移动通信基站天线测试中时域门最佳设置研究
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TD-SCDMA直放站时域特性简析马毅强前言一在之前的培训中,大家对TD-SCDMA直放站有了一个大致的了解。
培训结束后,不少同事都对此产生浓厚的兴趣,不断和我探讨。
通过讨论,我发现大家对TD的射频特性已经基本理解了,但是对时域上的理解却并不是很好。
特别是在TD直放站样机的测试中,对时域的指标测试没有全然理解。
因此,写下这篇短文,供大家参考和讨论。
TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access,时分同步码分多址)技术是国际电联ITU正式发布的第三代移动通信系统标准之一,其关键技术之一便是可以调整上下行切换点,即调整上下行业务的流量控制,实现不对称业务的传输。
这也是TD与其他3G系统一个典型的不同之处。
TD直放站是移动通信网络的重要组成部分,是网络扩容和优化的主要对象。
直放站也是解决室内覆盖的重要设备。
在TD-SCDMA系统中正确合理地使用好直放站,能提高网络利用率,降低网络建设、运维成本,提高网络性能。
随着TD-SCDMA规模试验网建设的不断深入,TD-SCDMA直放站的重要性得到了直观的体现。
它可以增加网络覆盖,使施主基站的覆盖得到延伸,也能增加空闲基站的话务负荷,或是分摊繁忙基站的话务量起到优化网络的作用。
TD帧结构TD-SCDMA直放站目前工作频率是2010MHz~2025 MHz,信号的码片速率为1.28MHz/s,扩频带宽或信道间隔为1.6MHz,调制方式为QPSK/8PSK,接入技术为DS-CDMA/TDMA,采用不需配对频率的TDD工作方式。
它的下行和上行的信息是在同一载频的不同时隙上进行传送的,因此时域切换指标的测试至关重要。
要谈TD的时域特性就必须先对TD的帧结构做个简单介绍。
TD-SCDMA 的物理信道采用四层结构:系统帧、无线帧、子帧和时隙/码。
下图为TD-SCDMA 的物理信道信号格式。
TD-SCDMA帧结构将10ms的无线帧分成两个5ms的子帧,每个子帧中有7个常规时隙(TS0~TS6,每个时隙长度为864码片,占675μs)和3个特殊时隙。
基站天线的设置技术摘要:在移动通信中,天线的作用是将基站的射频信号有效地发射到规定的覆盖区域,使服务区域有效覆盖而不干扰其他的区域。
论述移动通信中基站天线设置的几个重点技术,并分析实际应用中天线设置的数据选取。
关键词:下倾角;方向角;分级;隔离中图分类号:TN828 文献标志码:A 文章编号:1000-8772(2009)18-0122-02一、下倾角设置(一)考虑干扰抑制时的下倾角在基站天线半功率角范围内,天线增益下降缓慢,超过半功率角后,天线增益(尤其是上波瓣)衰减很快。
因此从控制干扰的角度考虑,可认为半功率角的延长线到地面的交点为该基站的实际覆盖边缘。
在基站周围环境理想情况下,下倾角可按以下公式计算:θ=actan(H/R)+β/2θ为天线的下倾角,H为天线有效高度,β为天线的垂直半功率角。
R为该小区最远的覆盖距离,即覆盖长径R。
在理想情况下R=2D/3。
实际上天线的辐射方向图不可能完全适配三叶草型蜂窝结构。
水平半功率角为60度左右的天线与之比较接近,而水平半功率角为90度的天线则相差较大。
因此对于使用水平半功率角为90度天线的基站,取R=D/2,D为站间距离。
(二)考虑加强覆盖时的下倾角在基站分布较稀疏的地区,天线下倾角设定无需考虑垂直半功率角等因素的影响。
为保证覆盖区边缘有足够强的信号,可认为天线主瓣方向延长线到地面的交点为该基站的实际覆盖边缘。
