移动通信基站天线的研究.pdf

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1、综述与交流■棚嗣麓哺2012年9月移动通信基站天线的研究彭文文(广东公诚通信建设监理有限公司惠州分公司)摘要：随着移动通信技术的兴起和快速发展，其在国民经济的各个领域的应用也越来越广泛。随着移动通信网络覆盖范围的增加，移动通信基站的数量也逐渐增多，数量庞大的基站天线功能的稳定性尤为重要。智能天线具有抗干扰能力强、频率利用率高等一系列优点，在移动基站系统应用广泛。关键词：移动通信：通信基站；防雷；基站天线；智能天线引言由于移动通信具有很大的便利性，可以不受时间以及空间的限制随时的接入通信网络，因此在国民经济的各个领域以及人们的日常生活中扮演着日渐重要的角色，极大的促进了经济发展、

2、社会进步，方便人们日常生活。在蜂窝移动通信系统中，基站天线的作用就是在基站与服务区域内各移动站之间建立无线电传输线路，移动站和基站间的通信必须有基站天线的配合方可完成。因此基站天线作为移动通信系统最基本的组成部分之一，是保证信号正常发射和接收的基础，其稳定性和安全性至关重要。1移动通信基站的防雷移动通信基站是保证移动通信用户进行正常通信的移动通信交换中心，然而，很多基站设立在条件较差的郊区、山地或者民用建筑上，一般架设较高并由钢铁支架支撑，其遭受雷击损坏设备、影响信号发射等情况频繁发生，造成通信网中断。特别是在雷暴日数多和雷暴强度较高的地区，雷电灾害事故更为严重，对用户和运营商

3、造成重大经济损失。因此，对移动通信基站防雷的研究尤为重要。1．1雷击移动通信站的主要途径1．1．1雷电通过基站铁塔和天馈线侵入一般的基站铁塔高度为40～60m，有些高达70。90m。当铁塔的避雷针受到赢接雷击时，雷电流通过铁塔，经其接地装置散流入地，使地网地电位升高，导致基站地网与设备之间产生很高的电位差而形成地电位反击，对通信设备造成损坏。如果天馈线为同轴电缆，在导体上感应出较强的感应电流，即为同轴电缆的感应电流。整条金属缆线上感应电压堆积起来，最终从铁塔天线进入基站机房，烧坏移动通信设备。1．1．2雷电通过架空管线侵入移动通信系统基站的架空管线是引入雷害的重要途径。当雷云放

4、电时，其空间形成强大的电场，架空管线很容易发生尖端放电而被雷电击中。当架空管线遇雷电侵袭时，过电压被引入基站机房，很可能烧坏基站的通信设备。雷云对地放电也会在架空管线上感应过电压，该过电压也会对电源设备造成威胁。1．1．3雷电电磁感应影响接闪器在接闪过程中，雷电流强度大，放电时问短，在接闪器和引下线周围将产生较大的瞬时电磁场。在强磁场作用下，处于磁场中的导体将产生高达几千至几万伏的感应电压，如此高的感应电压会造成通信设备的损坏。移动通信设备是集成化较高的弱电子设备，耐冲击力相对较差，因此受雷电感应的影响较大。1．1．4基站机房引入雷电当移动基站机房建在山顶上，机房位置的海拔高度

5、很高时，直击雷可能绕过避雷针从横向及斜面击中被保护物，这种现象叫雷电绕击。1．2移动基站的防雷措施为了防止雷电通过基站铁塔、天馈线以及架空管道破坏基站的正常运行，合理的设计避雷针并且保证避雷针与楼顶避雷带或者铁塔地网的可靠连接尤为重要。而对于馈线来说，由于一般的馈线都较长，很容易受到感应雷的影响。对于馈线防雷，最重要的是做好接地工作，用来释放感应电荷。移动基站容易受到雷击的影响，还有一个重要的原因是一般通信设备在防雷方面很脆弱。因此，防止感应过电压、过电流对设备的损坏很重要。对基站内的各种电子、电气设备采用分流、限压等方法，通过在电子电器设备的电源线路、馈线线路及信号线路上分别

6、安装电源避雷器可以·176·有效的缓解雷击对精密通信设备的影响。因此，必须确保通信基站机房内设备的保护接地和工作接地工作。2智能天线在基站天线中的应用近年来，天线阵和数字信号处理相结合的智能天线技术取得了很大进展，它被应用在移动通信基站中，可以有效的改善移动通信系统性能。智能天线，通常是指带精密信号处理器的任何天线阵，智能天线可以调整或自适应其波束方向图，目的是增强感兴趣的信号和减小于扰信号。相对于传统天线来说，智能天线的辐射方向图可以适应不断变化的电磁场环境。在无线移动应用领域中，智能天线可以通过让窄波束指向期望用户，让零点对准其他不需要的用户，从而可以提供更高的系统容量。智

7、能天线引入基站，可以进一步降低功耗电平，并且获得更高的系统容量和更大的带宽。同时，采用合适的算法控制智能天线可使多径信号为零，从而极大的减少多径信号的衰落，因此智能天线的引入能够同时降低共道干扰和多径衰落，所以可以获得更高的数据率。其测向能力也增强了地理位置服务，使无线通信系统能够更好地确定特定的移动用户位置。智能天线采用空分复用的方式，利用信号在传播路径方向上的差别，将时延扩散、瑞利衰落、多径、信道干扰的影响降低，将同频率、同时隙区别开来，和其他复用技术结合，最大限度的利用频率资源。采用智