TD-SCDMA基站的防雷接地.PDF

TD-SCDMA基站的防雷接地 中讯邮电咨询设计院 华京 序言 TD-SCDMA是我国目前最先投入建设的3G无线通 信系统，与以往2G系统有显著区别，特别是基站天 馈系统的雷电防护，与2G基站明显不同，出现了一 些新情况、新问题。因此，应加强TD-SCDMA基站防 雷的研究，找出合理、可行的防护措施。 1. TD-SCDMA基站的特点 1.1 TD-SCDMA的基站设备 TD-SCDMA基站设备种类主要有宏基站、微基站、 拉远站、直放站和一体化基站，在2006年的三地实 验网中，宏基站得到了广泛使用和验证，部分厂商 的微基站得到少量应用，而拉远站因馈线少、适应 环境能力强而被后续工程广泛采用，直放站在TD- SCDMA组网中应用较少。 1.2 与2G基站的主要区别 第二代移动通信基站设备的典型设计方案是将接收天线、发 射天线安装在室外，将射频收发信机安装在室内，射频收发 信机与天线间用低损耗的射频电缆直接连接。 而第三代移动通信系统，由于射频电缆在2GHz以上频段的损 耗大，如果室内射频收发信机使用射频电缆直接与天线连 接，会出现很大困难。因此，3G通信基站普遍采用了“射频 拉远技术”。既将无线基站中的射频收发部分（射频远端设 备）与基带数字信号处理（室内单元）分开，并将射频远端 设备设置在天线旁的塔放内，天线接收的信号先在射频远端 设备中转为中频信号，再通过中频传输系统传回到基站室内 单元。 使用中频传输系统将射频远端设备与室内单元连接时，可以 采用有线或无线传输方式，实现300米或更远的传输距离。传输 介质可以是中频电缆、光纤或微波接力设备等。 1.2 TD-SCDMA天馈系统 TD-SCDMA天馈系统包括智能天线、馈线、TPA 和GPS等，智能天线是整个天馈系统的核心。智能天 线尺寸大、馈线多等也是目前业界着力解决的问 题，从早期的8目智能天线（高1347mm×宽650mm× 深110 mm）到6目智能天线（高1 350 mm×宽506 mm×深70 mm），从31根馈线到3根集束电缆，从2个 TPA到1个集成压铸模TPA，其目标都是降低安装工艺 要求，减少站址获取及施工的难度。 天馈系统示意图 由于TD-SCDMA基站采用了智能天线技术，因此天线尺寸较大、 馈线多、塔放外挂。 1.3 TD-SCDMA基站雷电防护的新问题 1）从基站机房（基带单元BBU）引出，联接到天线系统（塔 放，既RRU）的缆线中，除射频电缆改为中频电缆外，还增 加了电源、控制和GPS同步电缆。而这些电缆端口又都是很 容易受到雷电损坏的部件。 2）由于采用智能天线或电调天线，塔放（RRU）与天线的连 接线中，除射频馈线外，也有电源及控制线，虽然这段线路 的距离较短，但当铁塔遭受直击雷时其所处的电磁环境及其 恶劣。 3）由于采用射频拉远技术后，3G基站的机房与天线塔杆可 能相距很远。因此很多情况下天线塔杆与机房的地网无法相 互连通形成联合接地。在这种情况下大大增加了机房与天线 系统的电位差，给防护增添了不小难度。 根据以上分析可以看出，3G基站雷电防护的重点在 于和塔放（RRU）相连的各个线缆及端口。 但是仅仅做好塔放（RRU）相关端口的保护还是不够 的，还必须从基站地网、站内等电位联接、进站动 力电缆和传输光缆的防护、站内电源系统雷电过电 压保护，以及环境监控系统保护等多方面，进行综 合防护才能达到良好的防护效果。 2.基站天馈线系统的防雷保护 2.1 天线至塔放的线缆端口保护 1）由于塔放和天线的距离很近 （馈线长度一般在2米以下）， 雷击时天线与塔放接地点间的电 位差不大，不容易产生很强的反 击电压，但雷电的电磁场强度很 大，容易产生雷电感应。 2）由于3G采用了智能天线或电调天线，天线内部包 含了脆弱电子线路，因此天线对雷电的自身抗力远 小于2G的无源天线系统。 3）为了减少雷电电磁场和电位反击的影响，塔放至 天线的射频馈线必须将外护层两端可靠接地。两侧 馈线端口