在基站周围环境理想情况下,下倾角可按以下公式计算:θ=actan(H/R)二、天线方向角的设置理想状况下,即在各基站均匀分布、不考虑地形地物等因素、各基站均为定向站的情况下,基站各扇区之间的夹角应均为120度,如此可以达到蜂窝网络的最小干扰。
但实际上由于基站分布极不规则,同时地形地物错综复杂,各基站的方向角可以根据实际情况确定。
为了减少混乱的方向角带来的网络干扰的不确定性,应尽量保证各扇区间天线的夹角为120度,最低要求不能小于90度。
三、天线挂高的设置基站天线的有效挂高对覆盖和干扰的影响是显而易见的。
基站天线的天线调制与信号解调技术随着移动通信的不断发展,基站天线的天线调制与信号解调技术越来越重要。
为了提高通信质量和网络容量,基站天线需要采用先进的调制与解调技术。
本文将介绍基站天线的天线调制与信号解调技术的相关内容。
一、基站天线的天线调制技术基站天线的天线调制技术是指对无线信号进行调制以适应特定的传输条件。
天线调制技术是一个复杂的过程,需要考虑很多因素,如天线的性能、传输距离、传输速率等。
1.1. 调制方式常见的调制方式包括:调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)和调制混合。
其中,调频是最常用的调制方式。
调频可以提供更好的信噪比和频带利用率,因为它可以在一个频道中传输多个信号。
1.2. 天线方向性天线方向性是指天线发射信号强度的方向特性。
基站天线的方向性需要根据实际需求进行选择。
例如,如果需要实现横向覆盖,则应选择水平方向性较好的天线;如果需要实现纵向覆盖,则应选择垂直方向性较好的天线。
1.3. 天线增益天线增益是指天线辐射功率与同一方向上等效辐射源辐射功率之比。
在信号传输过程中,天线增益对信号传输距离和覆盖范围有着极为重要的影响。
因此,天线增益的选择也是非常关键的。
二、基站天线的信号解调技术基站天线的信号解调技术是指将接收到的无线信号解调成数字信号,并进行相应的处理和分析。
信号解调技术的主要作用是提高数据传输速率和网络容量。
2.1. 解调方式常见的解调方式包括:相干解调、非相干解调和同步解调。
其中,相干解调是最常用的解调方式,它可以提供更好的信噪比和错误率性能。
而非相干解调和同步解调则适用于信号较弱的情况。
2.2. 信道估计信道估计是指对无线信号传输过程中发生的路径损耗和多径效应进行估计。
信道估计对信噪比和误码率有着直接的影响。
因此,在信号解调过程中,必须进行准确的信道估计。
2.3. 信号同步信号同步是指将接收到的无线信号与本地时钟进行同步,以便进行数字信号处理。
在信号解调过程中,要确保接收到的信号数据与本地时钟同步,以避免误差积累和数据丢失。
常见天线以及调整方法及规范常见天线以及调整方法及规范1、板状天线调整方式板状天线就是定向天线,板状天线是移动通信系统天线的一种,主要用于室外信号覆盖。
无论是GSM 还是CDMA、LTE,板状天线是用得最为普遍的一类极为重要的基站天线。
这种天线的优点是:增益高、扇形区方向图好、后瓣小、垂直面方向图俯角控制方便、密封性能可靠以及使用寿命长。
1.1 天线方位角调整使用扳手等工具对锯齿夹码处的螺丝进行松动(上图中红圈位置),然后将天线以安装抱杆为中心转动调节,达到期望方位角后再次将螺丝拧紧固定好。
板状天线方位角调整范围比较大,可以根据实际需求调整.1.2 下倾角的调节1.2.1 机械下倾角的调节使用扳手等工具对连接臂处的螺丝进行松动(图片中红圈位置),然后对天线的机械角度进行调节,达到期望角度后将螺丝拧紧固定好。
电子下倾的调整1.2.2 电子倾角的调节板状天线电调有两种,一种是旋转调节,一种是插拔调节。
上图为旋钮式调节电调。
旋转旋钮(图中蓝色部分),电调滑标会移动,红色指针(图中箭头指示的地方)到达某一刻度电调即为多少度。
上图为插拔式调节电调。
在调节电子下倾的时候直接通过插拔电调滑标(图中红圈标示部分)即可对其进行调节,滑标漏出的刻度即为当前电子下倾值。
