El sistema de antena es un sistema compuesto por una antena transmisora y una antena receptora. El primero es un convertidor de modo de transmisión que convierte la corriente de radiofrecuencia o onda electromagnética del modo de onda guiada en una onda electromagnética espacial del modo de onda difusa; este último es un convertidor de modo de transmisión de su transformación inversa.
Como antena transmisora para la conversión de modo de onda difusa de onda guiada, la antena receptora I para la conversión del modo de onda guiada por onda difusa se utiliza para la conversión del modo de onda guiada por onda difusa. Excepto por la antena de transmisión, la capacidad de carga de potencia y la capacidad de resistencia de voltaje son mucho mayores que la antena receptora. Se puede utilizar indistintamente, y los parámetros característicos básicos de la antena no cambian. Esto se llama el teorema de reciprocidad. Otra función importante de la antena es concentrar la energía de onda electromagnética, es decir, concentrar la energía en la dirección de la transmisión cuando se utiliza como antena transmisora, mientras se reduce la energía en otras direcciones; cuando se utiliza como antena receptora, puede interceptar más energía de las ondas entrantes en la dirección de recepción, para las ondas entrantes en otras direcciones, la energía de entrada se reduce por cancelación de fase. Esta es la directividad de la antena. En comparación con las antenas no direccionales, el aumento en la concentración de energía se denomina ganancia de la antena. El significado extendido de la directividad de la antena es la ganancia negativa (atenuación) en la dirección de no comunicación, que se puede utilizar para describir otro índice de rendimiento relacionado de la antena, es decir, la supresión de radiación del lóbulo lateral (interferencia) de la antena transmisora o la interferencia entrante de la antena receptora en la dirección de no comunicación Grado de inhibición.
1. Definición del sistema de antena de comunicación móvil
Definición y alcance del sistema de antenas
En un sistema de comunicación móvil, una antena de comunicación es un convertidor de señales de circuito de un dispositivo de comunicación y ondas electromagnéticas radiadas por el espacio. Este artículo analiza principalmente la parte del sistema de alimentación de antena de comunicación en el sistema de comunicación móvil, incluyendo principalmente la estación base / antena de habitación, cables de alimentación relacionados y otros dispositivos de radiofrecuencia y servicios de instalación relacionados.
2. Descripción de los parámetros de rendimiento de la antena de la estación base
General Electric Index
1. Rango de frecuencia de funcionamiento (rango de frecuencia)
Banda de frecuencia de trabajo: Ya sea la antena u otros productos de comunicación, siempre trabajar dentro de un cierto rango de frecuencia (ancho de banda), que depende de los requisitos de los indicadores. Generalmente, el rango de frecuencia que cumple con los requisitos del índice puede ser la frecuencia de trabajo de la antena.
El ancho de la banda de frecuencia de trabajo se denomina ancho de banda de trabajo. Generalmente, el ancho de banda de trabajo de la antena omnidireccional puede alcanzar 3-5% de la frecuencia central, y el ancho de banda de trabajo de la antena direccional puede alcanzar 5-10% de la frecuencia central.
2. Impedancia de entrada
Impedancia de entrada: La relación entre la tensión de señal y la corriente de señal en la entrada de la antena se denomina impedancia de entrada de la antena. La impedancia de entrada de una antena de comunicación móvil general es de 50o.
La impedancia de entrada está relacionada con la estructura, el tamaño y la longitud de onda de trabajo de la antena. Dentro del rango de frecuencia de funcionamiento requerido, la parte imaginaria de la impedancia de entrada es muy pequeña y la parte real es bastante cercana a 50o, lo que es necesario para que la antena esté en buena impedancia haciendo juego con el alimentador.
3. Relación de onda estacionarda de voltaje (VSWR)
Relación de onda estacionaria de voltaje: La relación de onda estacionaria de voltaje de la antena es la relación entre el valor máximo y el valor mínimo del patrón de onda estacionaria de voltaje generado a lo largo de la línea de transmisión cuando la antena se utiliza como la carga de la línea de transmisión sin pérdida.
La generación de la relación de onda estacionaria se debe a la superposición de ondas reflejadas generadas por la energía de onda incidente transmitida al extremo de entrada de la antena y no completamente absorbida (radiada). Cuanto mayor sea el VSWR, mayor será el reflejo y peor será la coincidencia. En los sistemas de comunicación móvil, la relación de onda estacionarda generalmente se requiere que sea inferior a 1,5.
4. Aislamiento
El aislamiento representa la proporción de una señal que se alimenta a un puerto (una polarización) de una antena de doble polarización en otro puerto (otra polarización).
5. Intermodulación de tercer orden (intermodulación de tercer orden)
Señal de intermodulación de tercer orden: se refiere a dos señales en un sistema lineal, debido a la existencia de factores no lineales, el segundo armónico de una señal y la onda fundamental de otra señal producen una señal espuuria de latido (mezcla).
El fenómeno de intermodulación es un fenómeno en el que el rendimiento del sistema se degrada por la mezcla de dos o más frecuencias portadoras fuera de la banda de frecuencias y los nuevos componentes de frecuencia que caen dentro de la banda de frecuencias.
