Il sistema di antenne 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 in modalità onda guidata in un'onda elettromagnetica spaziale in modalità onda diffusa; quest'ultimo è il convertitore della modalità di trasmissione per la sua conversione inversa.
Come antenna trasmittente per la conversione di modalità dell'onda viaggiante guidata in onda diffusa e antenna ricevente per la conversione di modalità dell'onda diffusa in modalità di 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 quello dell'antenna ricevente, entrambi possono essere usati in modo intercambiabile e i parametri caratteristici di base dell'antenna rimangono invariati, il che è chiamato teorema di reciprocità. Un'altra importante funzione dell'antenna è la concentrazione dell'energia delle onde elettromagnetiche, cioè, quando viene utilizzata come antenna trasmittente, l'energia è concentrata nella direzione di trasmissione riducendo l'energia in altre direzioni; se utilizzata come antenna ricevente, è possibile intercettare più energia dall'onda 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 a un'antenna non direzionale, l'aumento della concentrazione di energia è chiamato guadagno dell'antenna. Il significato esteso della 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 (interferenza) del lobo laterale dell'antenna trasmittente o il interferenza dell'onda in entrata dell'antenna ricevente nella direzione di non comunicazione Inibizione.
1. Definizione del sistema di antenne di telefonia mobile
Nel sistema di comunicazione mobile, l'antenna di comunicazione è il convertitore tra il segnale del circuito del dispositivo di comunicazione e l'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 comprende principalmente la stazione base/antenna interna, i relativi cavi di alimentazione e altri dispositivi a radiofrequenza e i relativi servizi di installazione.
2. Descrizione dei parametri di prestazione dell'antenna della stazione base
Indice elettrico generale
1. Intervallo di frequenza (intervallo 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, l'intervallo di frequenza che soddisfa i requisiti dell'indice può essere la frequenza operativa dell'antenna.
La larghezza 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 50Ω.
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 , il che è necessario affinché l'antenna abbia un buon adattamento di impedenza con l'alimentatore.
3. Rapporto di onda stazionaria di tensione (VSWR)
Rapporto di onda stazionaria di tensione: Il rapporto di onda stazionaria di tensione dell'antenna è il rapporto tra il valore massimo e il valore minimo del modello di onda stazionaria 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 delle onde riflesse generate dall'energia dell'onda incidente trasmessa all'ingresso dell'antenna ma non completamente assorbita (irradiata). Maggiore è il VSWR, maggiore è la riflessione e peggiore è la corrispondenza. Nei sistemi di comunicazione mobile, è generalmente richiesto che il rapporto delle onde stazionarie sia inferiore a 1,5.
4. Isolamento
L'isolamento rappresenta la proporzione del segnale inviato a una porta (una polarizzazione) dell'antenna a doppia polarizzazione che appare nell'altra porta (l'altra polarizzazione).
5. Intermodulazione del terzo ordine
Segnale di intermodulazione del terzo ordine: si riferisce al segnale parassita dopo che due segnali si trovano 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 vengono battute (miscelate).
Un fenomeno di intermodulazione è un fenomeno in cui due o più frequenze portanti al di fuori della banda di frequenza vengono mescolate e poi cadono nella banda di frequenza, determinando una diminuzione delle prestazioni del sistema.
6. Capacità di alimentazione
Capacità di potenza: la capacità di potenza di un'antenna si riferisce alla potenza di radiofrequenza continua massima che può essere continuamente aggiunta 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 di flusso di potenza irradiata dell'antenna in una direzione specificata e la densità di flusso di potenza irradiata massima dell'antenna di riferimento (solitamente 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 ed 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 mezza potenza del piano H/V (larghezza del raggio di mezza potenza del piano H/V)
Nel lobo principale del diagramma di potenza, l'angolo di larghezza del fascio tra i due punti in cui la potenza relativa nella direzione massima della radiazione scende a metà o meno del massimo 3dB è chiamato larghezza del lobo di metà potenza.
La larghezza del fascio di metà potenza nel piano orizzontale è chiamata larghezza del fascio orizzontale; la larghezza del fascio di metà potenza nel piano verticale è chiamata larghezza del fascio verticale.
9. Inclinazione elettrica verso il basso
Il downtilt elettrico si riferisce all'angolo tra la direzione di radiazione massima della superficie radiante verticale dell'antenna di comunicazione e la normale dell'antenna.
Le antenne di comunicazione sono classificate in antenne fisse downtilt e antenne regolabili elettricamente a seconda che supportino la regolazione elettrica downtilt: le antenne downtilt fisse si riferiscono alle antenne downtilt fisse prodotte modellando l'array di elementi radianti dell'antenna in ampiezza e fase in base ai requisiti di copertura wireless e regolabili elettricamente antenna significa che la differenza di fase di diversi elementi radianti nell'array viene modificata dall'unità di sfasamento per produrre diversi stati di downtilt del lobo principale di radiazione. Generalmente, lo stato di inclinazione verso il basso dell'antenna regolabile elettricamente è solo all'interno di un determinato intervallo di angolazione regolabile.
10. Rapporto fronte-retro
Il rapporto fronte-retro dell'antenna si riferisce al rapporto tra la densità di flusso di potenza nella direzione massima di radiazione 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 indietro).
11. Elevazione lobi laterali superiori& Riempimento nullo
Soppressione del lobo laterale: il lobo laterale del lobo principale nella direzione verticale (cioè nella direzione positiva dell'angolo zenitale) è chiamato lobo laterale superiore. Per coprire l'effetto dell'antenna della stazione base, nella pianificazione della rete viene solitamente adottato un certo downtilt meccanico per l'antenna. Ciò può far sì che il primo lobo laterale superiore dell'antenna (o entro un certo intervallo di angolazione) si trovi in posizione orizzontale o addirittura più in basso rispetto alla posizione orizzontale, il che può facilmente causare interferenze nell'area vicina. 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, specialmente il primo lobo laterale superiore con maggiore energia.
Riempimento del punto zero: significa che il primo punto zero del lobo laterale inferiore viene riempito mediante un design beamforming nel piano verticale dell'antenna per migliorare la copertura dell'area posteriore della stazione base e ridurre la zona morta e i punti ciechi di la 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 ricezione di diversa polarizzazione (il livello di ricezione minimo) all'interno della larghezza del fascio di 3dB del pattern
13. Circolarità della mappa di direzione (Circolarità)
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 nell'andamento del piano orizzontale con l'intervallo massimo non superiore a 5°.