Il sistema di antenna è un sistema composto da un'antenna trasmittente e un'antenna ricevente. Il primo è un convertitore di modalità di trasmissione che trasforma la corrente a radiofrequenza o onda elettromagnetica nella modalità onda guidata in un'onda elettromagnetica spaziale nella modalità onda diffusa; quest'ultimo è il convertitore della modalità di trasmissione per la sua conversione inversa.
Come antenna trasmittente per la conversione della modalità di onda viaggiante guidata in onda diffusa e antenna ricevente per la conversione della modalità dell'onda diffusa in modalità onda guidata I, tranne per il fatto che la capacità di trasporto di potenza e la capacità di resistenza alla tensione dell'antenna trasmittente sono molto maggiori di quella dell'antenna ricevente, entrambi possono essere utilizzati in modo intercambiabile e rimangono invariati i parametri caratteristici di base dell'antenna, che è chiamato teorema di reciprocità. Un'altra importante funzione dell'antenna è la concentrazione dell'energia delle onde elettromagnetiche, ovvero, quando usata come antenna trasmittente, l'energia viene concentrata nella direzione di trasmissione riducendo l'energia nelle altre direzioni; se utilizzato come antenna ricevente, più energia può essere intercettata dalle onde in arrivo nella direzione di ricezione. Per le onde in arrivo in altre direzioni, l'energia in ingresso viene ridotta dalla cancellazione di fase. Questa è la direttività dell'antenna. Rispetto alle antenne non direzionali, l'aumento della concentrazione di energia è chiamato guadagno dell'antenna. Il significato esteso di direttività dell'antenna è il guadagno negativo (attenuazione) nella direzione di non comunicazione, che può essere utilizzato per descrivere un altro indice di prestazione correlato dell'antenna, ovvero la soppressione della radiazione del lobo laterale (interferenza) dell'antenna trasmittente o l'interferenza dell'onda in entrata nella direzione di non comunicazione dell'inibizione dell'antenna ricevente.
Definizione e scopo del sistema di antenna
Nel sistema di comunicazione mobile, l'antenna di comunicazione è il convertitore del segnale del circuito del dispositivo di comunicazione e dell'onda elettromagnetica irradiata dallo spazio. Questo articolo analizza principalmente la parte dell'antenna di comunicazione e del sistema di alimentazione nel sistema di comunicazione mobile, che include principalmente la stazione base / antenna interna, i relativi cavi di alimentazione e altri dispositivi a radiofrequenza e relativi servizi di installazione.
2. Descrizione dei parametri di prestazione dell'antenna della stazione base
Indice elettrico generale
1. Gamma di frequenza (gamma di frequenza)
Banda di frequenza di lavoro: indipendentemente dall'antenna o da altri prodotti di comunicazione, funziona sempre entro un determinato intervallo di frequenza (larghezza di banda), che dipende dai requisiti dell'indice. In circostanze normali, la gamma di frequenza che soddisfa i requisiti dell'indice può essere la frequenza operativa dell'antenna.
L'ampiezza della banda di frequenza di lavoro è chiamata larghezza di banda di lavoro. Generalmente, la larghezza di banda di lavoro di un'antenna omnidirezionale può raggiungere il 3-5% della frequenza centrale e la larghezza di banda di lavoro di un'antenna direzionale può raggiungere il 5-10% della frequenza centrale.
2. Impedenza di ingresso
Impedenza di ingresso: il rapporto tra la tensione del segnale e la corrente del segnale all'ingresso dell'antenna è chiamato impedenza di ingresso dell'antenna. Generalmente, l'impedenza di ingresso di un'antenna di comunicazione mobile è 50 Ω.
L'impedenza di ingresso è correlata alla struttura, alle dimensioni e alla lunghezza d'onda operativa dell'antenna. All'interno della gamma di frequenza operativa richiesta, la parte immaginaria dell'impedenza di ingresso è piccola e la parte reale è abbastanza vicina a 50 Ω, che è necessario affinché l'antenna abbia un buon adattamento di impedenza con l'alimentatore.
3. Rapporto d'onda stazionaria di tensione (VSWR)
Rapporto di onde stazionarie di tensione: Il rapporto di onde stazionarie di tensione dell'antenna è il rapporto tra il valore massimo e il valore minimo del modello di onde stazionarie di tensione generato lungo la linea di trasmissione quando l'antenna viene utilizzata come carico di una linea di trasmissione senza perdite.
