ＧＳＭ通信系統無線直放站天線設置的幾個原則

結合實踐談談移動通信GSM系統直放站的天線類型選擇原則和施主天線位置設置原則。

天線類型的選擇原則有室外和室內之分。

不同類型的室外天線只能在各自適合的環境中發揮最大功效。一般而言，水平波束寬度較窄而方向性較強的，如定向板狀天線，適合空間狹長的環境；水平波束寬度大而方向性不太強的，如對數周期天線，適合廣闊空曠的場館環境；而在復雜的電磁環境中，尤其是在市區范圍或者城中村內樓房密集的空間，則應采用方向性強、高增益的拋物面天線。

例如，在廣州市區遠利大廈寫字樓做一個無線直放站室內覆蓋系統，當選擇水平波束方向角為90度、增益為6dBi、適合曠野環境的八木天線做施主天線時，經路測軟件測試得知，接收到的信號較復雜，場強也較小，室內覆蓋區域的通話接通率低、噪音較大、話音質量很不理想。而當采用方向性強、水平波束方向角為8度、增益為25dBi的拋物面天線時，經路測得知，信號單純，場強較強，室內覆蓋區域通話接通率高、話音質量達到理想的效果。這是因為，在復雜的市區環境中，方向角度小而增益大的天線不會引入過多的鄰區信號。

室內的用戶天線，若類型選擇不當，也會影響覆蓋效果，甚至影響正常通話。

例如，以定向天線覆蓋方式設置電梯天線，即在每部電梯井道的頂上和每隔幾層安裝一副天線，利用天線的前后波瓣來覆蓋電梯活動區域，這除了要保證電梯范圍內有足夠信號覆蓋場強外，還要保證用戶在電梯內、進出電梯時和在電梯廳通話的信道切換不掉話。因為電梯覆蓋的空間一般比較窄，若選用水平波束寬度較寬、覆蓋距離較短、適合低矮樓層或空曠場館的一般用戶天線，信號會泄露到電梯覆蓋區外，造成過多的信號外泄，電梯內卻達不到電平值要求。若選用后瓣功率小，水平波束寬度大的室內吸頂天線來覆蓋電梯時，經路測得知，單個天線覆蓋的距離短，外泄嚴重，不能滿足手機在電梯運行期間的通話需求。而選用方向性較強的室內板狀定向天線、或者室內壁掛天線或者室內對數天線時，經路測得知，單個天線覆蓋距離較遠，方向性較強，能保證電梯與電梯廳之間的切換不掉話。

天線位置的設置原則主要有兩個：一是“就低不就高”；二是天線和主機的隔離度要高。

在市區的一些寫字樓或密集的城中村中，需要通過無線直放站引入信號覆蓋電梯和電梯廳、或者停車場等做室內有源或者無源覆蓋時，施主天線位置須按“就低不就高”原則，優先考慮在低層建筑選取安裝位置，選擇不到合適的信源再考慮高層。因為高層信號相對較復雜，可能會出現施工時用的信源與勘測時不一致、切換頻繁或者通話質量變差等現象。

如成都天府大廈寫字樓用天線引入信號覆蓋樓內1～15層的電梯井道和地下停車場，當選在10層陽臺時，經路測得知：信號較復雜，切換頻繁，通話質量較差：其中的切換次數達到5次，通話質量0~3級僅占17％，4～7級卻占83％，0級和6級比值僅為0.2；而當移裝到5層陽臺時，在相同條件下經路測得知，信號單純，切換次數僅有一次，通話質量非常理想：0～3級占的比例為65%，4～7級占的比例為35％，0級和6級的比值為3.1，達到順暢通話效果的要求。

在直放站工程安裝過程中，為了施工方便，往往會把天線和主機捆綁在一起。這樣會引起設備自身的隔離度降低，對整個直放站系統產生不良影響。我們知道，影響設備自身隔離度的因素主要有三個：有無MODEM小天線、天線與主機的方向夾角、天線與主機的水平距離。它們之間的隔離度變化值如附表。從表中可以看出，夾角為0度時，隔離度為75dBm；夾角為180度時，最大隔離度達到91dBm。可見，夾角越小隔離度越小，夾角越大隔離度也越大。這主要是由天線的前后波瓣的差異造成的。因此，在工程設計中應充分考慮到設備自身的隔離度問題，主機和天線不能安裝在一起，主機和天線方向的夾角越大越好。如果它們的夾角在120度以內時，則應利用障礙物遮擋或增大高低落差以盡可能提高隔離度。

實踐證明：按上面幾個原則設置天線，就既能很好地利用無線資源，保證通信順暢，創造經濟效益，又能減少無線資源泄露和無線環境污染，意義重大。

參考文獻

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[2] 京信通訊.2006.1.