电子下倾的可调范围一般在天线标签上都有标示,如下图:2、美化天线的调节随着移动通信网络的迅速发展,传统基站天线与周边环境的冲突越来越大,很难融入周边的环境,因此直接影响到城市的美好环境。
另外,随着人们环保意识的提高,大多数市民因为对移动通信基站的不了解而对基站进入其周边大楼具有一种盲目的排斥心理。
这些都极大地加大了移动通信运营商基站物业协调、工程实施和基站维护等工作的难度。
天线美化工程作为一种手段,满足了人们对城市环境要求越来越高的需求,越来越受到有关各方的广泛关注。
美化天线一般可以分为以下几个类型分类:1、美化排气管2、美化集束3、美化路灯杆4、美化方柱5、美化空调6、其他美化天线2.1 美化天线的调整方式2.1.1 美化排气管河南联通LTE-FDD美化排气管目前已知只有京信和摩比两种天线方位角的测量中心点(上图中红圈内的点)对着的方向为天线的主控方向,也就是方位角,在测量时罗盘方向与主控方向一致,读出示数即为当前方位角。
基站天线方向性和倾斜角的设置和优化在移动通信网络中,基站天线的设置与倾斜角的优化是一项重要的工作。
通过合理设置天线方向性和倾斜角,可以提高网络的覆盖范围和信号质量,进而提升用户的通信体验。
本文将介绍基站天线方向性和倾斜角的设置和优化的相关知识和技术。
1. 基站天线方向性的设置和优化基站天线的方向性是指天线主瓣的辐射方向。
合理设置基站天线方向性可以使信号覆盖更加集中和聚焦,提高信号强度和覆盖范围。
在设置基站天线方向性时,需要考虑以下因素:1.1 综合考虑地形和建筑物地形和建筑物会对信号传播产生阻挡和衰减,因此,在设置基站天线方向性时需要结合地形和建筑物等因素进行综合考虑。
对于山区、丘陵地区或者高层建筑多的城市区域,可以选择采用高增益和窄波束宽度的天线,以增加覆盖范围。
1.2 考虑用户分布和流量分布根据用户和流量的分布情况,可以调整基站天线的方向性。
例如,在人口稠密的地区,可以将天线的主瓣指向人口聚集区域,以增加信号强度和覆盖范围。
1.3 考虑邻频干扰和同频干扰邻频干扰和同频干扰会对无线信号的传输和接收产生影响,因此,在设置基站天线方向性时需要考虑减小邻频干扰和同频干扰的影响。
可以通过调整基站天线的方向性和波束宽度,实现对干扰源的屏蔽或远离,从而减小干扰。
2. 基站天线倾斜角的设置和优化基站天线倾斜角是指天线挂角的调整,通过调整倾斜角可以改变天线的辐射方向和覆盖范围。
合理的设置和优化基站天线倾斜角可以达到以下目的:2.1 提高边缘区域的覆盖边缘区域的信号质量一般较差,通过调整基站天线的倾斜角可以增加信号到达边缘区域的能量,从而提高边缘区域的覆盖范围和信号质量。
2.2 避免重叠覆盖和干扰重叠覆盖和干扰会对网络性能产生负面影响,通过优化基站天线的倾斜角可以减小重叠覆盖区域和干扰范围,从而提高网络的容量和质量。
2.3 提高网络容量和信号质量根据用户的分布和流量需求,合理设置和优化基站天线的倾斜角可以增加网络容量和提高信号质量。
移动通信基站天馈线优化调整经验谈目前,我们面临着越来越复杂的网络环境,各种新技术的不断升级演进,加上原有网络的更新,在给最终用户提供更加丰富和优质的网络的同时,也面临着网络建设和维护等方面的一些挑战:如何在引入新技术、新网络的同时最大限度地保护运营商的投资,需要业界对技术现状和发展趋势的全面了解,进而科学规划。
如何挖掘现有网络的最大潜力,让老树开新花,如何解决现有网络的容量、覆盖等存在的问题,需要业界合理优化。
与时俱进地开展网规网优工作已成为业界的当务之急!随着移动网络建设的发展,网络优化在提高移动网络质量中起着越来越重要的作用。
其中,移动通信基站天线的优化,包括天馈线以及天线覆盖等的优化是移动通信网络优化中的重要课题。
在网络优化过程中根据实际情况对其进行合理的调整,对网络优化的成功十分重要。
