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一基站天線的選型研究

（1）基站天線的種類主要有五種

傳統(tǒng)的基站天線有全向天線、定性天線、機(jī)械天線，新型的天線有電調(diào)天線和雙極化天線。

（2）基站天線的選型

影響基站天線的設(shè)計(jì)選型主要有主觀和客觀兩方面的因素，主觀方面主要就是該區(qū)域的移動(dòng)通信服務(wù)質(zhì)量等級(jí)要求、覆蓋范圍、通話群的數(shù)量和集中范圍等；客觀方面就是該地域的地形地貌和地物。城區(qū)基站要求覆蓋深度，且安裝空間有限，宜選用水平半功率角為60度左右的中等增益的雙極化天線；農(nóng)村地區(qū)話務(wù)量較小，預(yù)期覆蓋面積較大，地物分布相對(duì)較稀疏，宜選用水平半功率角為90度高增益的單極化天線；郊區(qū)的情況介于城區(qū)和農(nóng)村之間。對(duì)于站距較大的基站，參照農(nóng)村基站天線的選用原則；反之則參照城區(qū)基站天線的選用原則；交通干線基站天線如果覆蓋目標(biāo)僅為高速公路或鐵路等交通干線，可以考慮使用8字形天線。

二新型移動(dòng)通信基站天線的技術(shù)和特點(diǎn)研究

新型移動(dòng)通信基站天線正朝著小型化、安全性高、性能強(qiáng)、成本低的寬頻段和多頻段方向發(fā)展，筆者將主要從極化分集技術(shù)研究、終端天線的研究、微波傳輸天線的研究三個(gè)方面對(duì)新型移動(dòng)通信基站天線的相關(guān)特點(diǎn)來加以說明。

（1）極化分集技術(shù)

極化分集技術(shù)能有效改變制約移動(dòng)通信系統(tǒng)覆蓋范圍、通信質(zhì)量及容量的三種主要因素，即多徑衰落、傳播延遲、共信道干擾。極化分集技術(shù)就是通過空間分集，增加兩付或多付天線所在覆蓋的范圍，達(dá)到降低多徑衰落的目的；角分集，利用鄰近的窄波束提高角鑒別率，降低衰落干擾，提高天線接收信號(hào)強(qiáng)度；極化分集，利用水平與垂直極化和±45°極化的天線，設(shè)計(jì)出具有兩個(gè)相互正交極化的雙極化智能天線陣系統(tǒng)，可以大大節(jié)省單個(gè)定向基站的天線數(shù)量。另外雙極化天線在安裝上要求比較低，只需要有一個(gè)鐵柱做支撐，不需要征地建塔，即克服了地理限制，又大大節(jié)約了工程造價(jià)成本。而且雙極化天線具備電調(diào)天線的優(yōu)點(diǎn)，是一種適應(yīng)性很強(qiáng)的天線陣列，可以形成特定的天線波束，對(duì)同頻率、同時(shí)隙的信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，完成空間濾波和定位，克服多徑衰落、傳播延遲、共信道干擾問題，大大提高容量和通信質(zhì)量，降低呼損。

（2）終端天線的小型化

隨著微帶天線、平面單級(jí)天線、平面倒置F天線在終端設(shè)備的廣泛應(yīng)用，大大縮小了移動(dòng)通信終端設(shè)備的體積。隨著通信群體的快速擴(kuò)大，增加移動(dòng)通信的系統(tǒng)容量，實(shí)現(xiàn)多模通信是必然要求，因此在實(shí)際的通信系統(tǒng)中需要兩到多個(gè)頻點(diǎn)同時(shí)工作，而安裝兩到多付天線不符合現(xiàn)實(shí)需求，還會(huì)加大成本，而微帶天線能實(shí)現(xiàn)雙(多)頻要求，正好解決了該問題。微帶天線通過模式正交、多貼片和電抗加載等方法能實(shí)現(xiàn)雙(多)頻要求。PIFA天線在實(shí)現(xiàn)雙(多)頻要求上具有和微帶天線同樣的效果，PIFA天線低剖面、結(jié)構(gòu)緊湊、寬帶諧振，在終端內(nèi)置天線設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。

（3）微波傳輸天線

微波傳輸最主要的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了無線傳輸。傳統(tǒng)的微波傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，成本高，因此應(yīng)用范圍小。隨著科技的進(jìn)步，新型的微波傳輸成本低、安全可靠、架設(shè)方便，主要應(yīng)用于移動(dòng)通信基站間的骨干互聯(lián)。高性能微波傳輸天線，以板狀反射面天線為主，具有嚴(yán)格的方向圖包絡(luò)，增益大，使用頻率高，能有效降低系統(tǒng)間的相互干擾，提高數(shù)據(jù)傳輸速率。微波天線的結(jié)構(gòu)為軸旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用此結(jié)構(gòu)特性，通過幾何光學(xué)和物理光學(xué)等高頻近似方法提高反射面天線的分析效率很重要。對(duì)于口徑較小，饋源結(jié)構(gòu)復(fù)雜的反射面天線，采用矩量法、FDTD等低頻方法進(jìn)行分析。另一方較高的前后比和嚴(yán)格的方向圖包絡(luò)也是實(shí)現(xiàn)微波傳輸?shù)年P(guān)鍵。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)通常采用長(zhǎng)焦距的板狀拋物面天線周圍加金屬圍邊的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以增加天線的前后比，但會(huì)加重天線的重量，造成天線結(jié)構(gòu)笨重，抗風(fēng)機(jī)械性能差、成本高。

三結(jié)語

綜上所述，隨著信息化時(shí)代的到來，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)成為極具開發(fā)價(jià)值和市場(chǎng)前景的朝陽產(chǎn)業(yè)。我國(guó)的移動(dòng)通信擁有龐大的用戶群和開發(fā)空間，基站天線是接收電磁波，再將其輻射開來的移動(dòng)通信系統(tǒng)部件，起著“傳輸帶”的重要作用，因此基站天線的選型和設(shè)計(jì)，對(duì)于整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行和功能的發(fā)揮有著重要的影響，本文結(jié)合基站天線的參數(shù)、選型、設(shè)置等三個(gè)方面，著重分析了小型化、寬頻段和多頻段的新型移動(dòng)通信基站天線的相關(guān)特點(diǎn)，希望對(duì)于后續(xù)新型移動(dòng)通信基站天線的研究，具有一定的借鑒意義。

作者：夏國(guó)毅 單位：肇慶市地理信息與規(guī)劃編制研究中心