直放站的工程设计和调测( 二 )


天线隔离度即信号从直放站前向输出端口至前向输入端口(或者从反向输出端口至反向输入端口)的路径衰减值,与直放站设备本身没有关系,它取决于施主天线和重发天线的安装位置,与垂直及水平的距离、相向的角度有关 。其大小直接影响直放站的增益配置,关系到直放站系统的稳定 。施主天线和重发天线之间隔离度较大,才能提高主机增益,获得较大的输出功率 。天线之间的隔离是多方面因素共同作用的结果,主要包括空间隔离(水平隔离度和垂直隔离度)及建筑物隔离 。按照工程设计要求,天线隔离度L(dB)应大于直放站最大工作增益Gmax约10dB~15dB,若取值12dB,考虑通常情况下Gmax为90 dB,故L一般应不小于102 dB 。
●水平隔离度Lh是收发信天线在水平间隔距离上产生的空间损耗,表示公式如下:
Lh=22.0 20lg(d/λ)-(Gt Gr) (Dt Dr)(1)
其中:22.0为传播常数;d为收发天线水平间隔(m);λ为天线工作波长(m);Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益(dB);Dt、Dr分别为发射和接收天线的水平方向性函数造成的损耗,具体数值可以在天线方向图中查得,当上下行天线夹角为180°时,方向性损耗即为天线的前后比 。
●垂直隔离度Lv是收发信天线在垂直间隔距离上产生的空间损耗,表示公式如下:
Lv=28.0 40lg(d/λ)-(Gt Gr) (Dt Dr)(2)
其中:28.0为传播常数;d为收发天线垂直间隔(m);Dt、Dr为两天线的垂直方向性函数造成的损耗,与水平方向性函数类似 。
●建筑物隔离度La是指收发天线间存在建筑物的情况下,因建筑物阻挡造成信号衰落而形成的隔离,这种隔离的计算一般采用直接代入经验值的方法 。如一堵墙的隔离度为10dBm~20dBm 。
天线隔离度与水平放置和垂直放置的两天线空间距离的关系曲线见图5(f=850MHZ,Gr=Gt=5dB,La=0) 。
以上算法是天线隔离度的工程估算法,由于无线信号的传播受多方面因素的影响,通过计算只能较为粗略地确定隔离度的大小 。因此在实际工程设计中应根据具体情况进行实地测量,以最大限度满足现场对隔离度的要求 。测量方法如下:

;将已知强度为p的信号加在下行天线上,用测试手机在上行天线处测量接收到的信号强度r,则隔离度为:
L=p G-r-D(3)
其中,G为下行天线增益,D为前后比 。
1.3天线的选择和安装
天线的质量往往直接影响到最终的覆盖效果,其中用于接收基站信号的施主天线应选用方向性更强的天线(如高增益大口径抛物面天线),要求水平波束角小、方向性好、增益高、前后比大;重发天线用于覆盖盲区,通常采用定向天线(如定向板状天线),天线波束在水平面和垂直面上应具有较好的方向图,要求增益高、前后比大,具有较强的旁瓣抑制能力和较好的零填充特性,天线下倾角机械可调,互调和驻波比等参数指标良好,同时要求天线的体积小、重量轻、安装简单,所选馈线及接头符合国际标准、电气性能好 。
因受多径效应影响,天线位置的选择对直放站的覆盖范围影响较大,为增大隔离度,施主天线与重发天线采用背对背安装方式,重发天线在上,施主天线在下,充分利用山体、水塔、建筑物等自然地形地物的阻隔,尽量拉开二者的距离(通常两天线的垂直距离为15米或水平距离20米) 。安装在铁塔上时,使用铁塔平台对天线进行隔离;安装在楼顶时,使用建筑物或增大天线水平距离进行隔离,假如两天线之间有隔离物,如楼顶的水箱、电梯间等,安装时应避免两天线在同侧;若建筑物为钢筋混凝土结构,施主天线在满足信号接收强度的基础上,应尽量靠近建筑物(通常重发天线可放在建筑物上面,施主天线靠近建筑物侧墙);若建筑物为一般砖墙结构,应考虑用建筑物隔离和拉长距离的方法来满足收发隔离度的要求;假如塔上平台可做隔离,天线可分别安装在平台、下塔身处 。

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