收裝置才能穩(wěn)定地接收信號(hào)。,直視距離和發(fā)射天線以及接收天線的高度有關(guān)系，并受到地球曲率半徑的影響。由簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系式可知 AB3.57(HT

21、+HR)(公里) 由于大氣層對(duì)超短波的折射作用，有效傳播直視距離為 AB4.12 (HT+HR)(公里),B,A,RT,RR,O,接收天線高HR,發(fā)射天線高HT,1.電波的多徑傳播,電波除了直接傳播外，遇到障礙物，例如，山丘、森林、地面或樓房等高大建筑物，還會(huì)產(chǎn)生反射。因此，到達(dá)接收天線的超短波不僅有直射波，還有反射波，這種現(xiàn)象就叫多徑傳輸。 由于多途徑傳播使得信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)分布相當(dāng)復(fù)雜，波動(dòng)很大；也由于多徑傳輸?shù)挠绊?，?huì)使電波的極化方向發(fā)生變化，因此，有的地方信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)增強(qiáng)，有的地方信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)減弱。另外，不同的障礙物對(duì)電波的反射能力也不同。例如：鋼筋水泥建筑物對(duì)超短波的反射能力比磚墻強(qiáng)。我們應(yīng)盡量避免

22、多徑傳輸效應(yīng)的影響。同時(shí)可采取空間分集或極化分集的措施加以對(duì)應(yīng)。,多徑傳播與反射,2.用分集接收改善信號(hào)電平,. 電波的繞射傳播,電波在傳播途徑上遇到障礙物時(shí)，總是力圖繞過(guò)障礙物，再向前傳播。這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。超短波的繞射能力較弱，在高大建筑物后面會(huì)形成所謂的“陰影區(qū)”。信號(hào)質(zhì)量受到影響的程度不僅和接收天線距建筑物的距離及建筑物的高度有關(guān)，還和頻率有關(guān)。例如一個(gè)建筑物的高度為米，在距建筑物米處接收的信號(hào)質(zhì)量幾乎不受影響，但在距建筑物米處，接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)將比無(wú)高摟時(shí)明顯減弱。這時(shí)，如果接收的是兆赫的電視信號(hào)，接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)比無(wú)高摟時(shí)減弱分貝，當(dāng)接收兆赫的電視信號(hào)時(shí)，接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)將比無(wú)高摟時(shí)減弱

23、分貝。如果建筑物的高度增加到米時(shí)，則在距建筑物米以內(nèi)，接收信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)都將受到影響，因而有不同程度的減弱。也就是說(shuō)，頻率越高，建筑物越高、越近，影響越大。相反，頻率越低，建筑物越矮、越遠(yuǎn)，影響越小。 因此，架設(shè)天線選擇基站場(chǎng)地時(shí)，必須按上述原則來(lái)考慮對(duì)繞射傳播可能產(chǎn)生的各種不利因素，并努力加以避免。,六項(xiàng)服務(wù)中與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化有關(guān)的服務(wù)能力有三項(xiàng)。 業(yè)務(wù)接入能力。即在用戶請(qǐng)求時(shí)在一定的容量限制和其他給定條件內(nèi)，得到業(yè)務(wù)的能力，在移動(dòng)通信中該項(xiàng)性能可看作呼損問(wèn)題。 業(yè)務(wù)保持能力。即在一經(jīng)接通后就能在給定的時(shí)間及條件下，保持通信的能力，通常又稱掉話問(wèn)題。 業(yè)務(wù)完善能力。即在通信中保證通話質(zhì)量、防止干擾的問(wèn)

