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從增益到輻射參數，剖析5G時代基站天線將發生哪些變化
發布時間：
2019-10-09 17:13
天線選擇的關鍵參數
基站天線如同整個移動通信系統的觸角,在通信過程中起著舉足輕重的作用。選擇基站天線時關鍵要以下的一些參數:
1.天線增益:增益是指在輸入功率相等的條件下,實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產生的場強的平方之比,即功率之比。增益一般與天線方向圖有關,方向圖主瓣越窄,后瓣、副瓣越小,增益越高。
2.前后比:前后瓣最大電平之比,它用來描述定向特性。
3.波束寬度:在方向圖中通常都有兩個瓣或多個瓣,其中最大的瓣稱為主瓣,其余的瓣稱為副瓣。主瓣兩半功率點間的夾角定義為天線方向圖的波瓣寬度。或稱為半功率(角)瓣寬。如下圖所示:
4.下傾角:指定向平板天線的下傾角度,主要用于控制干擾及增強覆蓋。
5.極化:天線輻射的電磁場的電場方向就是天線的極化方向,通常有垂直極化、水平極化、+ 45度傾斜的極化、- 45度傾斜的極化等極化方式。
天線選擇原則
不同類型的基站需要選擇不同類型的天線,選擇的依據主要就是上述技術參數。比如全向站就是采用了各個水平方向增益基本相同的全向型天線,而定向站就是采用了水平方向增益有明顯變化的定向型天線。我國很可能要先在一些有需求的大、中城市建以重點城市為中心的第三代移動通信覆蓋區,而不是一開始就建設全國覆蓋范圍的3G。所以我們重點看一下城區、郊區和這三類有代表性的地區基站天線的選擇原則。
市區基站的天線選擇
在人口比較密集的城區,基站分布較密,要求單基站覆蓋范圍小,盡量減少越區干擾,提高頻率復用率。天線的選擇原則如下:
極化方式:由于市區基站選址困難,天線安裝空間受限,一般選用雙極化天線;
方向性:市區主要考慮減少相鄰小區干擾,一般選用定向天線;
半功率波束寬度:為控制小區的覆蓋范圍、抑制干擾,一般選用水平半功率波束寬度為60～65°的天線;
天線增益:由于市區一般不要求大的覆蓋范圍,同時為減少天線體積和重量,有利于安裝和降低成本,建議選用中等增益的天線(15dBi左右);
下傾角:市區天線一般都要設置一定的下傾角,電調天線在下傾角的調整方面不會有,但對機械下傾天線,需選擇下傾角調整范圍更大的天線。
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什么是天線增益呢？也便是說，在輸入功率持平的條件下，實踐天線與抱負的輻射單元在空間同一點處所產生的信號的功率密度之比。當然，這個解說有點拗口了，淺顯的說，增益標明的便是天線可以把信號擴大多少倍。這下問題又來了，天線是無源器材，不需要電源的啊，那它怎么能擴大，這不是違反基本的能量守恒原理嗎？
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