天馈线影响通信质量原因分析天馈线是影响移动通信质量的重要因素。
有许多原因都会使天馈线成为影响移动通信质量的主要原因。
从实践上看,常见的故障主要有以下几个方面。
第一,基站天馈线连接错位引起VSWR告警。
当人们发现新建基站经过一段时间的运行后,出现话务拥塞、掉话和VSWR告警的现象时,如果每个扇区测量值均在标准范围内,就应对天馈线进行逐一检查,可能会发现不同扇区天馈线相互错位的现象,使接收信号减弱,从而使分集接收天线发生VSWR告警,造成基站话务量拥塞和掉话。
以设计文件要求连接天馈线,问题即可解决。
第二,基站经纬度有误引起掉话。
维护人员在实地路测中有时会发现,少数基站的实际经纬度与规划中的经纬度不一致,甚至相差很大。
造成此现象的主要原因是在选址中碰到困难,最后不能按设计中要求确定,要将基站移至其它地方,但规划数据库中未能得到更新,仍按原计划规划其相邻小区及频率,因而造成很多相邻小区漏做或做错,引起掉话。
按实际地形重新规划邻区及频点即可恢复正常。
第三,基站扇区错位及方位角有误。
此类问题在测试中发现最多,特别是在郊县区。
基站天线调试与性能优化的最佳实践在现代通信网络中,基站天线调试与性能优化是确保通信系统稳定运行的关键环节。
本文将探讨基站天线调试与性能优化的最佳实践,从理论到实践,全面剖析如何提高基站天线的性能以及优化通信网络的效果。
天线调试是通信网络建设中至关重要的一环。
首先,天线的安装位置对通信信号的覆盖范围和质量有着直接影响。
在进行天线安装时,应充分考虑地形、建筑物以及其他物体的遮挡情况,选择合适的位置和方向安装天线,以最大程度地优化信号覆盖范围。
其次,天线的机械特性也是影响其性能的重要因素。
在安装过程中,应确保天线的机械结构完好,固定牢靠,避免因风吹雨打等外界因素导致天线松动或变形,从而影响通信质量。
针对基站天线的性能优化,一方面需要充分利用现代化的调试工具和仪器,如频谱分析仪、天馈线扫描仪等,对天线进行全面的性能测试和分析。
通过对天线的驻波比、增益、方向性等参数进行监测和调整,及时发现并解决天线存在的问题,提高其工作效率和性能。
另一方面,基站天线的性能优化还需要结合实际的网络环境和运行情况,进行系统性的优化调整。
例如,在高负荷时段增加天线数量,提高信号覆盖密度,以应对用户量剧增的情况;或者通过优化天线方向和天线倾角,减少信号干扰,提高通信质量。
此外,定期的维护和保养也是保证基站天线长期稳定运行的关键。
应定期对天线进行清洁和检查,及时发现并处理可能存在的故障和问题,确保通信网络的持续稳定性和可靠性。
综上所述,基站天线调试与性能优化是通信网络建设中不可或缺的环节。
通过合理的安装位置选择、机械结构保障、性能测试与调整以及系统优化等措施,可以有效提高基站天线的性能,优化通信网络的效果,为用户提供更加稳定、高效的通信服务。
摘要移动通信网络依赖天线的电磁波辐射来实现信号覆盖,天线的功能无可替代,其作用至关重要。
在2G时代,天线主要采用单极化(单通道)或双极化(双通道)的简单应用模式;在3G时代的TD-SCDMA体制,天线开始逐渐采用8通道的双极化智能天线;到了4G TD-LTE和5G时代,多通道阵列天线成为标配,其中,主流的5G Massive MIMO天线系统采用典型的64T/R收发通道应用模式,该天线系统的无源部分不仅包括了天线辐射阵列,还包括了天线校准网络。
Massive MIMO天线通过智能算法精确实现各硬件T/R收发通道的馈电幅度和相位分布,以产生所需的赋形波束方向图,其中,天线的校准网络用于检测和标校各个T/R收发通道的幅相分布,其性能至关重要,决定着Massive MIMO天线系统乃至5G移动通信网络的成败。
为此,本文选择Massive MIMO 天线校准网络作为研究课题。
当前,5G商用在即,同时,4G移动通信网络未来与5G通信系统将长期在网并存使用。