24、題。,2、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要內(nèi)容 按照前面所說(shuō)到的服務(wù)能力要求可歸結(jié)出網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要內(nèi)容為： 力爭(zhēng)作到網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫隙覆蓋至少達(dá)到90%，覆蓋區(qū)無(wú)盲區(qū)，同時(shí)保證照射區(qū)內(nèi)達(dá)到最低接收電平； 無(wú)線資源的合理配置，提高頻率的復(fù)用系數(shù)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的容量； 減少干擾，降低掉話率，提高切換成功率。 上述三項(xiàng)內(nèi)容集中起來(lái)就是網(wǎng)絡(luò)容量及網(wǎng)絡(luò)覆蓋兩個(gè)方面問(wèn)題。這些都與基站天線參數(shù)的正確選擇與調(diào)整密切相關(guān)。,3、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中天線的作用 1） 為達(dá)到無(wú)縫隙覆蓋，正確選擇基站天線的參數(shù)十分重要對(duì)于800MHz和900MHz頻段的GSM、CDMA數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)基站，我們選用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有基站天線有如下幾個(gè)一般原則建議： 根據(jù)天線高度、基

25、站距離，可由下式計(jì)算出天線傾角公式： arch/ （r/2） （式中為波束傾角為天線高度，為站間距離）,（a）對(duì)話務(wù)量高密集區(qū)，基站間距離300-500米，計(jì)算得出 大約在1019之間。采用內(nèi)置電下傾9的+45雙極化水平半功率瓣寬65定向天線 。再加上機(jī)械可變15的傾角，可以保證方向圖水平半功率寬度在主瓣下傾1019內(nèi)無(wú)變化。經(jīng)使用證明完全可滿足對(duì)高密集市區(qū)覆蓋的要求。 （b）對(duì)話務(wù)量中密集區(qū)，基站間距離大于500米，大約在616之間可選擇+45雙極化，內(nèi)置電下傾6的水平半功率瓣寬65定向天線 ，可以保證主瓣在下傾的616內(nèi)水平半功率寬度無(wú)變化?？蓾M足對(duì)中密度話區(qū)覆蓋的要求。 （c）對(duì)話務(wù)量低

26、密集區(qū)，基站間距離可能更大一些， 大約在313之間?？蛇x擇+45雙極化，內(nèi)置電下傾3的水平半功率瓣寬65定向天線 ，可保證主瓣在下傾的313內(nèi),低上部旁瓣波形,以上所介紹的僅是優(yōu)化過(guò)程中部分天線的有關(guān)問(wèn)題。 由此可看出天線雖然在整個(gè)天線組網(wǎng)中僅占經(jīng)費(fèi)比例的1 2%，但它在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及維護(hù)工作中所占的工作量幾乎是50 60%?？梢哉f(shuō)如果沒(méi)有好的天線，就不會(huì)有好的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，更不會(huì)有高質(zhì)量的無(wú)線移動(dòng)通信服務(wù)。,三、海天公司為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研制的部分天線介紹： 1、遙控電調(diào)電下傾天線 前面我們已經(jīng)介紹了在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中需要不斷地調(diào)整天線的俯仰角。目前實(shí)現(xiàn)天線俯仰角的方法主要有兩種： 機(jī)械下傾； 電下傾， 見(jiàn)下

27、圖。,2.網(wǎng)絡(luò)中天線的調(diào)整 天線的下傾,為使波束指向朝向地面, 需要天線下傾,無(wú)下傾,電下傾,機(jī)械下傾,用于 控制覆蓋 減小交調(diào) 兩種方法:- 機(jī)械的 電的,波束下傾,電下傾情況下的波束覆蓋,無(wú)下傾,電下傾,機(jī)械下傾情況下的波束覆蓋,無(wú)下傾,機(jī)械下傾,下傾方法的比較,10電下傾,10機(jī)械下傾,6 電下傾 + 4 機(jī)械下傾,如何實(shí)現(xiàn)可變電下傾,電下傾的產(chǎn)生,無(wú)下傾時(shí) 在饋電網(wǎng)絡(luò)中 路徑長(zhǎng)度相等,有下傾時(shí) 在饋電網(wǎng)絡(luò)中 路徑長(zhǎng)度不相等,由此可看出采用機(jī)械下傾天線在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中所存在的問(wèn)題，也可看出用電下傾天線在性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于機(jī)械下傾天線。不僅如此，海天公司還研制出遙控電調(diào)電下傾天線，此種天線的特點(diǎn)是

