GSM天线原理.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 天线的主要机械指标如上所示： 天线输入接口：为了改善无源交调及射频连接的可靠性，基站天线的输入接口采用7/16DIN-Female，在天线使用前，端口应有保护盖，以免生成氧化物或进入杂质。 天线尺寸和重量：为了便于天线储存、运输、安装及安全，在满足各项电气指标情况下，天线的外形尺寸应尽可能小，重量尽可能轻。 风负荷：基站天线通常安装在高楼及铁塔上，尤其在沿海地区，常年风速较大，要求天线在36m/s时正常工作，在55m/s时候不被破坏。 工作温度和湿度：基站天线应该在环境温度－40度到＋65度范围内、相对湿度0－100％范围内正常工作。 雷电防护：基站天线所有输入端口要求直流直接接地。 三防能力：基站天线必须具备三防能力，即防潮、防盐雾、防霉菌。对于基站全向天线必须允许天线倒置安装，同时满足三防要求。 * 随着GSM系统的不断发展，用户对移动通信网络的要求越来越高。为了实现大型建筑物室内、公路/铁路隧道、地铁等特殊地区的良好覆盖，带来了对分布式天线系统的需求。 如上图：来自基站的下行信号通过接口进入分布式天线系统，经过功分器形成多个分路，每个分路又可以通过功分器形成更细的支路，在每个支路的末端，连接着一个小天线，每个小天线覆盖一定的区域，当信号强度不够时，通过双向放大器进行一定增益的放大；反之，来自各个分支区域的上行信号经过小天线、功分器、双向放大器，通过接口到达基站。 在以上系统中，信号的传输电路和分配，可以是同轴电缆和射频功分器，也可以光链路。还可以是同轴电缆、功分器和辐射天线的混合体：泄露电缆。 分布式天线系统有以下形式：同轴馈电式分布天线、光纤馈电式分布天线、泄漏电缆等； * 为了降低损耗，在干线，尽量使用损耗较小的7/8‘’馈线；为了便于工程安装，在支路上，采用1/2”超柔电缆。常用电缆指标如下： * * * * 极化隔离 隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例 1000mW (即1W) 1mW 在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB 天线工作带宽 无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的。通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。 天线工作带宽有几种不同的定义： 一种是指天线增益下降3dB时的频带宽度； 一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度; 在移动通信系统中天线工作带宽是按后一种定义的。具体的说，就是当天线的输入驻波比≤1.5时，天线的工作带宽。 天线的主要机械指标 天线输入接口 天线尺寸 天线重量 风载荷 工作温度 湿度要求 雷电防护 三防能力 第四章 天线选型 1）? 为达到无缝隙覆盖，正确选择基站天线的参数十分重要对于1800MHz和900MHz频段的GSM、CDMA数字移动通信网基站，我们选用国内现有基站天线有如下几个一般原则建议： 根据天线高度、基站距离，可由下式计算出天线倾角公式： ?＝arcｔｇh/ （r/2） （式中?为波束倾角ｈ为天线高度，ｒ为站间距离） （a）对话务量高密集区，基站间距离300-500米，计算得出 ?大约在10°～19°之间。采用内置电下倾9°的+45°双极化水平半功率瓣宽65°定向天线 。再加上机械可变15°的倾角，可以保证方向图水平半功率宽度在主瓣下倾10°～19°内无变化。经使用证明完全可满足对高密集市区覆盖的要求。 （b）对话务量中密集区，基站间距离大于500米，?大约在6°～16°之间可选择+45°双极化，内置电下倾6°的水平半功率瓣宽65°定向天线 ，可以保证主瓣在下倾的6°～16°内水平半功率宽度无变化。可满足对中密度话区覆盖的要求。 （c）对话务量低密集区，基站间距离可能更大一些， ?大约在3°～13°之间。可选择+45°双极化，内置电下倾3°的水平半功率瓣宽65°定向天线 ，可保证主瓣在下倾的3°～13°内水平半功率宽度无变化，可满足对低密话区覆盖的要求。 话务量不大，主要考虑覆盖大的要求，基站间距很大，可以选用单极化，空间分集，增益较高的（17dB）65°定向天线 （三扇区）、或17dB90°定向天线(双扇区，如下图)。 2）? 在县城及城镇地区 话务量很小，主要考虑覆盖，基站大都为全向站，天线可选高增益全向天线 。根据基站架设高度，可选择主波束下 倾3