根据目前主流的实际应用需求:具有宽频的2.3GHz~2.7GHz的64T/R Massive MIMO天线系统涵盖了4G的B40频带(2.3GHz~2.4GHz)和5G FR1的N41频带(2.496GHz~2.69GHz)。
由此,结合应用背景和指标需求,本文提出了一种四模块微带线校准网络方案,设计了具有良好性能的多种无源电路部件(包括威尔金森功分器和低耦合高定向性耦合器),并将它们拼接组合实现了64通道、宽频带、低成本、易调试的天线校准网络,最终应用于实际的Massive MIMO天线。
针对宽频校准网络隔离度指标的设计难点,本文设计了电容等效的开路枝节进行补偿;针对高频和宽频状态下集总元件受寄生参数影响而发散的问题,本文设计了一种TRL校准电路来校准;针对屏蔽盖加载后,天线校准网络各通道幅相混乱和腔体谐振问题,本文提出了一种分腔方式来改善性能;针对部件物料加工公差、焊接和装配误差带来的耦合度离散问题,本文提出了采用一种介质柱填充法来微调性能。
时域门技术在天线罩传输效率测量中的应用摘要:本文介绍了时域门技术在天线罩传输效率测量中的应用。
本文首先介绍了天线罩传输效率的测量原理和传统测量方法的局限性。
然后,本文引入了时域门技术,并详细阐述了其原理和优点。
最后,本文通过对比分析传统测量方法和时域门技术的实验结果,证明了时域门技术在天线罩传输效率测量中的有效性和可靠性。
关键词:时域门技术;天线罩;传输效率;测量正文:一、引言天线罩是一种用于保护天线的金属或塑料罩,其主要作用是防止外部环境对天线的干扰。
天线罩的传输效率是评价其性能的重要指标。
目前,常用的测量方法有基于功率比法的测量方法和基于反射法的测量方法。
然而,这些方法都存在一些局限性,如测量误差大、测试时间长等问题。
为了解决这些问题,本文引入了时域门技术,并将其应用于天线罩传输效率的测量中。
二、天线罩传输效率测量原理天线罩的传输效率是指天线在罩内发射出的电磁波能量与罩内总电磁波能量之比。
其计算公式如下:传输效率= P_out / P_in其中,P_out为天线在罩内发射出的电磁波功率,P_in为罩内总电磁波功率。
传统的基于功率比法的测量方法是通过比较天线在罩内和罩外的功率大小来计算传输效率。
这种方法存在误差大、测试时间长等问题,且不适用于高频信号的测量。
因此,本文采用了基于时域门技术的测量方法。
三、时域门技术时域门技术是一种基于矩阵变换的测量方法,其主要思想是通过时域门来对电磁波进行筛选。
时域门是一种由多个数字滤波器组成的过滤器阵列,可以对时间序列信号进行滤波。
时域门技术可以有效地去除多径传播和噪声干扰对测量结果的影响,从而提高测量精度。
四、时域门技术在天线罩传输效率测量中的应用在天线罩传输效率测量中,时域门技术可以通过滤波器阵列对发射信号进行筛选,从而去除反射和多径传播对测量结果的影响。
在测量过程中,首先将发射信号送入天线罩中,然后将接收信号通过时域门进行滤波和分析,最终得到天线罩的传输效率。
基站门控系统调试与检测实施手册一.项目描述基站设备繁多,且价格昂贵。
同时从人体安全角度考虑,为尽量减少辐射,基站通常布置在山顶、建筑物高处,这些地方往往人迹罕至,缺乏有效安全监控,这就为犯罪分子提供了可乘之机。
在盗取的过程中,犯罪分子不但盗取设备,同时对于无法带走的设备也会造成破坏,给国家带来巨大的经济损失。
虽然现在基站通常安装了视频监控系统、报警系统等,但仍然无法制止偷盗的进行。
基站的偷盗一般采用的是破坏防盗门的方法,因此移动基站的门控系统采取独有的隐藏锁眼设计,使无法接触到锁孔实施技术开锁,同时隐藏锁眼设计也能有效解决人为暴力破坏的问题,避免由于锁体受到损坏导致门无法正常开启。