28、： 可控波束下調(diào)下傾角動(dòng)態(tài)范圍為2o 13o（大于進(jìn)口指標(biāo)）； 波束下傾天線增益變化僅0.5dB（優(yōu)于進(jìn)口指標(biāo)）； 具有下旁瓣零值填充的特性（優(yōu)于進(jìn)口指標(biāo)）； 不降低無(wú)源天線原有的可靠性（優(yōu)于進(jìn)口指標(biāo)）。,4 關(guān)于三階互調(diào)指標(biāo),互調(diào)的定義 互調(diào)是指非線性射頻線路中，兩個(gè)或多個(gè)頻率混合后所產(chǎn)生的噪音信號(hào)。 互調(diào)產(chǎn)生的本來(lái)并不存在“錯(cuò)誤”信號(hào)，此信號(hào)會(huì)被系統(tǒng)誤認(rèn)為是真實(shí)的信號(hào)。 互調(diào)可由有源元件（無(wú)線電設(shè)備、二極管）或無(wú)源元件（電纜、接頭、天線、濾波器）引起。 具有兩個(gè)載波信號(hào)的互調(diào)失真頻率實(shí)例 頻率A及B上的載波，產(chǎn)生如下互調(diào)信號(hào)： 1階： A，B 2階： （A+B），（A-B） 3階： （2A

29、B），（2B A） 4階： （3AB），（3B A），（2A2B） 5階： （4AB），（4B A），（3A2B），（3B 2A） 互調(diào)失真如何影響系統(tǒng)的性能？ 較高功率的發(fā)射信號(hào)通常會(huì)混合產(chǎn)生互調(diào)信號(hào)，最后進(jìn)入接收波段。 而基站天線接收的信號(hào)通常功率較低。 如果互調(diào)信號(hào)與實(shí)際的接收信號(hào)具有相近或較高的功率，系統(tǒng)會(huì)誤把互調(diào)信號(hào)視為真實(shí)信號(hào)。,GSM系統(tǒng)實(shí)例： 三階互調(diào)失真信號(hào)（A=935MHz，B=960MHz) 2A-B=1870-960=910MHz 2B-A=1920-935=985MHz A及B代表GSM發(fā)射頻率 2A-B進(jìn)入GSM接收波段，帶來(lái)問(wèn)題。 五階互調(diào)失真信號(hào)（A=935MH

30、z，B=954MHz在中國(guó)移動(dòng)GSM的下行頻段內(nèi)） 3A-2B=2805-1908=897MHz（在中國(guó)移動(dòng)GSM上行頻段內(nèi)） 互調(diào)失真如何影響系統(tǒng)的性能？ 在系統(tǒng)將互調(diào)信號(hào)視為真實(shí)的接收信號(hào)的情況下，將帶來(lái)如下問(wèn)題： 信號(hào)丟失、 虛假信道繁忙、語(yǔ)音質(zhì)量下降、 系統(tǒng)容量受限 這意味著：銷售利潤(rùn)減少 雖然大部分移動(dòng)用戶可以容忍語(yǔ)音質(zhì)量下降，但信號(hào)丟失及信道繁忙常常都會(huì) 令用戶不滿。 互調(diào)是如何產(chǎn)生的？ 構(gòu)件材料 因?yàn)榇艤年P(guān)系，鐵質(zhì)材料是屬非線性的 材料不純 電鍍問(wèn)題 接觸區(qū)域/電流密度 觸點(diǎn)壓力,1.天線：收發(fā)電磁信號(hào)的專用設(shè)備。 1) 全向型,E面,H面,十一. 第三代移動(dòng)通信中的天線 智能天線,2) 定向型,3)多波束型,2、智能天線。 1）不僅能同時(shí)形成多個(gè)窄波束。 2）每個(gè)波束可以自動(dòng)跟蹤每個(gè)用戶。 3）對(duì)于干擾信號(hào)天線自動(dòng)形成零陷點(diǎn)，使干擾信號(hào)、 不能被天線所接收。 4）每個(gè)獨(dú)立波束相互不相干，彼此正交。,具有以上功能的天線就稱為智能天線，英文名稱SMART Antenna（Spectrum Management through An