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从增益到辐射参数，剖析5G时代基站天线将发生哪些变化
发布时间：
2019-10-09 17:13
天线选择的关键参数
基站天线如同整个移动通信系统的触角,在通信过程中起着举足轻重的作用。选择基站天线时关键要以下的一些参数:
1.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。
2.前后比:前后瓣最大电平之比,它用来描述定向特性。
3.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。如下图所示:
4.下倾角:指定向平板天线的下倾角度,主要用于控制干扰及增强覆盖。
5.极化: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。
天线选择原则
不同类型的基站需要选择不同类型的天线,选择的依据主要就是上述技术参数。比如全向站就是采用了各个水平方向增益基本相同的全向型天线,而定向站就是采用了水平方向增益有明显变化的定向型天线。我国很可能要先在一些有需求的大、中城市建以重点城市为中心的第三代移动通信覆盖区,而不是一开始就建设全国覆盖范围的3G。所以我们重点看一下城区、郊区和这三类有代表性的地区基站天线的选择原则。
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:
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;
方向性:市区主要考虑减少相邻小区干扰,一般选用定向天线;
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60～65°的天线;
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);
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,但对机械下倾天线,需选择下倾角调整范围更大的天线。
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电磁波从发射天线发射后，向各个方向传播。如果在电磁波传播方向上放置对称振子，则在电磁波的作用下，天线振子上会产生感应电动势。这样，当天线与接收设备连接时，将在接收设备的输入端产生高频电流。这样，天线起到接收的作用，将电磁波转换成高频电流，即此时天线起到接收天线的作用。除了无线电波的强度外，接收效果还取决于天线的方向性以及半对称振荡器与接收设备的匹配。
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