6. Capacidad de potencia
Capacidad de potencia: La capacidad de potencia de la antena se refiere a la potencia máxima continua de RF que se puede agregar continuamente a la antena dentro del período de tiempo especificado sin reducir su rendimiento en las condiciones especificadas.
Indice de radiación espacial
7. Ganancia
La relación de la densidad de flujo de potencia radiada de la antena en una dirección especificada con respecto a la densidad máxima de flujo de potencia radiada de la antena de referencia (normalmente una fuente de puntos ideal) a la misma potencia de entrada;
La ganancia de antena se utiliza para medir la capacidad de la antena para enviar y recibir señales en una dirección específica. Es uno de los parámetros importantes para seleccionar una antena de estación base. Cuanto mayor sea la ganancia de antena, mejor será la directividad, más concentrada será la energía y más estrecha será el lóbulo.
8. Ancho de haz de media potencia horizontal/vertical (ancho de haz de media potencia de plano H/V)
En el lóbulo principal del patrón de potencia, el ángulo entre la anchura del haz entre dos puntos donde la potencia máxima relativa se reduce a la mitad o menos de 3 dB se denomina ancho del lóbulo de media potencia.
El ancho de haz de media potencia del plano horizontal se denomina ancho de viga horizontal; el ancho de haz de media potencia del plano vertical se denomina ancho de haz vertical.
9. Inclinación eléctrica hacia abajo
El downtilt eléctrico se refiere al ángulo entre la dirección máxima de radiación en la superficie de radiación vertical de la antena de comunicación y la antena normal.
Las antenas de comunicación se dividen en antenas de downtilt fijas y antenas eléctricas sintonizadas de acuerdo a si soportan el ajuste eléctrico de la línea descendente: las antenas de downtilt fijas se refieren a las antenas fijas de downtilt que se forman dando forma a la amplitud y fase de la matriz de elementos radiantes de antena de acuerdo con los requisitos de cobertura inalámbrica; y la antena eléctricamente ajustable se refiere a cambiar la diferencia de fase de diferentes elementos radiantes en la matriz a través de una unidad de cambio de fase, generando así diferentes radiotelos principales de radio. Generalmente, la velocidad descendente de una antena eléctricamente ajustable está dentro de un cierto rango de ángulo ajustable.
10. Relación de frente a atrás
La relación de frente a retroceso de la antena se refiere a la relación de la densidad de flujo de potencia en la dirección máxima de radiación del lóbulo principal (especificado como 0o) a la densidad máxima de flujo de potencia en las proximidades de la dirección opuesta (especificada dentro del rango de 180 x 30o) F/B a 10log (potencia delantera y trasera / potencia atrás).
11. Supresión del lóbulo lateral y relleno cero (lóbulos del lado superior de elevación y relleno nulo)
Supresión del lóbulo lateral: Los lóbulos laterales del lóbulo principal en la dirección vertical (es decir, hacia la dirección positiva del ángulo cenit) se denominan lóbulos laterales superiores. Para el efecto de cobertura de las antenas de la estación base, un cierto downtilt mecánico se aplica generalmente a las antenas en la planificación de la red. Esto puede hacer que el primer (o dentro de un cierto ángulo) lóbulo superior de la antena esté en una posición horizontal o incluso inferior a la posición horizontal, lo que puede causar fácilmente interferencias en el área vecina. Por lo tanto, necesita ser suprimido, es decir, supresión del lóbulo del lado superior.
El lóbulo superior del lado no sólo desperdicia la energía radiada por la antena, sino que también interfiere con las células adyacentes, especialmente los edificios de gran altura en la celda adyacente, por lo que el lóbulo superior debe ser suprimido tanto como sea posible, especialmente el primer lóbulo del lado superior con mayor energía.
Relleno cero: Significa que en el plano vertical de la antena, el primer punto cero del lóbulo lateral inferior se llena con un diseño de formación de haces para mejorar la cobertura del área cercana de la estación base y reducir la cobertura de zonas muertas y puntos ciegos en el área cercana.
12. Relación de polarización cruzada
La diferencia entre el nivel de potencia de la recepción copolar de la antena (nivel de recepción máximo) y el nivel de potencia de la recepción heteropolo polar (nivel de recepción mínimo) dentro de la anchura del haz 3dB del patrón
13. Circularidad direccional (circularidad)
La redondez del patrón de antena omnidireccional se refiere a la desviación del valor de nivel máximo o mínimo del valor medio en el patrón de plano horizontal.
El valor medio se refiere al valor medio aritmético del valor dB del nivel en el acimut en el plano horizontal con el intervalo máximo no superior a 5o.
14. Polarización
La dirección del campo eléctrico de la onda electromagnética irradiada por la antena es la dirección de polarización de la antena. Si la dirección del campo eléctrico de una onda de radio es perpendicular al suelo, la llamamos una onda polarizada verticalmente; si la dirección del campo eléctrico de una onda de radio es paralela al suelo, se denomina onda polarizada horizontalmente; si la dirección del campo eléctrico de la onda de radio está en un ángulo de 45o al suelo, entonces Esto se llama polarización de +45 o -45o.