Il rapporto delle onde stazionarie è causato dalla sovrapposizione di onde riflesse generate dall'energia dell'onda incidente trasmessa all'estremità di ingresso dell'antenna e non completamente assorbita (irradiata). Maggiore è il VSWR, maggiore è il riflesso e peggiore è la corrispondenza. Nei sistemi di comunicazione mobile, il rapporto delle onde stazionarie deve generalmente essere inferiore a 1.5.
4. Isolamento
L'isolamento rappresenta la proporzione di un segnale inviato a una porta (una polarizzazione) di un'antenna a doppia polarizzazione che appare nell'altra porta (un'altra polarizzazione).
5. Intermodulazione del Terzo Ordine (Intermodulazione del Terzo Ordine)
Segnale di intermodulazione del terzo ordine: si riferisce al segnale parassita dopo che due segnali sono in un sistema lineare, a causa dell'esistenza di fattori non lineari, la seconda armonica di un segnale e l'onda fondamentale di un altro segnale sono battute (mescolate).
L'intermodulazione è un fenomeno in cui due o più frequenze portanti al di fuori della banda di frequenza vengono mescolate e quindi rientrano nella banda di frequenza, con conseguente diminuzione delle prestazioni del sistema.
6. Capacità di potenza
Capacità di alimentazione: la capacità di alimentazione di un'antenna si riferisce alla potenza RF continua massima che può essere aggiunta continuamente all'antenna entro un periodo di tempo specificato in condizioni specificate senza ridurne le prestazioni.
Indice di radiazione spaziale
7. Guadagno
Il rapporto tra la densità del flusso di potenza irradiata dell'antenna in una direzione specificata e la densità del flusso di potenza irradiata massima dell'antenna di riferimento (di solito una sorgente puntiforme ideale) alla stessa potenza di ingresso;
Il guadagno dell'antenna viene utilizzato per misurare la capacità di un'antenna di inviare e ricevere segnali in una direzione specifica. È uno dei parametri importanti per la selezione di un'antenna della stazione base. Maggiore è il guadagno dell'antenna, migliore è la direttività, più concentrata è l'energia e più stretto è il lobo.
8. Larghezza del fascio di metà potenza orizzontale / verticale (larghezza del fascio di metà potenza del piano H / V)
Nel lobo principale del diagramma di potenza, l'angolo di larghezza del fascio tra due punti in cui la potenza di direzione della radiazione massima relativa scende a metà o meno del massimo 3dB è chiamato larghezza del lobo a metà potenza.
La larghezza del raggio a metà potenza nel piano orizzontale è chiamata larghezza del raggio orizzontale; la larghezza del fascio a metà potenza nel piano verticale è chiamata larghezza del fascio verticale.
9. Inclinazione elettrica verso il basso (inclinazione elettrica verso il basso)
Il downtilt elettrico si riferisce all'angolo tra la direzione di radiazione massima della superficie di radiazione verticale dell'antenna di comunicazione e la normale dell'antenna.
Le antenne di comunicazione sono classificate in antenne downtilt fisse e antenne regolabili elettricamente a seconda che supportino la regolazione downtilt elettrica: le antenne downtilt fisse si riferiscono ad antenne downtilt fisse prodotte modellando la matrice di elementi radianti dell'antenna in ampiezza e fase in base ai requisiti di copertura wireless; e L'antenna regolabile elettricamente significa che la differenza di fase di differenti elementi radianti nella matrice viene modificata da un'unità di sfasamento per produrre differenti stati di inclinazione del lobo principale della radiazione. Generalmente, lo stato di inclinazione verso il basso di un'antenna regolabile elettricamente è solo entro un certo intervallo di angolazione regolabile.
10. Rapporto fronte-retro
Il rapporto fronte-retro dell'antenna si riferisce al rapporto tra la densità del flusso di potenza nella direzione di radiazione massima del lobo principale (specificata come 0 °) e la densità di flusso di potenza massima vicino alla direzione opposta (specificata come all'interno dell'intervallo di 180 ° ± 30 °) F / B = 10log (potenza anteriore e posteriore / potenza all'indietro).
