Conocimientos básicos y aplicaciones de las antenas: clasificación y selección de antenas. La tecnología de las antenas de comunicaciones móviles se ha desarrollado rápidamente. Al principio, China utilizaba principalmente antenas móviles direccionales y omnidireccionales ordinarias. Ahora algunas redes móviles provinciales y municipales han comenzado a utilizar antenas ajustables eléctricamente y antenas móviles de doble polarización. Dado que las frecuencias de uso, las ganancias, las relaciones de adelante hacia atrás y otros indicadores de varias antenas utilizadas actualmente en los sistemas de comunicaciones móviles no son muy diferentes y todos cumplen con los requisitos de los indicadores de red, nos centraremos en el impacto de cambiar el ángulo de inclinación hacia abajo de Antenas móviles en patrones de antena y redes inalámbricas. En este aspecto, se analizan y comparan las diversas antenas anteriores.
2.1 Antena omnidireccional
Una antena omnidireccional irradia uniformemente en 360° en el patrón horizontal, lo que comúnmente se conoce como no direccional. En el patrón vertical, aparece como un haz. con un cierto ancho Generalmente, cuanto menor sea el ancho del haz, mayor será la ganancia. Las antenas omnidireccionales se utilizan generalmente en sistemas de comunicaciones móviles en tipos de estaciones suburbanas y de condado, con grandes áreas de cobertura.
2.2 Antena direccional
Una antena direccional irradia dentro de un cierto rango de ángulo en el patrón horizontal, que comúnmente se conoce como direccional. En el patrón vertical, aparece como un haz con. cierto ancho, como una antena omnidireccional, cuanto menor sea el ancho del haz, mayor será la ganancia. Las antenas direccionales se utilizan generalmente en estaciones urbanas basadas en células en sistemas de comunicaciones móviles, con pequeña cobertura, alta densidad de usuarios y alta utilización de frecuencias.
Construya diferentes tipos de estaciones base según los requisitos de la red, y diferentes tipos de estaciones base pueden elegir diferentes tipos de antenas según las necesidades. La selección se basa en los parámetros técnicos anteriores. Por ejemplo, una estación omnidireccional utiliza una antena omnidireccional con básicamente la misma ganancia en cada dirección horizontal, mientras que una estación direccional utiliza una antena direccional con cambios significativos de ganancia en la dirección horizontal. Generalmente, en áreas urbanas se selecciona una antena con un ancho de haz horizontal B de 65°. En los suburbios, se puede seleccionar una antena con un ancho de haz horizontal B de 65°, 90° o 120° (dependiendo de la configuración de la estación y. Entorno geográfico local). En zonas rurales, lo más económico es elegir una antena omnidireccional que pueda lograr una cobertura de área amplia.
2.3 Antena Mecánica
La llamada antena mecánica se refiere a una antena móvil que utiliza un ajuste mecánico del ángulo de inclinación hacia abajo.
Después de instalar la antena mecánica verticalmente al suelo, si se requiere optimización de la red, es necesario ajustar la posición del soporte en la parte posterior de la antena y cambiar la inclinación de la antena. Durante el proceso de ajuste, aunque la distancia de cobertura en la dirección del lóbulo principal de la antena cambia significativamente, las amplitudes de los componentes vertical y horizontal de la antena permanecen sin cambios, por lo que el patrón de la antena se deforma fácilmente.
La práctica ha demostrado que el ángulo de inclinación hacia abajo óptimo de una antena mecánica es de 1°-5°; cuando el ángulo de inclinación hacia abajo cambia entre 5°-10°, el patrón de la antena se deforma ligeramente pero no significativamente; el ángulo de inclinación cambia entre 10° y 15°, el patrón de la antena cambia mucho cuando la antena mecánica se inclina hacia abajo 15°, la forma del patrón de la antena cambia mucho, desde una forma de pera cuando no hay inclinación hacia abajo hasta una forma de huso. Aunque la distancia de cobertura en la dirección del lóbulo principal se acorta significativamente, todo el patrón de antena no está dentro del sector de la estación base. La señal de la estación base también se recibirá en los sectores de las estaciones base adyacentes, lo que provocará graves interferencias dentro del sistema. interferencia.
Además, durante el mantenimiento de rutina, si desea ajustar el ángulo de inclinación hacia abajo de la antena mecánica, se debe apagar todo el sistema y no se puede realizar el monitoreo mientras se ajusta el ángulo de inclinación de la antena. es problemático ajustar el ángulo de inclinación hacia abajo de la antena mecánica y generalmente requiere que el personal de mantenimiento suba al lugar donde está colocada la antena para realizar ajustes. El ángulo de inclinación hacia abajo de la antena mecánica es un valor teórico calculado mediante un software de análisis de simulación por computadora, que tiene una cierta desviación del ángulo de inclinación hacia abajo óptimo real; el ángulo de inclinación de la antena mecánica se ajusta en pasos de 1°, el índice de intermodulación de tercer orden es -120 dBc.
2.4 Antena eléctricamente ajustable
La denominada antena electrónicamente ajustable se refiere a una antena móvil que utiliza un ajuste electrónico del ángulo de inclinación hacia abajo.
El principio de la inclinación descendente de electrones es cambiar la fase del oscilador de antena de matriz lineal, cambiar la amplitud del componente vertical y el componente horizontal, y cambiar la intensidad de campo del componente compuesto, mejorando así la directividad vertical. de la antena. La figura se inclina hacia abajo. Dado que la intensidad del campo en todas las direcciones de la antena aumenta y disminuye al mismo tiempo, se garantiza que el patrón de la antena cambie poco después de cambiar el ángulo de inclinación, acortando la distancia de cobertura en la dirección del lóbulo principal y al mismo tiempo reduciendo la cobertura de todo el patrón dentro del área de la celda de servicio sin causar interferencias.
