移动基站天线选择原则

1、移动基站天线选择原则摘 要基站天线是移动通信系统的重要组成部分， 通信过程中起着举足轻重的作用，不同的场景选择不同类型 的天线，可以提高通信质量、降低干扰、减少掉话、增大小 区盲区覆盖、增强小区覆盖内的功率。本文主要对城区、郊 区和农村这三类有代表性的区域基站天线的选择原则进行 论述。关键词 天线、方向角、天线增益、极化方式中图分类号： TM282 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2017）12-0294-011、研究背景及意义1.1 选题背景基站天线的作用是发射和接收电磁波，是移动通信系统 的重要组成部分，在通信过程中起着举足轻重的作用，不同 的场景选择不同类型的天线，不仅

2、可以提高网络质量、降低 网络干扰、减少掉话、增大盲区覆盖范围、增强小区覆盖内 的场强。同时对后期基站的扩容、升级、网络优化等起到重 要作用。2、移动基站天线的关键参数2.1 移动基站天馈系统示意图如图 1：2.2 移动基站天线的关键参数如下：（ 1）极化方式：天线辐射的电磁场的电场方向就是天 线的极化方向，通常有垂直极化、水平极化、 +45 度倾斜的 极化、 -45 度倾斜的极化等极化方式。（ 2）下倾角：指天线最大辐射方向与水平线之夹角， 主要用于控制干扰及增强覆盖范围内的场强。（3）电压驻波比（VSWF）:是表征端口阻抗匹配程度的 一个量，天线馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比， 称为

3、天线的输入阻抗。（ 4）天线增益:增益是指在输入功率相等的条件下， 实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强 的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方 向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高（图2）。（ 5）前后比:前后瓣最大电平之比，它用来描述定向 特性（图 3）。（ 6）波束宽度: 在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣， 其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率 点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度。或称为半功率 （角）瓣宽。如图 4 :（ 7）方向角:方向角的调整对移动通信的网络质量非 常重要。一方面，准确的方向角能保证基站的实际覆盖与所 预期的相同，保证整

4、个网络的运行质量；另一方面，依据话 务量或网络存在的具体情况对方向角进行适当的调整，可以 更好地优化现有的移动通信网络。(8)工作频段：是当天线的输入驻波比VSWFK 1.5时的频段。工作频段的宽度称为工作带宽，一般全向天线的工 作带宽能达到中心频率的 3-5%，定向天线的工作带宽能达到 中心频率的 5-10%3、移动基站天线的选择原则3.1 市区基站的天线选择 在人口比较密集的城区，基站分布较密，要求单基站覆 盖范围小，尽量减少越区干扰，提高频率复用率。天线的选 择原则如下：( 1 )极化方式：由于市区基站选址困难，天线安装空 间受限，一般选用双极化天线；( 2)方向性：市区主要考虑减少相邻

5、小区干扰，一般 选用定向天线；( 3)半功率波束宽度：为控制小区的覆盖范围、抑制干扰，一般选用水平半功率波束宽度为6065的天线；( 4)天线增益：由于市区一般不要求大的覆盖范围， 同时为减少天线体积和重量，有利于安装和降低成本，建议 选用中等增益的天线(15DBI左右);( 5)下倾角：市区天线一般都要设置一定的下倾角， 电调天线在下倾角的调整方面不会有问题，但对机械下倾天 线，需选择下倾角调整范围更大的天线。3.2 农村基站的天线选择 农村地区环境特点：基站分布稀疏，话务量较少，覆盖 要求广。解决覆盖是其主要目标。这时一般采用高增益的定 向或全向天线。（ 1）极化方式：从发射信号的角度，在

6、较为空旷地方 垂直极化天线比其他极化天线效果更好。农村一般采用垂直 极化天线；（ 2）方向性：农村话务分布比较分散，话务量相对较 少，为满足基站周围的覆盖，一般采用全向天线；由于全向 天线的增益较小，如果要求更远的覆盖距离，则需采用定向 天线，一般采用水平面波束宽度为90、105、 120的定向天线；采用全向天线时，为避免塔体对覆盖的影响，可采 用双发天线的配置，此时，需通过功分器把发射信号分配到 两个天线上；（ 3）天线增益：农村主要考虑覆盖范围和覆盖距离，一般选用较高增益（1718DBI）的定向天线或911DBI的 全向天线；（ 4）下倾方式：农村地区对天线的下倾调整不多，其 下倾角的调整

7、范围及特性要求不高，一般采用机械下倾天线；3.3 郊区基站的天线选择在人口较少的郊区为了保证覆盖以及减少对城区的干扰，通常不同的小区采用不同的定向天线，面向城区的小区 可参考城区基站的天线的选择原则，一般采用增益较小且水 平波瓣角较小的天线，而非面向城区的小区一般采用增益较 大的天线，优先采用水平面半功率波束宽度为90的天线。因此，郊区的情况差别很大，可以根据需要的覆盖面积来选 择天线类型和决定是否预置下倾角；考虑到后期网络优化， 一般不采用全向站型。4、总结 本文重点介绍目前应用最多的三个场景的天线选择。不 同场景选择不同天线类型可以减少邻频干扰、保证基站实际 覆盖与所预期的相同， 保证整个网络的运行质量； 另一方面， 依据话务量或网络存在的具体情况对天线进行适当的?整，可以更好地优