天馈系统的安装.doc

石家庄邮电职业技术学院毕业设计移动通信基站天馈线安装工程施工与维护 2012 届 电信工程 系专业 移动通信技术 班级 电0904-14 学号 30907002027 姓名 方玉娥 指导教师 李 影 完成日期 目录摘要1 天馈系统的介绍1.1 天线的概念 1.2 天线的类型 1.2.1 全向天线 1.2.2 定向天线 1.2.3 室内吸顶天线 1.2.4 室内壁挂天线 1.2.5 缝隙天线 1.2.6 微带天线2 天线的特性2.1 天线的增益2.2 天线方向图2.3 天线的极化方式2.4 天线的下倾3 天馈系统安装前的设计与选择 3.1 天线在不同应用环境下的选择 3.1.1 市区基站天线选择 3.1.2 农村基站天线选择 3.1.3 郊区基站天线选择 3.1.4 公路覆盖基站天线选择3.1.5 山区覆盖基站天线选择 3.1.6 近海覆盖基站天线选择3.1.7 隧道覆盖基站天线选择3.2 基站天线基本参数选择和调整3.2.1 天线波束宽度与增益之间的关系3.2.2 极化方式的对比3.2.3 天线增益的选择3.2.4 机械下倾与电子下倾的比较3.2.5 前后比的选择3.3 馈线选择4 天馈系统的安装4.1 天馈系统的安装工艺4.2 天线的安装4.3 馈线的安装5 天馈系统的维护5.1 天馈线的故障处理 5.2 天馈线系统的监控 5.3 天馈系统的维护 5.3.1 通过对基站天馈系统优化来维护 5.3.2 基站天馈系统的防雷维护 5.3.3 基站天馈系统的日常维护摘要本文讨论移动通信基站天馈线安装工程施工质量和维护技术要求。关键词 移动通信基站天馈线施工维护技术天馈线是辐射和接收空间电磁波的主要设备，它是移动通信基站设备的重要组成部分，主要作用是将调制的高频电流经过馈线传输到发射天线变换成电磁波，接收天线再把电磁波经馈线传输到接收机变换成高频电流。天馈线系统实际是移动通信基站的换能系统，它能起到匹配、移相、能量耦合等作用。天馈线系统的安装正确与否，直接影响系统的性能，它的维护质量好坏，又直接影响网络的通信质量，因此提高天馈线系统工程施工质量和维护质量，是移动通信基站工程建设不可忽视的重要环节。本文仅对移动通信基站天馈线安装工艺施工和维护工序的几个重点环节的技术要求进行探讨。Abstract This article discusses the installation of mobile communication base station Antenna construction and maintenance of the quality of technical requirements. Keywords Mobile communication base station Antenna construction and maintenance techniquesAntenna is a space for receiving electromagnetic radiation and the main equipment, it is mobile communication base station equipment, an important part of the main role is the modulation, transmission of high frequency current through the feeder to the transmitting antenna transforms into a wave, then receive antenna, then transmitted to the receiver of electromagnetic waves through the feeder into the high-frequency power conversion flow. Antenna system actually is a mobile communication base stations of the transducer system, it play a match, phase, energy coupling and so on. Antenna system installation correct or not, directly affect the performance of the system, its maintenance quality good or bad, has a direct impact on the quality of the communication network, thereby increasing Antenna System Engineering quality of construction and maintenance