移动通信基站天线的巧用

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1、移动通信基站天线的巧用杨松鹤基站天线是移动通信系统的重要组成部分，它的作用是有效地发射或接收电磁波。发射天线把高频电流形式的能量转变成同频率的无线电波能量发射出去，接收天线把其接收下来的高频无线电波能量转变成同频率的电流能量。基站天线是移动通信无线网络的最终发射部分，是基站的最后一个环节。它运行的质量与移动通信网络的整体运行质量密切相关，对移动通信GSM无线网络的质量具有举足轻重的影响。如果不考虑环境、地形和使用目的，采用同一种天线，效果肯定不理想。在移动通信网络工程设计中，应该根据网络的覆盖要求、话务量分布、抗干扰要求和网络服务质量等实际情况来合理的选

2、择基站天线。各种天线均有其优缺点、主要应用范围及不尽相同的使用目的。针对各种天线进行分析，了解其特点，配合基站所处环境以及基站的目标功能（覆盖或吸收话务等），合理巧妙使用各种天线，才能取得良好效果。天线使用环境大致分为五种类型：城区、密集城区、郊区、农村地区、交通干线等。下列针对上述几种环境对天线的使用技巧进行分析举例。1、城区基站天线城区基站密度较高，单站预期覆盖范围较小，选择基站天线时应考虑以下几方面。（1）为减少干扰，首先考虑选用水平半功率角接近于60度的天线。这样的天线所构成的辐射方向图接近于理想的三叶草型蜂窝结构，与现网适配性较好，有助于控制越

3、区切换。（2）城区基站一般不要求大范围覆盖，而更注重覆盖的深度。由于中等增益天线的有效垂直波束相比于高增益天线较宽，覆盖半径内有效的深度覆盖范围较大，可以改善室内覆盖效果，所以选用中等增益天线较好。（3）城区基站天线安装空间往往有限，所以选用双极化天线比较切合实际。因此，城区基站较宜选用水平半功率角为60度左右的中等增益的双极化天线。图1为城区A基站天线图，采用水平半功率角为65度的15dBi双极化天线。实测结果，信号覆盖均匀稳定，效果理想。图1：A基站天线图1、密集城区基站天线密集城区基站天线的选择与一般城区基站类似。但由于密集城区基站站距往往只有40

4、0米到600米，在使用水平半功率角为65度的15dBi双极化天线，且天线有效挂高35米的情况下，天线下倾角可能设置在14.0度到11.5度之间。此时如果单纯采用机械下倾的方式，倾角过大将引起水平波束变宽，干扰增大，同时上副瓣也会引入较大干扰；而采用电子式倾角天线，则可以较好的解决波形畸变的问题，产生的干扰相对较小。所以在密集城区基站选用电子式倾角的水平半功率角为60度左右的中等增益双极化天线会取得较好的效果。图1为某密集城区B基站天线图。使用水平半功率角为65度的15dBi双极化胖型天线，该天线外型小巧，容易安装，天线图形状类似气球，相对其它天线，其主方

5、向的增益较低，信号分布均匀，覆盖到近区所有角落，没有明显弱点，非常适合在人口密集区、单站预期覆盖范围较小，对其主方向要求不高基站一般不要求大范围覆盖，而更注重覆盖的深度的地方，如住宅区。实测结果，信号覆盖均匀稳定，没有出现明显的信号大副波动。图2：B基站天线图1、农村地区基站天线在农村地区，鉴于话务量较小，预期覆盖面积较大的特点，选择基站天线时应考虑以下几方面。（1）对于GSM网络而言，为提高覆盖质量，在平原地区使用水平半功率角较大的天线效果较好，但同时会产生切换区域增大的问题；而在山区和丘陵地带使用水平半功率角较小的天线易于控制覆盖方向和范围，效果较好

6、。（2）为保证覆盖半径，应选择高增益天线。（3）由于极化分集依赖于移动台周围反射体和散射体的分布，对于地物分布相对较稀疏的农村地区，极化分集效果不如空间分集。因此在安装条件具备的情况下，应尽可能使用单极化天线。（4）如果基站周围各方向上都没有明显阻挡，话务需求较小，预期覆盖范围也较小，可以选用全向天线。因此，GSM移动通信网络农村地区定向基站宜选用水平半功率角适配的高增益单极化天线，例如水平半功率角为90度或65度的17dBi单极化天线。全向基站则可以选用11dBi的全向天线。2、郊区基站天线郊区的情况介于城区和农村之间。对于站距较大的基站，可以参照农村

7、基站天线的选用原则；反之则参照城区基站天线的选用原则。全向天线覆盖面大，水平方向上信号均匀，但是对近区的覆盖信号较弱，使用全向电子调谐天线，垂直方向主瓣向下倾斜，加强了近区的信号，减少能量的损失。在需要大面积覆盖，热点话务比较靠近基站的地方应用，效果良好。图3：C基站位置图图3为厦门郊区某基站位置图。该基站覆盖面积大，利用全向电子调谐天线将能量稍微收缩，所覆盖区域信号加强，通过测试，这一带普遍增加3Dbm以上。1、交通干线基站天线如果覆盖目标仅为高速公路、隧道、桥梁或铁路等交通干线，可以考虑使用八木天线。八木天线有如下特点：（1）八木天线的辐射方位图与交

8、通干线需覆盖区域的形状匹配较好；（2）八木天线实际上是全向天线的变形，因此无需采