1、基站天線設(shè)計羅偉序言 能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波或能夠有效的接收空間某特定方向來的電或能夠有效的接收空間某特定方向來的電磁波的裝置。磁波的裝置。 能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換導(dǎo)行波和自由空間波的轉(zhuǎn)換；導(dǎo)行波和自由空間波的轉(zhuǎn)換； 定向輻射（接收）定向輻射（接收）具有一定的方向性具有一定的方向性?；咎炀€簡介基站天線分類 以頻段分類：高頻、低頻、毫米波 以工藝分類：壓鑄、鈑金、PCB 以原理分類：對稱振子、微帶天線 以功能分類：傳統(tǒng)三扇區(qū)、劈裂、智能天線基站天線關(guān)鍵指標(biāo)基站天線設(shè)計開發(fā)流程需求分析需求分析任務(wù)分解，原理驗(yàn)證任務(wù)分解，原理驗(yàn)證數(shù)字化樣機(jī)數(shù)字化樣機(jī)樣機(jī)

2、加工驗(yàn)證樣機(jī)加工驗(yàn)證小批量生產(chǎn)小批量生產(chǎn)投產(chǎn)投產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)性能驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)性能驗(yàn)證天線單元的輻射原理 輻射單元在工作頻點(diǎn)是諧振的。例如：雙偶極子天線的長度是1/2波長。在在 820 MHz 1/2 波長波長 為為 180mm, 在在890 MHz 為為 170mm 175mm對對 850MHz 將是最佳的將是最佳的該天線的頻帶寬度該天線的頻帶寬度 = 890 - 820 = 70MHz在在 850MHz 1/2 波長振子波長振子最佳最佳在在 890MHz天線振子天線振子在在820MHz巴倫饋電 利用四分之一波長短路傳輸線終端為高頻開路的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)天線平衡輸入端口與同軸饋線不平衡輸出端口之間的平衡-不平衡變

3、換。 對稱振子方向圖特征頂視頂視側(cè)視側(cè)視 一個單一的對稱振子具有一個單一的對稱振子具有“面包圈面包圈” 形的方向圖形的方向圖定向輻射的原理 在我們的在我們的“扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線”中，反射面把功率聚焦到一個方向進(jìn)一步提高了增益。中，反射面把功率聚焦到一個方向進(jìn)一步提高了增益。這里這里, “扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線” 與單個對稱振子相比的增益為與單個對稱振子相比的增益為10log(8mW/1mW) = 9dBd “扇形覆蓋天線扇形覆蓋天線 ”將在接收機(jī)中有將在接收機(jī)中有8mW功率功率 “全向陣全向陣” 例如在接收機(jī)中為例如在接收機(jī)中為4mW功率功率 (頂視)天線天線 反射面放在陣列的一邊構(gòu)成

4、扇形覆蓋天線反射面放在陣列的一邊構(gòu)成扇形覆蓋天線陣列天線方向圖和輻射參數(shù)上旁瓣抑制上旁瓣抑制下旁瓣抑制下旁瓣抑制基站天線的頻帶寬度 天線的頻帶寬度有兩種不同的定義天線的頻帶寬度有兩種不同的定義- 一種是指：在駐波比一種是指：在駐波比SWR 1.5 條件下，天線的工作條件下，天線的工作頻帶寬度；頻帶寬度； 一種是指：天線增益下降一種是指：天線增益下降 3 分貝范圍內(nèi)的頻帶寬度。分貝范圍內(nèi)的頻帶寬度。 在移動通信系統(tǒng)中，通常是按前一種定義的，具體在移動通信系統(tǒng)中，通常是按前一種定義的，具體的說，天線的頻帶寬度就是天線的駐波比的說，天線的頻帶寬度就是天線的駐波比SWR 不超過不超過 1.5 時，天線