of the quality of the construction of mobile communication base station can not be ignored as an important part.This article is only mobile communications base station Antenna installation process of construction and maintenance process several key aspects of the technical requirements were discussed.1 天馈系统的介绍1.1天线概念天线是一种能量转换装置，作为移动通信不可缺少的重要部分，其基本功能是辐射和接收无线电波。发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。 1.2天线的类型1.2.1全向天线 全向天线示意图2全向天线，即在水平方向图上表现为360都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型，覆盖范围大。1.2.2定向天线定向天线，在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远，覆盖范围小，目标密度大，频率利用率高。有通过反射板的定向天线，也有通过阵列合成而成（成本太高，特别相控阵天线，一个移相器有上千块，一个T/R组件大概上万），增益可达到20dB以上。在卫星通信中用到高增益螺旋天线。 1） 板状天线板状天线是用的最普遍的一类极为重要的基站定向天线。这种天线的优点是：增益高、扇形区方向图好、后瓣小、垂直方向图俯仰角控制方便、密封性能可靠以及使用寿命长2） 高增益栅栏状抛物面天线 抛物面天线是一种定向微波天线，由抛物面反射器和辐射器组成，辐射器装在抛物面反射器的焦点或焦轴上。辐射器发出的电磁波经过抛物面反射，形成方向性很强的波束。抛物面反射器由导电性能很好的金属做成辐射器一般采用半波振子、开口波导、开槽波导等。抛物面天线具有结构简单、方向性强、工作频带较宽等特点。3） 八木天线 八木定向天线又叫引向天线。它由几根金属棒组成，其中一根是辐射器，辐射器后面有一根较长的是反射器，前面数根较短的是引向器。它的优点是结构简单、轻便坚固、馈电方便。 1.2.3室内吸顶天线室内吸顶天线必须具有结构轻巧、外观美观、安装方便等优点。室内吸顶天线属于低增益天线，一般为G=2db。1.2.4室内壁挂天线室内壁挂天线同样具有结构轻巧、外观美观、安装方便等优点。它的内部结构属于空气介质形微带天线。室内壁挂天线具有一定的增益，约G=7db。1.2.5缝隙天线在一块大的金属板上开一个或几个狭窄的槽，用同轴线或波导馈电，这样构成的天线叫做开槽天线，也称缝隙天线，典型的缝隙形状是长条形的，长度约为半个波长。缝隙天线结构简单，没有凸出部分，因此特别适合在高速飞机上使用。1.2.6微带天线微带天线由导体薄片粘贴在背面有导体接地板的介质基片上而形成的天线。通常利用微带传输线或同轴探针来馈电，使导体贴片与接地板之间激励高频电磁场，并通过帖片四周与接地板之间的缝隙向外辐射。微带天线有三种形式，分别为微带贴片天线、微带振子天线和微带阵列天线。2 天线的基本特性2.1 天线增益天线作为一种无源器件，其增益的概念与一般功率放大器增益的概念不同。功率放大器具有能量放大作用，但天线本身并没有增加所辐射信号的能量，它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一方向。增益是天线的重要指标之一，它表示天线在某一方向能量集中的能力。表示天线增益的单位通常有两个：dBi、dBd。两者之间的关系为：dBi=dBd+2.17dBi定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于各向同性天线能量集中的相对能力，“i”即表示各向同性Isotropic。dBd定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于半波振子天线能量集中的相对能力，“d”即表示偶极子Dipole。两种增益单位的关系见图： dBi与dBd的关系天线增益不但与振子单元数量有关，还与水平半功率角和垂直半功率角有关。2.2天线方向图天线辐射的电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形，称为方向图。用辐射场强表示的称为场强方向图，用功率密度表示的称之功率方向图，用相位表示的称为相位方向图。天线方向图是空间立体图形，但是通常用两个互相垂直的主平面內的方向图来表示，称为平面方向图。一般叫作垂直方向图和水平方向图。就水平方向图而言，有全向天线与定向天线之分。