特殊天線(xiàn)特殊用途

直放站天線(xiàn)

移動(dòng)通信直放站是為消除移動(dòng)通信網(wǎng)的局部范圍信號盲區或弱信號區而設計的通信設備。 直放站通常分為兩種：即射頻直放站和光纖直放站。它與基站相比有結構簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)架設直放站不但能改善覆蓋效果，同時(shí)能大大減少投資成本。直放站被廣泛應用于商場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)、機場(chǎng)、地鐵、高速公路、體育館等基站信號所無(wú)法到達的信號盲區，同時(shí)對于消除城市因受高樓大廈影響而產(chǎn)生的室外局部信號陰影區或邊遠郊區個(gè)別村鎮的弱信號區也具有相當好的覆蓋效果。直放站本身不產(chǎn)生容量，它只是擴展或延伸了施主基站的覆蓋。直放站也存在一些問(wèn)題，例如：直放站干擾成為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )日常最常見(jiàn)的干擾之一，如果處理不當，會(huì )給網(wǎng)絡(luò )性能帶來(lái)負面影響。

直放站前向放大器放大基站至移動(dòng)臺的下行信號，反向放大器放大移動(dòng)臺至基站的上行信號，增益一般在40～80dB，噪聲系數為8～10dB。由于上下行信號頻率有一個(gè)間隔，雙工器和前端濾波器方便地將兩路信號分開(kāi)。朝向基站的天線(xiàn)稱(chēng)為施主天線(xiàn)或源天線(xiàn)，作用是溝通基站和直放站間的鏈路，故一般采用方向性很強的定向天線(xiàn)，增益一般大于20dBi。直放站的服務(wù)天線(xiàn)(重發(fā)天線(xiàn))或稱(chēng)工作天線(xiàn)，其作用與基站天線(xiàn)相同。射頻直放站的天線(xiàn)隔離即施主天線(xiàn)和覆蓋天線(xiàn)之間的間隔，最小應高于放大器增益10～15dB，否則系統可能會(huì )發(fā)生自激。如果射頻直放站的下行放大器增益為70dB，則所需的間隔至少應為85dB。

室內覆蓋天線(xiàn)

隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，城市中高樓密度不斷增大，地下設施也日益增多，導致移動(dòng)通信的信號傳播受到嚴重影響，從而形成移動(dòng)通信的許多盲區和死區。移動(dòng)終端在室內的使用量已超過(guò)60%，用戶(hù)對移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，因此室內需要良好的移動(dòng)信號覆蓋。如果通過(guò)室外宏蜂窩覆蓋室內，在密集城區要達到深度覆蓋的要求，需要預留出足夠的穿透損耗余量，這樣的話(huà)必然使小區的覆蓋半徑減小，會(huì )導致室外站點(diǎn)數目的增加。另外，室外宏蜂窩過(guò)于密集，會(huì )出現大量的越區覆蓋，影響室外的網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量。因此，需要特殊的室內覆蓋系統來(lái)解決室內覆蓋問(wèn)題。對于室內覆蓋系統，天線(xiàn)是系統不可缺少的重要組成部分。

室內分布天線(xiàn)系統是通過(guò)光纖、電纜等傳輸媒體將基站信號傳送至無(wú)線(xiàn)電波難以到達的區域，再經(jīng)過(guò)天線(xiàn)發(fā)射出去。信號源可以是微蜂窩，也可以是宏蜂窩或者用無(wú)線(xiàn)耦合的方式從宏蜂窩取得信號。設計的關(guān)鍵是要考慮室內與室外的隔離度，室內外系統采用同一頻率時(shí)，建筑物的穿透損耗提供了一定的天然隔離度，設計的目標仍然是在滿(mǎn)足室內覆蓋與容量要求的情況下盡可能地減少室內信號的外泄。

室內天線(xiàn)用戶(hù)可根據頻段和覆蓋的場(chǎng)所不同所選擇不同的天線(xiàn)類(lèi)型。室內天線(xiàn)要在室內這種特殊環(huán)境下工作，因此對天線(xiàn)的基本要求是體積小、重量輕、外形美觀(guān)大方。室內天線(xiàn)有全向天線(xiàn)(安裝在屋頂)或定向天線(xiàn)(主要安裝在墻壁)，天線(xiàn)的尺寸根據實(shí)際情況不同的要求，增益一般在2～7dBi之間，在選擇安裝時(shí)應盡可能避免與其他電子設備靠近，以防止干擾，同時(shí)應盡量將天線(xiàn)安裝于距通話(huà)手機1m以外的位置，避免由于通話(huà)用戶(hù)距離天線(xiàn)過(guò)近導致手機發(fā)射功率到達基站過(guò)大對基站造成的阻塞，另外應將天線(xiàn)放置在較高的，無(wú)阻擋物或離墻壁、柱子等阻擋物足夠遠的區域，盡可能創(chuàng )造一個(gè)視距傳播環(huán)境。