La práctica ha demostrado que cuando el ángulo de inclinación hacia abajo de una antena ajustable eléctricamente cambia de 1° a 5°, su patrón de antena es aproximadamente el mismo que el de una antena mecánica; cuando el ángulo de inclinación hacia abajo cambia de 5° a 10°, su patrón de antena; es ligeramente mejor que el de una antena mecánica. Hay una mejora cuando el ángulo de inclinación hacia abajo cambia entre 10° y 15°, el patrón de la antena cambia más que el de la antena mecánica cuando la antena mecánica se inclina hacia abajo 15°; es significativamente diferente de la antena mecánica. En este momento, la forma del patrón de la antena no cambia mucho y la distancia de cobertura en la dirección del lóbulo principal se acorta significativamente. Todo el patrón de antena está dentro del sector de la base. Aumentar el ángulo de inclinación hacia abajo puede reducir el área de cobertura del sector sin causar interferencia. Tal patrón lo necesitamos, por lo que el uso de antenas ajustables eléctricamente puede reducir la pérdida de llamadas y la interferencia.
Además, la antena ajustable electrónicamente permite que el sistema ajuste el ángulo de inclinación descendente del patrón vertical sin apagarse, monitoreando el efecto del ajuste en tiempo real y la precisión del paso del ajuste del ángulo de inclinación. también alto (0,1°), por lo que la red se puede ajustar con precisión; el índice de intermodulación de tercer orden de la antena eléctricamente ajustable es -150 dBc, que es 30 dBc diferente de la antena mecánica, lo que es beneficioso para eliminar interferencias de canales adyacentes y espurias. interferencia.
2.5 Antena de doble polarización
La antena de doble polarización es una nueva tecnología de antena que combina dos antenas con direcciones de polarización ortogonales de +45° y -45°. Funciona en la transmisión. y recibir modo dúplex al mismo tiempo, por lo que su ventaja más destacada es ahorrar el número de antenas en una única estación base direccional. Generalmente, la estación base direccional (tres sectores) de la red de comunicación móvil digital GSM utiliza 9 antenas, y cada sector utiliza 3 antenas (diversidad espacial, un transmisor y dos receptores), si se utiliza una antena de doble polarización, solo se necesita una antena para cada sector al mismo tiempo, en la antena de doble polarización, la polarización; la ortogonalidad de ±45° puede garantizar +45° y -45°, el aislamiento entre las dos antenas cumple con los requisitos de intermodulación para el aislamiento entre antenas (≥30dB), por lo que la separación espacial entre antenas de doble polarización solo necesita 20-30 cm; Además, las antenas de doble polarización tienen Las ventajas de las antenas eléctricamente ajustables son que el uso de antenas de doble polarización en redes de comunicaciones móviles es lo mismo que las antenas eléctricamente ajustables. Puede reducir la pérdida de llamadas, reducir la interferencia y mejorar la calidad del servicio de toda la red. . Si utiliza una antena de doble polarización, dado que la antena de doble polarización no tiene altos requisitos de montaje e instalación, no es necesario adquirir un terreno para construir una torre. Solo necesita erigir un pilar de hierro con un diámetro de 20 cm. Y fije la antena de doble polarización en el pilar de hierro de acuerdo con la dirección de cobertura correspondiente, ahorrando así inversión en infraestructura, haciendo que el diseño de la estación base sea más razonable y facilitando la selección de los sitios de la estación base.
Para la selección de antenas, debemos elegir la antena móvil que se adapte a las necesidades de la red móvil de la región en función de las condiciones reales de cobertura de nuestra red móvil, volumen de tráfico, interferencias y calidad del servicio de red:
--- En áreas de mucho tráfico con estaciones base densas, se deben utilizar tanto como sea posible antenas de doble polarización y antenas eléctricamente ajustables
--- En fronteras, suburbios; , etc., donde el volumen de tráfico no es alto y las estaciones base no están densamente pobladas. En áreas donde se requiere cobertura, se pueden utilizar antenas mecánicas tradicionales.
La red de comunicaciones móviles actual de mi país tiene una mayor pérdida de llamadas y una mayor interferencia en áreas de alta densidad de tráfico. Una de las razones importantes es que el ángulo de inclinación hacia abajo de la antena mecánica es demasiado grande y el ángulo de inclinación hacia abajo de la antena es demasiado grande. El patrón está gravemente distorsionado. Para resolver la escasez de capacidad en áreas de mucho tráfico, es necesario acortar la distancia de la estación y aumentar el ángulo de inclinación hacia abajo de la antena. Sin embargo, cuando se utiliza una antena mecánica, cuando el ángulo de inclinación hacia abajo es superior a 5°, el patrón de la antena comienza a deformarse. Cuando supera los 10°, el patrón de la antena comienza a deformarse severamente, por lo que el uso de antenas mecánicas es difícil de resolver los problemas de alta pérdida de llamadas y grandes interferencias en áreas de usuarios de alta densidad. Por lo tanto, se recomienda utilizar antenas eléctricamente ajustables o antenas de doble polarización para reemplazar antenas mecánicas en áreas con alta densidad de tráfico. Las antenas mecánicas reemplazadas se pueden instalar en áreas rurales, suburbios y otras áreas con baja densidad de tráfico.