而定向天线的水平方向图的形状也有很多种，如心型、8字形等。天线具有方向性本质上是通过振子的排列以及各振子馈电相位的变化来获得的，在原理上与光的干涉效应十分相似。因此会在某些方向上能量得到增强，而某些方向上能量被减弱，即形成一个个波瓣（或波束）和零点。能量最强的波瓣叫主瓣，上下次强的波瓣叫第一旁瓣，依次类推。对于定向天线，还存在后瓣。图2是一定向天线的水平及垂直方向图。 定向天线水平与垂直方向图波束宽度也是天线的重要指标之一，它包括水平半功率角与垂直半功率角。分别定义为在水平方向或垂直方向相对于最大辐射方向功率下降一半（3dB）的两点之间的波束宽度。常用的基站天线水平半功率角有360、210、120、90、65、60、45、 33等，垂直半功率角有6.5、13、25、78等。前后抑制比是指天线在主瓣方向与后瓣方向信号辐射强度之比，天线的后向18030以内的副瓣电平与最大波束之差，用正值表示。一般天线的前后比在1845dB之间。对于密集市区要积极采用前后比抑制大的天线。零点填充，基站天线垂直面内采用赋形波束设计时，为了使业务区内的辐射电平更均匀，下副瓣第一零点需要填充，不能有明显的零深。高增益天线由于其垂直半功率角较窄，尤其需要采用零点填充技术来有效改善近处覆盖。 通常零深相对于主波束大于-26dB即表示天线有零点填充，有的供应商采用百分比来表示，如某天线零点填充为10%，这两种表示方法的关系为： Y (dB)20lg(X%/100%)如：零点填充10%，即X=10；用dB表示：Y=20lg(10%/100%)-20dB上副瓣抑制，对于小区制蜂窝系统，为了提高频率复用效率， 减少对邻区的同频干扰，基站天线波束赋形时应尽可能降低那些瞄准干扰区的副瓣，提高D/U值（有用和无用信号强度之比），上第一副瓣电平应小于-18dB，对于大区制基站天线无这一要求。2.3天线的极化方式极化是描述电磁波场强矢量空间指向的一个辐射特性，当没有特别说明时，通常以电场矢量的空间指向作为电磁波的极化方向，而且是指在该天线的最大辐射方向上的电场矢量来说的。电场矢量在空间的取向在任何时间都保持不变的电磁波叫直线极化波，有时以地面作参考，将电场矢量方向与地面平行的波叫水平极化波，与地面垂直的波叫垂直极化波。电场矢量在空间的取向有的时候并不固定，电场失量端点描绘的轨迹是圆，称圆极化波；若轨迹是椭圆，称之为椭圆极化波，椭圆极化波和圆极化波都有旋相性。不同频段的电磁波适合采用不同的极化方式进行传播，移动通信系统通常采用垂直极化，而广播系统通常采用水平极化，椭圆极化通常用于卫星通信。天线的极化方式有单极化天线、双极化天线两种，其本质都是线极化方式。双极化天线利用极化分集来减少移动通信系统中多径衰落的影响，提高基站接收信号质量的，通常有0/90、45/-45两种。对于CDMA频段，水平极化波的传播效果不如垂直极化，因此目前很少采用0/90的交叉极化天线。2.4下倾天线下倾是常用的一种增强主服务区信号电平，减小对其他小区干扰的一种重要手段。通常天线的下倾方式有机械下倾、电子下倾两种方式。机械下倾是通过调节天线支架将天线压低到相应位置来设置下倾角；而电子下倾是通过改变天线振子的相位来控制下倾角。当然在采用电子下倾角的同时可以结合机械下倾一起进行。电子下倾天线一般倾角固定，即我们通常所说的预置下倾。最新的技术是倾角可调的电子下倾天线，为区分前面的电子下倾天线，这种天线我们通常称作电调天线。3 天馈系统安装前的设计与选择3.1天线在不同应用环境下的选择在移动通信网络中，天线的选择是一个很重要的部分，应根据网络的覆盖要求、话务量、干扰和网络服务质量等实际情况来选择天线。天线选择得当，可以改善覆盖效果，减少干扰，改善服务质量。根据地形或话务量的分布可以把天线使用的环境分为8 种类型：市区（高楼多，话务大）、郊区（楼房较矮，开阔）、农村（话务少）、公路（带状覆盖）、山区（或丘陵，用户稀疏）、近海（覆盖极远，用户少）、隧道、大楼室内。3.1.1市区基站天线选择应用环境特点：基站分布较密，要求单基站覆盖范围小，希望尽量减少越区覆盖的现象，减少基站之间的干扰，提高频率复用率。天线选用原则(1) 极化方式选择：由于市区基站站址选择困难，天线安装空间受限，建议选用双极化天线。(2) 方向图的选择：在市区主要考虑提高频率复用度，因此一般选用定向天线。(3) 半功率波束宽度的选择：为了能更好地控制小区的覆盖范围来抑制干扰，市区天线水平半功率波束宽度选6065。在天线增益及水平半功率角度选定后，垂直半功率角也就定了。(4) 天线增益的选择：由于市区基站一般不要求大范围的覆盖距离，因此建议选用中等增益的天线。同时天线的体积和重量可以变小，有利于安装和降低成本。根据目前天线型号，建议市区天线增益视基站疏密程度及城区建筑物结构等选用1518dBi增益的天线。若市区内用作补盲的微蜂窝天线增益可选择更低的天线如1012dBi的天线。