隧道覆蓋天線(xiàn)

隧道主要分為鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道等多種。不管是那種隧道，都存在長(cháng)短不一的狀況。短的隧道只有幾百米，而長(cháng)的隧道有十幾公里。因此對于每段隧道的解決方案可能都會(huì )有所區別，必須根據實(shí)際情況來(lái)選定覆蓋解決方案。

長(cháng)度較短的隧道可以采用單根天線(xiàn)進(jìn)行覆蓋。這是一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟的方案。在實(shí)際工程中，可以根據隧道口的安裝條件及隧道長(cháng)度來(lái)選擇合適增益的天線(xiàn)對隧道進(jìn)行覆蓋。在安裝條件許可時(shí)，可以選擇高增益的天線(xiàn)。另外單根天線(xiàn)不足于覆蓋整個(gè)隧道時(shí)，可以采用從隧道兩頭各用一個(gè)天線(xiàn)同時(shí)朝隧道內覆蓋的方式。一般來(lái)說(shuō)隧道內部覆蓋與隧道外部的覆蓋可以一起考慮，用同一小區對隧道內外同時(shí)進(jìn)行覆蓋。

對于中等長(cháng)度的隧道，一種解決方案是根據隧道的長(cháng)短不同，在隧道中安裝不同數量的雙向天線(xiàn)與放大器。

對于比較長(cháng)的隧道，信號在傳輸過(guò)程中的損耗也比較大，這時(shí)傳輸到發(fā)射天線(xiàn)的信號就很微弱了，很難保證覆蓋。對此可以采用光纖直放站遠端串聯(lián)的方式作為長(cháng)隧道的覆蓋，其優(yōu)點(diǎn)在于：遠端每次對信號進(jìn)行一次放大，可以盡可能地減少信號的損耗。

泄漏電纜是隧道覆蓋的另一種方案。電磁波在泄漏電纜中縱向傳輸的同時(shí)通過(guò)槽孔向外界輻射電磁波，外界的電磁場(chǎng)也可通過(guò)槽孔感應到泄漏電纜內部并傳送到接收端。泄漏電纜的傳輸損耗大，僅適用于覆蓋要求高而均勻的場(chǎng)景。由于線(xiàn)性損耗對饋線(xiàn)首末端的信號強度影響很大，而耦合損耗導致在電纜信號泄漏區域有良好的覆蓋，但在超過(guò)50m的區域里幾乎沒(méi)有覆蓋。

海域覆蓋天線(xiàn)

我國沿海一些省份有漫長(cháng)的海岸線(xiàn)，這種特殊場(chǎng)景的覆蓋需要的不是容量，而是低成本的廣域覆蓋。遠程覆蓋基站是提供這種特殊場(chǎng)景覆蓋的最佳解決方案。遠程基站的覆蓋效果與地形條件十分相關(guān)，需要海岸有理想的制高點(diǎn)來(lái)架設天線(xiàn)。

對于海域覆蓋，要求覆蓋盡可能的遠，但電磁波的傳播會(huì )受到地球曲率的影響。假如用戶(hù)一旦進(jìn)入地球凸面的陰影區的話(huà)，就不可能通過(guò)提高功率或靈敏度來(lái)改善覆蓋。因此，要通過(guò)提高天線(xiàn)高度來(lái)克服地球曲率的影響。如果地球半徑按照6400km來(lái)計算，海岸有高度400m的山頂可以利用的話(huà)，在只考慮直射路徑的情況下，覆蓋能達到72km左右；如果考慮上大氣折射等因素，遠程基站的海面覆蓋可以達到100km左右。如果海岸有500m的山頂可以利用，在考慮大氣折射等因素后，遠程基站的海面覆蓋可以達到110km左右。

另外，為了擴大海域覆蓋的范圍，加塔頂放大器也是通?？紤]的方法。增加天線(xiàn)高度必然會(huì )帶來(lái)饋線(xiàn)加長(cháng)，損耗加大，這時(shí)就需要增加塔放來(lái)補償饋線(xiàn)損耗。