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从降低带外干扰信号的角度考虑,所选天线的带宽刚好满足频带要求最佳。
2.5 极化方式
基站天线多采用线极化方式,如图 2-6。其中单极化天线多采用垂直线极化;双极化天线多采用±45°双线极化。双极化天线是由极化彼此正交的两根天线封装在同一天线罩中组成的(如图 2-7),采用双线极化天线,可以大大减少天线数目,简化天线工程安装,减少天线占地空间,降低成本。
图 2-6
基站天线常用极化方式
图 2-7
双极化基站天线示意图
2.6 下倾方式
为了加强对基站近区的覆盖,尽可能减少死区,同时尽量减少对其它相邻基站的干扰,天线应避免过高架设,同时应采用下倾的方式。图 2-8中,低架天线产生的死区范围为OX″,下倾天线产生的死区范围为OX′,均小于高架无下倾天线的死区范围OX。
天线下倾有多种方式:机械下倾、固定电调下倾、可调电调下倾、遥控可调电调下倾等。其中机械下倾只是在架设时倾斜天线,多用于角度小于10°的下倾,当再进一步加大天线下倾的角度时,天
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线方向图可能发生畸变,引起天线正前方覆盖不足同时对两边基站的干扰加剧,如图 2-9所示。机械下倾的另一个缺陷是天线后瓣会上翘,对相临扇区造成干扰,影响近区高层用户的通话质量。
电调下倾天线的下倾角度范围较大(可大于10°),天线方向图无明显畸变,天线后瓣也将同时下倾,不会造成对近端高楼用户的干扰。
图 2-8
基站天线下倾对比示意
机械下倾过大
图 2-9
基站天线下倾方式对比
2.7 天线的前后比
天线的前后比指标与天线反射板的电尺寸有关,较大的电尺寸将提供较好的前后比指标。如水平波瓣宽65°的天线水平尺寸大于水平波瓣宽90°的天线,所以,水平波瓣宽65°的天线前后比一般会优于水平波瓣宽90°的天线。
室外基站天线前后比一般应大于25dB,微蜂窝天线由于尺寸相对较小的缘故,天线的前后比指标应适当放宽。
2.8 旁瓣抑制与零点填充
由于天线一般要架设在铁塔或楼顶高处来覆盖服务区,对垂直面向上的旁瓣应尽量抑制,尤其是较大的第一副瓣,以减少不必要的能量浪费;同时要加强对垂直面向下旁瓣零点的补偿,使这一区域
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的方向图零深较浅,以改善对基站近区的覆盖,减少近区覆盖死区和盲点。图 2-10是基站天线有无零点填充效果的对比,其中第一张图为没有零点填充的地面信号强度效果图,第二张图为有零点填充的效果图,横坐标为离开基站的距离,纵坐标为地面信号强度值。
天线零点填充值=(垂直第一下零点幅值/最大辐射方向幅值)% =20log(垂直第一下零点幅值/最大辐射方向幅值)dB
为确保对服务区的良好覆盖,严格地说,不具备旁瓣抑制与零点填充特性的天线是不能使用的。
图 2-10
基站天线有无零点填充效果对比示意
2.9 端口间隔离度
当使用多端口天线时,各个端口之间的隔离度应大于30dB。如双极化天线的两个不同极化端口,室外双频天线的两个不同频段端口之间,以及双频双极化天线的四个端口之间,隔离度应大于30dB。
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3 通讯基本概念介绍
和无线网络规划优化相关的一些基本概念对后面内容的掌握影响很大,为此,本章对部分比较重要的概念进行了简要说明。
3.1 系统带宽和信号带宽
3.1.1 系统带宽
系统带宽既信道带宽(由电路决定的)则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率,也就是限定了一个频率通带。比如一个信道允许的通带为1.5kHz至15kHz,则其系统带宽为13.5kHz,
在通信系统中,所传输的信号总是有一定带宽(占用一定的频带资源),为了达到对信号进行一定处理的目的,系统的带宽是一个主要性能参数,也就是系统可提供的频带资源。如何定义系统带宽?
1. 用等效噪声带宽定义:假定一个系统的传输函数为H(f),则等效噪声带宽:
Wn?1|Hmax|2?2|H(f)|df ?0其中H 是H(f)的最大幅度。
对低通滤波器:等效噪声带宽Wn如图 3-1所示,Wn的含义是:白噪声通过Wn的平均功率=白噪声通过实际滤波器功率。
图 3-1
低通滤波器等效噪声带宽
对带通滤波器,等效噪声带宽Bn如图 3-2所示,f0为中心频率,Bn的含义是:白噪声通过Bn的平均功率=白噪声通过实际滤波器功率。
图 3-2
带通滤波器等效噪声带宽
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2. 用功率传输函数的半功率点来定义-半功率点带宽或称为3dB带宽:
2对低通滤波器,在半功率点W1/2的功率传输函数为|H(f)|W?1/212; |H(f)|02对带通滤波器,在半功率点B1/2的功率传输函数|H(f)|2B1/2?1|H(f)|2f0。 2
图 3-3
半功率点带宽
3. 用通过的总能量的百分比来定义系统带宽Be:
f0?Be/2?如对带通滤波器:
f0?Be/2?|H(f)|df?(1?e)?|H(f)|2df
??2|H(f)|2(dB)
图 3-4
带通滤波器系统带宽Be
在此种情况中,也是用功率下降多少来定带宽,但不是下降3dB,而是任意选定的数,如1dB带宽、2dB带宽等。
对某些低通滤波器,如环路滤波器常使用等效噪声带宽定义;对带通滤波器常使用3dB带宽定义或能量百分比来定义。
3.1.2 信号带宽
信号带宽是信号频谱的宽度,也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差,譬如,一个由数个正弦波叠加成的方波信号,其最低频率分量是其基频,假定为f =2kHz,其最高频率分量是其7次谐波频率,即7f =7×2=14kHz,因此该信号带宽为7f - f =14-2=12kHz。
系统(信道)带宽则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率,也就是限定了一个频率通带。比如一个信道允许的通带为1.5kHz至15kHz,其带宽为13.5kHz,上面这个方波信号的所有频率成分当然能从该信道通过,如果不考虑衰减、时延以及噪声等因素,通过此信道的该信号会毫不失真。然而,如果一个基频为1kHz的方波,通过该信道肯定失真会很严重;方波信号若基频为2kHz,
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