(5) 预置下倾角及零点填充的选择：市区天线一般都要设置一定的下倾角，因此为增大以后的下倾角调整范围，可以选择具有固定电下倾角的天线（建议选3 6）或电调天线。由于市区基站覆盖距离较小，零点填充特性可以不作要求。(6) 下倾方式选择：由于市区的天线倾角调整相对频繁，且有的天线需要设置较大的倾角，而机械下倾不利于干扰控制，所以在可能的情况下建议选用预置下倾天线。条件成熟时可以选择电调天线。(7) 下倾角调整范围选择： 要求天线支架的机械调节范围在015。3.1.2农村基站天线选择应用环境特点：基站分布稀疏，话务量较小，覆盖要求广。有的地方周围只有一个基站，覆盖成为最为关注的对象，这时应结合基站周围需覆盖的区域来考虑天线的选型。一般情况下是希望在需要覆盖的地方能通过天线选型来得到更好的覆盖。天线选用原则(1) 极化方式选择：从发射信号的角度，在较为空旷地方采用垂直极化天线比采用其他极化天线效果更好。从接收的角度，在空旷的地方由于信号的反射较少，信号的极化方向改变不大，采用双极化天线进行极化分集接收时，分集增益不如空间分集。所以建议在农村建议选用垂直单极化天线。(2) 方向图选择：如果要求基站覆盖周围的区域，且没有明显的方向性，基站周围话务分布比较分散，此时建议采用全向基站覆盖。 需要特别指出的是：这里的广覆盖并不是指覆盖距离远，而是指覆盖的面积大而且没有明显的方向性。同时需要注意的是：全向基站由于增益小，覆盖距离不如定向基站远。同时全向天线在安装时要注意塔体对覆盖的影响，并且天线一定要与地平面保持垂直。如果运营商对基站的覆盖距离有更远的覆盖要求，则需要用定向天线来实现。一般情况下，应当采用水平面半波束宽度为90 、120 的定向天线；在某些基站周围需要覆盖的区域呈现很明显的形状，可选择地形匹配波束天线进行覆盖。(3) 天线增益的选择：视覆盖要求选择天线增益，建议在农村地区选择较高增益（1618dBi）的定向天线或11dBi的全向天线。(4) 预置下倾角及零点填充的选择：由于预置下倾角会影响到基站的覆盖能力，所以在农村这种以覆盖为主的地方建议选用不带预置下倾角的天线。但天线挂高在50米以上且近端有覆盖要求时，可以优先选用零点填充（大于15%）的天线来避免塔下黑问题。(5) 下倾方式的选择：在农村地区对天线的下倾调整不多，其下倾角的调整范围及特性要求不高，建议只采用机械下倾方式。(6) 对于定向站型推荐选择：半功率波束宽度90/中、高增益/单极化空间分集，或90双极化天线，主要采用机械下倾角/零点填充大于15% 。(7) 对于全向站型推荐：零点填充的天线；若覆盖距离不要求很远且天线很高，可以采用电下倾（3或5）。天线相对主要覆盖区挂高不大于50m时，可以使用普通天线。另外，对全向站还可以考虑双发天线配置以减小塔体对覆盖的影响。此时需要通过功分器把发射信号分配到两个天线上。3.1.3郊区基站天线选择应用环境特点：郊区的应用环境介于城区环境与农村环境之间，有的地方可能更接近城区，基站数量不少，频率复用较为紧密，这时覆盖与干扰控制在天线选型时都要考虑。而有的地方可能更接近农村地方，覆盖成为重要因素。因此在天线选型方面可以视实际情况参考城区及农村的天线选型原则。在郊区，情况差别比较大。可以根据需要的覆盖面积来估计大概需要的天线类型。天线选用原则(1) 根据情况选择水平面半功率波束宽度为65 的天线或选择半功率波束宽度为90 的天线。当周围的基站比较少时，应该优先采用水平面半功率波束宽度为90 的天线。若周围基站分布很密，则其天线选择原则参考城区基站的天线选择。若周围基站较很少，且将来扩容潜力不大，则可参考农村的天线选择原则。(2) 考虑到将来的平滑升级，所以一般不建议采用全向站型。(3) 是否采用预置下倾角应根据具体情况来定。即使采用下倾角，一般下倾角也比较小。推荐选择：半功率波束宽度90/中、高增益的天线，可以用电调下倾角，也可以是机械下倾角。3.1.4公路覆盖基站天线选择应用环境特点：该应用环境下话务量低、用户高速移动、此时重点解决的是覆盖问题。而公路覆盖与大中城市或平原农村的覆盖有着较大区别，一般来说它要实现的是带状覆盖，故公路的覆盖多采用双向小区；在穿过城镇，旅游点的地区也综合采用三向、全向小区；再就是强调广覆盖，要结合站址及站型的选择来决定采用的天线类型。不同的公路环境差别很大，一般来说有较为平直的公路，如高速公路、铁路、国道、省道等等，推荐在公路旁建站，采用S1/1/1、或S1/1站型，配以高增益定向天线实现覆盖。有蜿蜒起伏的公路如盘山公路、县级自建的山区公路等等。得结合在公路附近的乡村覆盖，选择高处建站。站型得灵活配置，可能会用到全向加定向等特殊站型。不同的路段环境差别也很大，如高速公路与铁路所经过的地形往往复杂多变，有平原、高山、树林、隧道等，还要穿过乡村和城镇，所以对其无线网络的规划及天线选型时一定要在充分勘查的基础上具体对待各段公路，灵活规划。在初始规划进行天线选型时，应尽量选择覆盖距离广的高增益天线进行广覆盖，在覆盖不到的盲区路段可选用增益较低的天线进行补盲。