11. Soppressione del lobo laterale e riempimento per zero (lobi del lato superiore di elevazione e riempimento nullo)
Soppressione del lobo laterale: il lobo laterale del lobo principale in direzione verticale (ovvero, la direzione positiva dell'angolo zenitale) è chiamato lobo laterale superiore. Per la copertura dell'antenna della stazione base, viene solitamente adottata una certa inclinazione meccanica per l'antenna nella pianificazione della rete. Ciò può far sì che il primo lobo laterale superiore dell'antenna (o entro un certo intervallo angolare) si trovi in una posizione orizzontale o addirittura inferiore alla posizione orizzontale, il che può facilmente causare interferenze vicine. Pertanto, deve essere soppresso, cioè soppressione del lobo laterale superiore.
Il lobo laterale superiore non solo spreca l'energia irradiata dall'antenna, ma interferisce anche con le celle adiacenti, in particolare i grattacieli delle celle adiacenti. Pertanto, il lobo laterale superiore dovrebbe essere soppresso il più possibile, in particolare il primo lobo laterale superiore con maggiore energia.
Riempimento del punto zero: significa che il primo punto zero del lobo laterale inferiore è riempito dal design beamforming nel piano verticale dell'antenna per migliorare la copertura dell'area vicina della stazione base e ridurre la zona morta e i punti ciechi della copertura dell'area vicina.
12. Rapporto di polarizzazione incrociata (rapporto di polarizzazione incrociata)
La differenza tra il livello di potenza dell'antenna con la stessa ricezione di polarizzazione (il livello di ricezione massimo) e il livello di potenza della diversa ricezione di polarizzazione (il livello di ricezione minimo) entro l'ampiezza del fascio di 3dB del pattern
13. Circolarità della mappa di direzione (Circularity)
La circolarità del pattern di un'antenna omnidirezionale si riferisce alla deviazione del valore di livello massimo o minimo dal valore medio nel pattern del piano orizzontale.
Il valore medio si riferisce alla media aritmetica del valore in dB del livello nel pattern del piano orizzontale con intervallo massimo non superiore a 5 °.
14. Polarizzazione (polarizzazione)
La direzione del campo elettrico dell'onda elettromagnetica irradiata dall'antenna è la direzione di polarizzazione dell'antenna. Se la direzione del campo elettrico dell'onda elettrica è perpendicolare al suolo, la chiamiamo onda polarizzata verticalmente; se la direzione del campo elettrico dell'onda elettrica è parallela al suolo, si parla di onda polarizzata orizzontalmente; se la direzione del campo elettrico dell'onda elettrica è ad un angolo di 45 ° con il suolo, allora si chiama polarizzazione + 45 ° o -45 °.
3. Tipi di antenne per stazioni base per comunicazioni mobili
Esistono molti tipi e modelli di antenne per comunicazioni mobili. In base agli scenari applicativi, possono essere suddivisi approssimativamente in prodotti di antenna distribuita per interni, prodotti per antenne per stazioni base per esterni e prodotti per antenne di abbellimento.
Ⅰ. Prodotti per antenna per interni distribuiti e con copertura cellulare
1. Antenna a soffitto
Le antenne a soffitto sono generalmente utilizzate in scenari di copertura wireless per interni. A seconda dei diversi schemi di radiazione, possono essere suddivisi in antenne da soffitto direzionali e antenne da soffitto omnidirezionali. Le antenne da soffitto omnidirezionali possono essere suddivise in due tipi di soffitto a polarizzazione singola e da soffitto a doppia polarizzazione.
2. Antenna a parete
Le antenne da parete per interni sono tipici prodotti di antenne a pannello di piccole dimensioni, utilizzati principalmente in scenari di copertura wireless da interni. Secondo diversi metodi di polarizzazione, possono essere suddivisi in parete polarizzata singola e parete doppia polarizzata.
3. Antenna Yagi
Le antenne Yagi sono utilizzate principalmente per la trasmissione di link e ripetitori, con un costo relativamente basso e un migliore rapporto di riflessione anteriore e posteriore su un piano bidimensionale.
4. Log periodico antenna
Le antenne log-periodiche sono simili alle antenne Yagi. Sono antenne bidirezionali multielemento con capacità di copertura a banda larga e vengono utilizzate principalmente per il relè di collegamento.
5. Antenna parabolica
L'antenna parabolica è un'antenna bidirezionale ad alto guadagno composta da un riflettore parabolico e un'antenna alimentata al centro.
Ⅱ. Prodotti per antenna per stazione base per esterni
1. Stazione base omnidirezionale
L'antenna della stazione base omnidirezionale viene utilizzata principalmente per un'ampia copertura a 360 gradi e viene utilizzata principalmente per scene wireless rurali con copertura scarsa.