5、的工作頻率范圍。時，天線的工作頻率范圍。 一般說來，在工作頻帶寬度內(nèi)的各個頻率點(diǎn)上一般說來，在工作頻帶寬度內(nèi)的各個頻率點(diǎn)上, 天天線性能是有差異的，但這種差異造成的性能下降是可線性能是有差異的，但這種差異造成的性能下降是可以接受的。以接受的。雙極化基站天線 兩個單極化天線安裝在一起組成一付雙極化天線，注意，雙極化天線兩個單極化天線安裝在一起組成一付雙極化天線，注意，雙極化天線有兩個接頭。有兩個接頭。 雙極化天線輻射（或接收）兩個雙極化天線輻射（或接收）兩個極化在空間相互正交（垂直）的極化在空間相互正交（垂直）的波。波。 極化端口隔離度要求極化端口隔離度要求30dB基站天線結(jié)構(gòu)要素基站天線單元基

6、站天線內(nèi)部基站天線內(nèi)部基站天線電下傾技術(shù)無下傾時無下傾時在饋電網(wǎng)絡(luò)中在饋電網(wǎng)絡(luò)中路徑長度相等路徑長度相等有下傾時有下傾時在饋電網(wǎng)絡(luò)中在饋電網(wǎng)絡(luò)中路徑長度不相等路徑長度不相等電下傾對小區(qū)覆蓋的影響思考題：如何控制相位實(shí)現(xiàn)電下傾？智能基站天線通過陣列波束賦形，實(shí)現(xiàn)波束掃描，從而根據(jù)通信環(huán)境和用戶位置，同時或不同時為用戶提供移動通信服務(wù)。智能天線RRUBBU劈裂天線由于傳統(tǒng)三扇區(qū)存在通信容量受限的情況，采用劈裂扇區(qū)，可以增加小區(qū)數(shù)目，在一定條件下提高通信容量。劈裂天線RRU巴特勒矩陣基站天線研究熱點(diǎn)：1. 小型化技術(shù)天面資源緊缺，急需天線尺寸變小。主要研究方法包括：1. 天線內(nèi)部空間復(fù)用：共軸結(jié)構(gòu)和

7、插花結(jié)構(gòu)天線內(nèi)部空間復(fù)用：共軸結(jié)構(gòu)和插花結(jié)構(gòu)2. 天線陣元復(fù)用：多頻天線單元天線陣元復(fù)用：多頻天線單元3. 采用空氣腔微帶天線：低剖面技術(shù)采用空氣腔微帶天線：低剖面技術(shù)4. AMC反射板：借助人工電磁材料反射板：借助人工電磁材料AMC反射反射板技術(shù)板技術(shù)基站天線研究熱點(diǎn)：2. 毫米波通信 未來通信系統(tǒng)中，毫米波頻段是重要資源，需要開發(fā)此頻段射頻器件，包括基站天線。 主要研究內(nèi)容：1. 貼片天線2. 縫隙天線3. 稀疏陣列技術(shù)4. 共面波導(dǎo)饋電技術(shù)5. SIW饋電技術(shù)基站天線研究熱點(diǎn)：3. 與SDN結(jié)合 當(dāng)前基站天線為固定架設(shè)的通信設(shè)備，其維護(hù)和工參更改都需要人力完成，成本高，效率低。同時，基站天線是SDN的重要節(jié)點(diǎn)，其智能化程度，直接影響SDN效率。 主要研究方法：1.天線內(nèi)置定位系統(tǒng)2.天線內(nèi)置攝像系統(tǒng)3.天線電子波束掃描或機(jī)械掃描技術(shù)基站天線研究熱點(diǎn)：4. 有源天線 將基站天線與RRU結(jié)合，減小天面資源壓力。 主要研究內(nèi)容：1. 無源模塊與有源模塊的小型化2. 電磁兼容問題基站天線網(wǎng)絡(luò)性能 基站天線網(wǎng)絡(luò)性能仿真方法1. 系統(tǒng)仿真2. 鏈路仿真 基站天線網(wǎng)絡(luò)性能測試方法1.架設(shè)，勘站2.路測：人力，車