天线选型原则(1) 方向图的选择：在以覆盖铁路、公路沿线为目标的基站，可以采用窄波束高增益的定向天线。 可根据布站点的道路局部地形起伏和拐弯等因素来灵活选择天线形式。 如果覆盖目标为公路及周围零星分布的村庄，可以考虑采用全向天线或变形全向天线，如八字形或心形天线。纯公路覆盖时根据公路方向选择合适站址采用高增益（14dBi）8字型天线（O2/O1），或考虑S0.5/0.5 的配置，最好具有零点填充；对于高速公路一侧有小村镇，用户不多时，可以采用210 220变形全向天线。(2) 极化方式选择： 从发射信号的角度，在较为空旷地方采用垂直极化天线比采用其他极化天线效果更好。从接收的角度，在空旷的地方由于信号的反射较少，信号的极化方向改变不大，采用双极化天线进行极化分集接收时，分集增益不如空间分集。所以建议在进行公路覆盖时选用垂直单极化天线。(3) 天线增益的选择，若不是用来补盲，定向天线增益可选17dBi22dBi的天线。全向天线的增益选择11dBi。若是用来补盲，则可根据需要选择增益较低的天线。(4) 预置下倾角及零点填充的选择：由于预置下倾角会影响到基站的覆盖能力，所以在公路这种以覆盖为主的地方建议选用不带预置下倾角的天线。在50米以上且近端有覆盖要求时，可以优先选用零点填充（大于15%）的天线来解决塔下黑问题。(5) 下倾方式的选择：公路覆盖一般不打下倾。对天线的下倾调整不多，其下倾角的调整范围及特性要求不高，建议选用价格较便宜的机械下倾天线。(6) 前后比：由于公路覆盖大多数用户都是快速移动用户，所以为保证切换的正常进行，定向天线的前后比不宜太高，否则可能会由于两定向小区交叠深度太小而导致切换不及时造成掉话的情况。对于高速公路和铁路覆盖，建议优先选择“8”字形天线或S0.5/0.5 配置，以减少高速移动用户接近/离开基站附近时的切换。3.1.5山区覆盖基站天线选择应用环境特点：在偏远的丘陵山区，山体阻挡严重，电波的传播衰落较大，覆盖难度大。 通常为广覆盖，在基站很广的覆盖半径内分布零散用户，话务量较小。基站或建在山顶上、山腰间、山脚下、或山区里的合适位置。需要区分不同的用户分布、地形特点来进行基站选址、选型、选择天线。以下这几种情况比较常见的：盆地型山区建站、高山上建站、半山腰建站、普通山区建站等。在盆地中心选址建站，如果盆地范围不大，推荐采用全向O2站型；如果盆地范围较大，或需要兼顾到某条出入盆地的交通要道，推荐采用S1/1/1或OS的站型。 有时受制于微波传输的因素，必须在某些很高的山上建站，此时天线离用户分布面往往有150米以上的落差。如果覆盖的目标区域就在山脚下附近，此时需配以带电子下倾角的全向天线，使信号波形向下，避免出现“塔下黑”的现象。在半山腰建站，基站天线的挂高低于山顶，山的背面无法覆盖。因此只需用定向小区，用半功率角较大的天线，覆盖山的正面。普通地形起伏不大的山区，推荐采用S1/1/1站型，尽量增加信号强度，给信号衰减留下更多的余量。天线选择原则(1) 方向图的选择：视基站的位置、站型及周边覆盖需求来决定方向图的选择，可以选择全向天线，也可以选择定向天线。对于建在山上的基站，若需要覆盖的地方位置相对较低，则应选择垂直半功率角较大的方向图，更好地满足垂直方向的覆盖要求。(2) 天线增益选择：视需覆盖的区域的远近选择中等天线增益，全向天线（911dBi），定向天线（1518dBi）。(3) 预置下倾与零点填充选择：在山上建站，需覆盖的地方在山下时，要选用具有零点填充或预置下倾角的天线。对于预置下倾角的大小视基站与需覆盖地方的相对高度作出选择，相对高度越大预置下倾角也就应选择更大一些的天线。3.1.6近海覆盖基站天线选择 应用环境特点：话务量较少，覆盖面广，无线传播环境好。对近海的海面进行覆盖时，覆盖距离将主要受三个方面的限制，即地球球面曲率、无线传播衰减、TA值的限制。考虑到地球球面曲率的影响。因此对海面进行覆盖的基站天线一般架设得很高，超过100米。天线选择原则(1) 方向图的选择：由于在近海覆盖中，面向海平面与背向海平面的应用环境完全不同，因此在进行近海覆盖时不选择全向天线，而是根据周边的覆盖需求选择定向天线。一般垂直半功率角可选择小一些的。(2) 天线增益的选择，由于覆盖距离很大，在选择天线增益时一般选择高增益（16dBi以上）的天线。(3) 从发射信号的角度，在较为空旷地方采用垂直极化天线比采用其它极化天线效果更好。从接收的角度，在空旷的地方由于信号的反射较少，信号的极化方向改变不大，采用双极化天线进行极化分集接收时，分集增益不如空间分集。所以建议在进行近海覆盖时选用垂直单极化天线。(4) 预置下倾与零点填充选择，在进行海面覆盖时，由于要考虑地球球面曲率的影响，所以一般天线架设得很高，会超过100米，因此在近端容易形成盲区。因此建议选择具有零点填充或预置下倾角的天线，考虑到覆盖距离要优先选用具有零点填充的天线。