2. Antenna della stazione base direzionale
Le antenne per stazioni base direzionali sono attualmente le antenne per stazioni base completamente chiuse più utilizzate. Si dividono in più tipologie, tra cui: antenne a polarizzazione verticale, antenne a polarizzazione verticale e orizzontale, antenne a doppia polarizzazione ± 45 °, antenne multibanda, ecc. A seconda delle diverse modalità di regolazione elettrica dell'angolo di inclinazione, può essere suddivisa in fissa antenna ad angolo di inclinazione, antenna a regolazione elettrica e include anche un'antenna a grappolo a tre settori.
3. Antenna della stazione base ESC
L'antenna regolabile elettricamente significa che la differenza di fase dei diversi elementi radianti nella matrice viene modificata da un'unità di sfasamento per produrre diversi stati di inclinazione del lobo principale della radiazione. Generalmente, lo stato di inclinazione verso il basso di un'antenna regolabile elettricamente è solo entro un certo intervallo di angolazione regolabile. Sono disponibili regolazioni manuali e regolazioni elettriche RCU per la regolazione dell'inclinazione verso il basso dell'ESC.
4. Antenna intelligente
Utilizzo di unità di radiazione a doppia polarizzazione per formare una schiera direzionale o omnidirezionale, una schiera di antenne in grado di scansionare il fascio a 360 gradi o in una direzione specifica; le antenne intelligenti possono determinare le informazioni spaziali del segnale (come la direzione di propagazione) e tracciare e localizzare la sorgente del segnale Algoritmo intelligente e, sulla base di queste informazioni, l'array di antenne per il filtraggio spaziale.
5. Antenna multimodale
La differenza principale tra i prodotti di antenna per stazione base multimodale e le normali antenne per stazione base è che integrano più di due antenne di diverse bande di frequenza in uno spazio limitato. Pertanto, l'obiettivo di questo prodotto è eliminare l'influenza reciproca tra diverse bande di frequenza (effetto di disaccoppiamento, grado di isolamento, interferenza di campo vicino)
6. Antenna multiraggio
Un'antenna multiraggio può produrre più antenne a fascio acuto. Questi raggi taglienti (chiamati raggi elemento) possono essere combinati in uno o più raggi sagomati per coprire uno spazio aereo specifico. Le antenne multiraggio hanno tre forme di base: tipo di lente, tipo di superficie riflettente e tipo di array in fase.
Ⅲ. Antenna attiva
Le antenne passive e i dispositivi attivi vengono combinati per formare un'antenna ricevente integrata.
Ⅳ. Abbellisci l'antenna
1. Antenna di abbellimento della copertura interna
L'elaborazione di abbellimento di diversi prodotti di antenna distribuita per interni non solo risolve il problema della copertura del segnale interno, ma non distrugge anche il layout della decorazione di finitura; la copertura generale dell'interno e le antenne di abbellimento sono belle e piccole nell'aspetto e hanno buoni effetti invisibili. Sono adatti a vari residenziali di fascia alta, centri commerciali, hotel, alberghi, edifici per uffici, ospedali e altri luoghi pubblici.
La copertura interna e le antenne di abbellimento possono essere suddivise approssimativamente in antenne di abbellimento del tipo a plafoniera, antenne di abbellimento di tipo murale, tipo di aspiratore e così via.
2. Antenna di abbellimento della copertura esterna
Le antenne per l'abbellimento della copertura esterna sono principalmente destinate a prodotti per l'applicazione di antenne come celle e stazioni base. Senza aumentare la perdita di propagazione, l'aspetto dell'antenna viene mimetizzato e modificato attraverso l'applicazione di vari materiali, strutture e modelli, che non solo abbelliscono la visione della città L'ambiente riduce anche la paura e la resistenza del pubblico all'ambiente elettromagnetico wireless, prolungando la durata dell'antenna e garantire la qualità della comunicazione.
Le antenne di abbellimento della copertura esterna possono essere approssimativamente suddivise in: antenne di abbellimento del lampione, antenne di abbellimento della segnaletica, antenne di abbellimento della palla di sorveglianza, antenne di abbellimento dell'aria condizionata, antenne di abbellimento del giardino roccioso, antenne di abbellimento degli altoparlanti, antenne di abbellimento degli alberi artificiali Antenne, antenne di abbellimento della colonna quadrata, antenne di abbellimento del camaleonte , antenne per abbellire la torre dell'acqua, antenne per abbellire il recinto, antenne per abbellire il tubo di scarico, ecc.
