[认识直放站手机放大器]基站和直放站天线参数(七)

十三、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。通常零深相对于主波束大于-20dB即表示天线有零点填充,对于大区制基站天线无这一要求。高增益天线,尤其需要采取零点填充技术来有效改善近处覆盖。

对网络性能有影响的辅助指标,零点填充在某些特殊场景可有限度的减少盲点。天线具有的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。一般在主瓣和它下面的第一个旁瓣之间会有一个夹角,位于这个夹角间的信号非常弱。有零点填充的天线会将这个夹角弥补一下,来解决覆盖的盲区,向下的第一副瓣和主瓣之间的夹角填充后能够解决部分塔下黑的问题。解决塔下黑首先不能让基站高度太高,然后就是调天线的俯仰角和使用零点填充天线了。

为了使天线的辐射电平更加均匀,在天线的垂直平面内,下副瓣第一零点采用赋形波束加以设计加以填充。通常零深相对于主波束大于-20db就表示有零点填充。建议天线挂高比较高(通常大于100m)采用零点填充,避免塔下黑的状况,同时也有利于减小天线信号波动。

十四、上副瓣抑制

对于小区制蜂窝系统,为了提高频率复用能力, 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,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。

基站天线选用时,一般是对上副瓣进行抑制而对下副瓣进行补偿的。因为天线安装在高处,上副瓣是往斜上方打的,如果太强会对邻区的建筑高层造成干扰,因此要抑制;下副瓣是向斜下方打的,进行补偿可以增强该小区覆盖范围内的信号强度。如果没有下副瓣,小区就会出现远处有信号、站下没信号,即灯下黑现象。

在移动通信中天线旁瓣抑制与零点填充的天线对比。旁瓣抑制是减少上副瓣的能量分配,达到减少上副瓣过大后,引起的同频、临频、越区干扰等等;而零点填充就是解决塔下黑,提高覆盖区域内的信号强度。

至于如何设计上旁瓣抑制,原理上是基于雷达阵列天线的零点对消技术(在很多天线书里都有说的),即是在不需要的副瓣位置产生一个零点,与副瓣抵消形成抑制。具体的实施方式有很多种,有相位加权、幅度加权、幅相加权、不等间距设计等等。不过我们都没有费劲去从原理上来设计它,直接通过软件优化就可以得到好的幅相分布了。

十五、天线输入接口

为了改善无源交调及射频连接的可靠性,基站天线的输入接口采用7/16DIN-Female,在天线使用前,端口上应有保护盖,以免生成氧化物或进入杂质。这是因为非线性变化在射频同轴连接器中是不可避免的,只是因载波信号较小时非线性产生的无源交调物引起的噪声不大而不引起人们的注意,但当载波信号大于30dBm时,这种交调影响就比较明显了。