3.1.7隧道覆盖基站天线选择应用环境特点：一般来说靠外部的基站不能对隧道进行良好的覆盖，必须针对具体的隧道规划站址及选择天线。这种应用环境下话务量不大，也不会存在干扰控制的问题，主要是天线的选择及安装问题，在很多种情况下大天线可能会由于安装受限而不能采用。对不同长度的隧道，基站及天线的选择有很大的差别。另外还要注意到隧道内的天线安装调整维护十分困难。特别是铁路隧道在火车通过时剩余空间会很小，在隧道里面安装大天线不可能。天线选择原则(1) 方向图选择：隧道覆盖方向性明显，所以一般选择定向天线，并且可以采用窄波束天线进行覆盖。(2) 极化方式选择：考虑到天线的安装及隧道内壁对信号的反射作用，建议选择双极化天线。(3) 天线增益选择：对于公路隧道长度不超过2km的，可以选择低增益（1012dBi）的天线。对于更长一些隧道，也可采用很高增益（22dBi）的窄波束天线进行覆盖，不过此时要充分考虑大天线的可安装性。(4) 天线尺寸大小的选择：这在隧道覆盖中很关键，针对每个隧道设计专门的覆盖方案，充分考虑天线的可安装性，尽量选用尺寸较小便于安装的天线。(5) 除了采用常用的平板天线、八木天线进行隧道覆盖外，也可常用分布式天线系统对隧道进行覆盖，如采用泄漏电缆、同轴电缆、光纤分布式系统等；特别是针对铁路隧道，安装天线分布式系统将会受到很大的限制。这时可考虑采用泄漏电缆等其他方式进行隧道覆盖。(6) 前后比：由于隧道覆盖大多数用户都是快速移动用户，所以为保证切换的正常进行，定向天线的前后比不宜太高，否则可能会由于两定向小区交叠深度太小而导致切换不及时造成掉话的情况。(7) 适合于隧道覆盖的最新天线是环形天线，该种天线对铁路隧道可以提供性价比更好的覆盖方案。该天线的原理、技术指标仍有待研究。推荐选择1012dB的八木/对数周期/平板天线安装在隧道口内侧对2km以下的公路隧道进行覆盖。3.2 基站天线基本参数选择和调整3.2.1天线波束宽度与增益之间的关系天线是一种能量集中的装置，在某个方向辐射的增强意味着其他方向辐射的减弱。通常可以通过水平面波瓣宽度的缩减来增强某个方向的辐射强度以提高天线增益。由于设计和制造工艺上的差异，实际全向天线的垂直半功率角往往比上述计算结果要小。两者差别越小，说明天线设计得越好。天线增益、垂直半功率角、水平半功率角三者的关系如图所示： 天线增益与半功率角的关系由此可知，当天线增益较小时，天线的垂直半功率角和水平半功率角通常较大；而当天线增益较高时，天线的垂直半功率角和水平半功率角通常较小。另外，天线增益取决于振子的数量。振子越多，增益越高，天线的孔径（天线有效接收面积）也越大。对于全向天线，增益增加3dB，天线长度约增加一倍，因此全向天线通常增益不会超过11dBi，此时天线长度约3米。3.2.2极化方式的对比垂直单极化天线与双极化天线的比较：从发射的角度来看，由于垂直于地面的手机更容易与垂直极化信号匹配，因此垂直单极化天线会比其他非垂直极化天线的覆盖效果要好一些。特别是在开阔的山区和平原农村就更明显。实验证明，在开阔地区的山区或平原农村，这种天线的覆盖效果比双极化（45）天线更好。但在市区由于建筑物林立，建筑物内外的金属体很容易使极化发生旋转，因此无论是单极化还是45双极化天线在覆盖能力上没有多大区别。从接收的角度来看，由于单极化天线要用两根天线才能实现分集接收，而双极化天线只要一根就可以实现分集接收，因此单极化天线需要更多的安装空间，且在以后的维护工作方面要比双极化天线要大。至于空间分集与极化分集增益差别不大，一般空间分集增益在3.5dB左右。从天线尺寸方面来说由于双极化天线中不同极化方向的振子即使交叠在一起也可保证有足够的隔离度，因此双极化天线的尺寸不会比单极化天线更大。45/-45双极化天线与0/90双极化天线的比较： 45/-45方式下的所有天线子系统都可用作发射信号。而0/90双极化天线一般只采用垂直极化振子发射信号。经验表明若用水平极化天线发射信号要比垂直极化天线发射信号低得多。在理想的自由空间中（假定手机接收天线是垂直极化），采用垂直极化振子进行发射时要比采用45/-45发射时的覆盖能力要强3dB左右。但在实际应用环境中，考虑到多径传播的存在，在接收点，各种多径信号经统计平均，上述差别基本消失，各种实验也证明了此结论的正确。但在空旷平坦的平原，上述差异或许还存在，但具体是多少，还有待进一步实验证明。综上所述，在实际应用中，两种双极化方式的差别不大，目前市场上45正交极化天线比较常见。3.2.3天线增益的选择基站全向天线增益范围一般在：2dBi14dBi。规格有：2dBi、9dBi、11dBi、12dBi、14dBi等。而定向天线的增益范围一般在：3dBi22dBi。规格有： 3dBi、8.5dBi、10dBi、13dBi、15dBi、15.5dBi、17dBi、18dBi、21dBi、22dBi等。低增益天线，天线增益小覆盖范围及干扰可以得到较好的控制。