4. Componenti passivi dell'alimentatore di comunicazioni mobili e altri
Il sistema di alimentazione è collegato tra il trasmettitore, il ricevitore e l'antenna. Il sistema di alimentazione viene utilizzato principalmente per trasmettere la potenza ad alta frequenza del trasmettitore all'antenna e trasmettere il segnale di riflessione del bersaglio ricevuto dall'antenna al ricevitore.
Oltre alla stazione base / antenna della stanza, il sistema di comunicazione mobile contiene anche cavi di alimentazione, dispositivi passivi (inclusi combinatori, filtri, POI, ecc.) E altri dispositivi a radiofrequenza. Questi sono tutti componenti essenziali del sistema di comunicazione.
1. Cavo di alimentazione RF
I cavi di alimentazione RF possono essere suddivisi in cavi coassiali semiflessibili e cavi coassiali semirigidi; a seconda dei diversi modelli, possono essere suddivisi in 1/4 ", 3/8", 1/2 ", 5/8", 7/8 ", 1-1 / 4", 1-5 / 8 "e altri modelli di diverse dimensioni, vengono utilizzati principalmente per la trasmissione di segnali in radiofrequenza interni ed esterni.
Il cavo a radiofrequenza all'interno dell'antenna di comunicazione mobile è anche un cavo di alimentazione RF, che viene utilizzato principalmente per l'alimentazione del connettore jumper, l'alimentazione della rete di divisione di potenza e l'adattamento dell'impedenza di rete.
2. Combinatore e splitter
Il combinatore viene utilizzato principalmente per combinare segnali provenienti da più sistemi in un sistema di distribuzione interno. Nelle applicazioni ingegneristiche, l'uso di un combinatore può far funzionare un insieme di sistemi distribuiti interni in diverse bande di frequenza di comunicazione contemporaneamente. I combiner utilizzati nei sistemi di comunicazione mobile generalmente includono combinatori a due vie, combinatori a tre vie, combinatori a quattro vie e così via.
3. Filtro
La funzione del filtro è quella di consentire ai segnali che richiedono alcune frequenze di passare senza problemi, mentre i segnali di altre frequenze vengono notevolmente soppressi. I filtri sono generalmente suddivisi in filtri attivi e filtri passivi. Il filtro a cavità utilizzato nel sistema di comunicazione mobile è generalmente il filtro a cavità nel filtro passivo. Le sue caratteristiche principali sono: ampia copertura di frequenza, alta affidabilità, buona stabilità, adattamento dell'impedenza di ingresso e uscita, facile utilizzo in cascata, ampiezza in banda Caratteristiche di frequenza piatta, bassa perdita di inserzione, elevata soppressione fuori banda, ecc.
4.PDI
Point Of Interface, una piattaforma di integrazione multi-sistema. Utilizzato principalmente per la copertura interna di grandi edifici come metropolitane, centri congressi e fieristici, sale espositive e aeroporti. Il sistema utilizza un combinatore di frequenze e un combinatore a ponte per combinare i segnali mobili di più operatori e più formati e introdurre un sistema di distribuzione dell'alimentatore di antenna per raggiungere lo scopo di sfruttare appieno le risorse e risparmiare investimenti.
Per evitare interferenze, il POI è diviso in due piattaforme, uplink e downlink, ei segnali di uplink e downlink vengono trasmessi separatamente. Il POI funge da ponte che collega i segnali del donatore di comunicazione wireless e i segnali di copertura distribuiti (cavi che perdono e array di antenne, ecc.). La sua funzione principale è combinare e dividere i segnali RF di uplink e downlink di ciascun operatore e filtrare le bande di frequenza. La componente di interferenza. La funzione principale della parte uplink del POI è quella di raccogliere i segnali da telefoni cellulari di diversi formati e trasmetterli al POI uplink attraverso la raccolta dell'antenna e l'alimentatore. Dopo che il POI rileva i segnali di diverse bande di frequenza, vengono inviati alle stazioni base di diversi operatori. La funzione principale della parte downlink POI è quella di sintetizzare i segnali portanti di vari operatori e diverse bande di frequenza e inviarli al sistema di distribuzione dell'antenna dell'area di copertura.
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