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广播知识 基站天线

2018-11-30  sjw0923cn
基站是无线电台站的一种形式,是指在一定的无线电覆盖区中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分,移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展,移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及IP化。
1、基站的构成和工作原理

构成:基站收发台可看作一个无线调制解调器,负责移动信号的接收、发送处理。一个完整的基站收发台包括无线发射/接收设备、天线和信号处理部分。

以eNodeB为例,基站一般包括以下几部分:

BBU—Building Baseband Unit,基带处理单元。主要完成信道编解码、基带信号的调制解调、无线资源的分配、协议处理、呼叫处理、功率控制与软切换等功能

RRU—Radio Remote Unit,射频拉远单元。主要完成射频信号调制解调,空中射频信道和基带数字信道之间的转换,以及射频信道的功率放大、收发等功能。

原理:基站的主要功能就是提供无线覆盖,即实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。

前向信号传输流程如下:

(1). 核心网侧的控制信令、语音呼叫或数据业务信息通过传输网络发送到基站(在2G、3G网络中,信号先传送到基站控制器,再传送到基站)。

(2). 信号在基站侧经过基带和射频处理,然后通过射频馈线送到天线上进行发射。

(3). 终端通过无线信道接收天线所发射的无线电波,然后解调出属于自己的信号。

2、基站天线的分类

基站使用的天线分为发射天线和接收天线,且有全向和定向之分,一般有下列三种配置方式:发全向、收全向方式;发全向、收定向方式;发定向、收定向方式。从字面上我们就可以理解每种方式的不同,发全向主要负责全方位的信号发送;收全向自然就是全方位的接收信号了;定向的意思就是只朝一个固定的方向进行发送和接收。一般情况下,频道数较少的基站(如位于郊区)常采用发全向、收全向的方式;而频道数较多的基站采用发全向、收定向的方式,且基站的建立也比郊区更为密集。

这种像木板的天线叫做“板状天线”是现在用的最多的天线。它属于定向天线,一块“板子”就是一个扇区,通常安装在高处,板面朝向覆盖方向,会向下倾斜一定角度。

板状天线有以下几种类型:

(1)、宽频段板状基站天线

(2)、双频段板状基站天线

(3)、三频段板状基站天线

(4)、3G单频段板状天线

3、基站天线的选型


(1)为减少干扰,应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,网络适配性较好,有助于控制越区切换。如下图所示:

(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)由于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。

根据天线高度、基站距离,可由下式计算出天线倾角:

α=arctg(2h/ r)

(式中α为波束倾角,h为天线髙度,r为基站间距离)

(1)对话务量高密集区,基站间距离300-500米,计算得出α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,可满足对高密集市区覆盖且不干扰的要求。

(2)对话务量中密集区,基站间距离大于500米,α大约在6°〜16°之间,可选择内置电下倾6°的土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,可满足对中密话区覆盖且不干扰的要求。

(3)对话务量低密集区,基站间距离可能更大一些,α大约在3°〜13°之 间。可选择内置电下倾3°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且不干扰的要求。

4、基站天线的技术指标



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