通常与微基站、微蜂窝配合使用，主要用于室内覆盖及室外的补点（补盲），如大厦的背后，新的生活小区，新的专业市场等。 这种天线的尺寸较小，便于安装，如在隧道口内侧可以采用八木天线等。这种天线价格较低廉。中等增益天线，在城区适合使用中等增益，一方面这种增益天线的体积和尺寸比较适合城区使用；另一方面，在较短的覆盖半径内由于垂直面波束宽度较大使信号更加均匀。中等增益天线在相邻扇区方向比高增益天线覆盖的信号强度更加合理。在建设初期，一般基站覆盖半径较大（1km以上），可以选择采用增益较高的定向天线。随着网络的建设，基站密度变高，覆盖半径变小，此时应该选择增益较低的定向天线， 同时考虑预置下倾或电调下倾天线。高增益天线，在进行广覆盖时通常采用此种天线。用于高速公路、铁路、隧道、狭长地形广覆盖。这种天线的波瓣宽度较窄，零点较深，因此天线挂高较高时要注意选用采用了零点填充或预置电子下倾的天线来避免覆盖近端的零深效应。另外这种天线由于振子数量较多故而体积较大，安装时应注意可安装性，如有的隧道口可能就不宜安装这种天线。另外要注意风载荷。在沿海风大的地区更要注意。这种天线的成本相对也较高。3.2.4机械下倾与电子下倾的比较天线波束下倾通常有三种方法：机械下倾、电子下倾（也叫预置倾角）、电调天线（也叫可调电子下倾）。电调天线在调整天线下倾角度过程中，天线本身不动，是通过电信号调整天线振子的相位，改变合成分量场强强度，使天线辐射能量偏离原来的零度方向。天线每个方向的场强强度同时增大或减小，从而保证了在改变倾角后，天线方向图形状变化不大，水平半功率宽度与下倾角的大小无关。而机械天线在调整天线下倾角度时，天线本身要动，需要通过调整天线背面支架的位置，改变天线的倾角。倾角较大时，虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化，但与天线主瓣垂直的方向的信号没有几乎改变，所以天线方向图严重变形，水平半功率角随着下倾角的增大而增大。预置倾角天线与电调天线原理基本相似，只是其倾角是固定不能调整的（但仍可以通过机械下倾方法调整）。电调天线的优点是：在下倾角度很大时，天线主瓣方向覆盖距离明显缩短，天线方向图形状变化不大，能够降低呼损，减小干扰。而机械下倾会使方向图变形，倾角越大变形越严重，干扰不容易得到控制。图中给出这两种不同的调整方式下天线水平方向图的变化情况。当然这与天线垂直半功率角有关。 不同下倾角时水平方向图的变化情况另外电调下倾与机械下倾在对后瓣的影响方面也不同，电调下倾会使得后瓣的影响得到进一步的控制，而机械下调可能会使后瓣的影响扩大。如图所示：不同的下倾方式对后瓣的不同影响机械下倾较大时，该天线辐射信号会通过后瓣传播到背面方向的高层建筑物内，从而导致意外的干扰。3.2.5前后比的选择一般天线的前后比在22dB左右，但有时在规划及优化时这一前后比往往不能满足要求，而需要具有更高前后比的天线。在频率紧密复用的场合下，后瓣过大容易产生邻频（甚至同频）干扰，从而影响网络质量。前后比大于35dB天线为高前后比天线，增益、波束宽度的规格与普通定向天线一样。高前后比天线采用对数周期偶极子单元组阵而成，因此从外形上看，这种天线比较厚，但比较窄。两副高前后比天线的价格比一副相同增益和半功率角的双极化天线高出35%。但为了提高网络质量，还是有必要推荐使用这种天线。而在某些应用条件下，天线的前后比不宜太高，如在进行高速公路覆盖时，基本上都是快速移动用户，基站采用两小区进行覆盖，若天线的前后比太低的话由于两小区的交叠深度很小会不利于切换的正常进行。3.3馈线选择 在工程设计中，应注意馈线的选择，在馈线的线径、柔韧性、百米损耗及成本之间取得最佳平衡，线缆越粗，损耗越少，但价格也越贵。馈线弯曲半径小，柔韧性好，价格就高。4 天馈系统的安装4.1天馈系统工艺要求天馈系统连接示意图主要的安装组件有： （1）天线调节支架，用于调整天线的俯仰角度，范围为015。 （2）室外上跳线，用于天线与TPA之间的连接。常用的跳线采用1/2柔性馈线，长度一般不超过3m。 （3）接头密封件，用于室外跳线两端接头（与天线和TPA相接）的密封。常用的材料有绝缘防水胶带和PVC绝缘胶带。 （4）接地装置，主要是用来防雷和泄流，安装时与主馈线的外导体直接连接在一起。一般每根馈线装三套，分别装在馈线的上、中、下部位，接地点方向必须顺着电流方向。 （5）馈线卡子，用于固定主馈线，垂直方向每间隔1.5m装一个，水平方向每间隔1m安装一个。在室内的主馈线部分，不需要安装卡子，一般用尼龙白扎带捆扎固定。 （6）走线架，用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。 （7）馈线窗，主要用来穿过各类线缆，并可用来防止雨水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。 （8）避雷器，主要用来防雷和泄流，装在主馈线与室内超柔跳线之间，其接地线穿过馈线窗引出室外，与塔体相连或直接接入地网。 （9）室内跳线，用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之间的连接，常用的跳线采用1/2超柔馈线，长度一般为23m。由于各公司基站主设备的接口及接口位置有所不同，因此室内超柔跳线与主设备连接的接头规格亦有所不同，常用的接头有N型、7/16DIN型。4.2天线的安装（1）架设天线前，应对天线进行检查和测试。天线的振子应水平放置，相邻振子间应平行，振子的固定件应采用弹簧垫和平垫，固定牢固。馈线应固定好，并在接头处留出防水弯。同轴电缆馈线。它是由同轴的内外导体组成，内导体为实芯导体，外导体为金属网，内外导体间垫以聚乙稀高频绝缘介质材料，最外面一层为聚氯乙稀保护层。特性阻抗有50；75；二种，选用时应注意阻抗要求，并有产品合格证。（2）将天线组装在横担上，用绳子通过杆顶滑轮，将组装好的天线的横担吊到安装位置，用天线卡子固定在天线杆上。（3）各频道天线按上述做法组装在天线杆上的安装位置，其原则为高频道天线在上边，低频道天线在下边，层间距离大于/2。（4）通过观测监视器的接收图像和读取场强仪测量什，确定天线的最佳接收方位后，将天线固定。5）室外器件和设备应做防水处理4.3馈线的安装：馈线的内导体、外导体和绝缘体：内导体是信号传输体，外导体是避雷体，绝缘体是保护外导体和内导体的绝缘层。馈线的损耗要小，馈线的外皮要有足够大的介电强度。以免被击穿或因过热面损坏这样就要求线上的行波系数尽可能的大，否则不但增加损耗而且会引起过大电流产生电晕或击穿现象。1馈线走线架安装要水平整统一，走线架安装平整不平整，也是馈线的电磁波走线改变不改变的条件。走线架越平整电磁波越好。电磁波才能在馈线上有规律的传输。2 3M长的小馈线，叫水平线。安装不能打弯，他的作用是把天线接收回来的电磁波有规律的送到7/8馈线里。要是小馈线打弯，电磁波就会受到阻力，加大驻波比37/8馈线安装不能超过三个弯，不能超过三个弯是馈线的规范，超过三个弯就增加反射电流，电流越大，反射功率就越高。4。7/8馈线安装加工不能压偏。要用专用工具做头，专用工具是专门做头的，做出来的馈线头正规，也不多出问题。7/8馈线压偏后。就会产生反射波电流的加大，使电磁波不能正常通过，这样也会增加反射功率。57/8馈线安装不能划破，外露铜皮， 安装馈线一定要小心，要是把馈线划破和外露铜皮，这样最容易进水，使外导体变质氧化，最后使电视广播中断6安装7/8和1/2馈线等接口连接时要求：连接器插拔时用力要均匀，防止用力过猛将射频插头插歪，以保证连接可靠，7/8和1/2接口连接的时候不要用力过重，两手把罗口对准，接头进丝顺畅，不得野蛮死扭，上到住置后在用内力上紧用力过重就使母头张开接触不良，驻波比过大。7安装接头内要上凡士林油：接头本身就带凡土林油、为了接头密封好，上好皮垫再上凡土林油保证潮气不能进入内导体。. 8.安装7/8馈线连接头做好以后用宽胶带包扎一半是防止进水和潮气进入馈线内铜皮生锈。：防水弯是将馈线流不来的水隔离在室外不许流进机房有的可以打防水弯有的就不用了波道口高馈线从低到高就不用防水弯。7/8馈线是空心管一但进水和潮气馈线就会发生变化也就是生锈造成信号下降严重就会短路。9.7/8馈线在弯处加皮垫，馈线是通过走线架而拐弯的，拐弯处是硬体馈线通过就会变形加上皮垫就好的多了因为7/8馈线是空心的。10.馈线10M要两处接地，10M以上3处，65M以上4处，90M以上5处，。是更加保险来保护室内设备，这样下来馈线越长接地越多越好。11.波道口不能一孔进多条馈线，一线一孔是为了加强馈线的牢固度和密封度，同时还使馈线的标号清楚。12.馈线安装不能和电源线交叉，因和电源线交叉，感应交电流会干扰电视信号，使信噪比下降13. 不能馈线上不能刷油漆：油漆内有化学成份，刷上油漆后就会损坏馈线外皮，使造成外皮，使造成外皮氧化并脱落。14.安装馈线卡子答：馈线1M安装一个卡子是保证馈线的整齐，也保证馈线的不下垂，还保证馈线在大风的时候不摆动和磨伤。又因为馈线内、外导体的铜皮很薄，若卡子间隔过大，经过气候的变化铜皮热胀冷缩就会造成馈线变形。15. 馈线做头要清理干净，留下铜销和杂物，就使驻波比增大。7/8馈线做头不能有铜销和杂物， 做馈线头不能用手拿内针， 馈线做头后要用棉纤清理，因为馈线头内针是度银的，一但手动过内针，手上有汗水和油泥馈线头内针，装上以后就生锈和发生变化，使信号减弱。棉纤同时清理干净内导体里的渣子。利用旧天线和接头，就得先清洗大头和内针因为馈头和接头经过几年来的运行，接头和内头老化，改造前必须清洗。16馈线的接头有哪几种： 大头D，小头N，公头M，母头F，大接头型号SUIHNOR，小接头型号：PATENTPEDING。17. 7/8馈线安装不能在铁塔平台上打弯，铁塔本身就有吸收信号的作用馈线在到平台上打弯信号更加减少。18.和机房1/2馈线做头要留6MM头打1MM ：在安装设备中每一条1/2馈