但特殊的锁眼设计不能使用传统的机械钥匙开锁,因此移动基站门控系统采用电子遥控器无线开锁,电子遥控器程序采用Keeloq 的128位高强度加密技术,具有很高的安全系数,本产品满足国家GB17565-2007《防盗安全门通用技术条件》标准规定的最高标准。
同时兼具远程控制功能,控制终端(PC机,手机等)可对下属各个基站智能安全门实施统一管理,并进行远程控制开门,有效提高工作效率。
1.项目的功能和性能1)具有自动门锁功能:在开启门禁后,安全门能自动弹回关闭,防治由于工作人员疏忽而带来的意外。
2)具有遥控开锁功能3)具有机械开门功能:机械开锁和电子开锁两种方式互为备用,有效解决了特殊情况发生时影响工作的问题。
同时隐藏锁设计也避免了锁眼自然损毁给工作带来的不便。
4)具有远程遥控开锁功能:在工作人员忘记携带钥匙时,可通过GSM设备模块利用手机远程开启门禁,提高系统的使用方便性。
5)能将开锁人员信息远程发送:通过GSM设备模块实时向中心报告开门的情况,即哪一把电子钥匙在什么时间什么地点开了哪一扇门都能及时通过发送信息的方式向终端反映,方便终端及时了解各个基站的工作安全情况。
6)具有振动报警功能:在受到暴力破坏时,内部可扩展的振动报警器会将振动信息传递给MCU,由MCU向外发送报警信号,并发出声光报警,震慑犯罪分子。
基站天线调试与性能优化的实用技巧在实际基站天线调试与性能优化中,掌握一些实用技巧是至关重要的。
本文将就这些技巧进行深入探讨,帮助读者更好地理解基站天线调试与性能优化的关键要点。
首先,要注意的是基站天线的安装位置。
合理选择安装位置可以最大程度地减少信号干扰和衰减,提高天线的接收和发送性能。
一般来说,天线应该远离高建筑、大型金属结构等可能影响信号传输的物体,并确保在开阔地区安装,以获得最佳的信号覆盖范围。
其次,调试天线时要注意天线的方向和角度。
根据实际情况,调整天线的方向和角度可以优化信号覆盖范围和信号质量。
通过使用专业的天线调试工具,可以准确地测量信号强度和质量,从而调整天线的方向和角度,使其达到最佳状态。
另外,保持天线清洁也是非常重要的。
天线表面的污物和尘埃会影响信号的传输和接收效果,降低天线的性能。
定期对天线进行清洁和维护,可以保持天线的良好状态,确保其正常工作。
此外,合理选择天线类型和天线参数也是优化基站性能的关键因素之一。
不同类型的天线适用于不同的环境和需求,选择合适的天线类型可以提高基站的性能和覆盖范围。
同时,根据实际情况调整天线的参数,如增益、波束宽度等,可以进一步优化基站的性能。
最后,定期检查和维护基站设备也是至关重要的。
及时发现和修复设备故障可以保证基站的正常运行,提高基站的稳定性和性能。
综上所述,掌握基站天线调试与性能优化的实用技巧对于提高基站性能和覆盖范围具有重要意义。
通过合理选择安装位置、调整天线方向和角度、保持天线清洁、选择合适的天线类型和参数,以及定期检查和维护基站设备,可以有效地优化基站的性能,提高通信质量和用户体验。
《5G高隔离正交极化MIMO终端天线的研究设计》篇一一、引言随着5G技术的迅猛发展,移动通信设备的需求日益增长,其中终端天线作为移动通信的重要组成部分,其性能的优劣直接影响到通信质量。
正交极化MIMO(Multiple Input Multiple Output)终端天线因其高隔离度、良好的性能以及在多径传播环境下的优势,成为当前研究的热点。
本文旨在研究设计一款5G 高隔离正交极化MIMO终端天线,以提高通信系统的性能。
二、研究背景及意义5G技术作为新一代移动通信技术,具有高速率、低时延、大连接数等优势,为人们的生活带来了极大的便利。
然而,随着5G 技术的广泛应用,对终端天线的要求也越来越高。
正交极化MIMO技术通过在发送端和接收端使用多个天线,可以有效地提高系统的信道容量和通信质量。
因此,研究设计一款5G高隔离正交极化MIMO终端天线,对于提高5G通信系统的性能具有重要意义。
三、研究内容1. 天线结构设计本部分主要研究设计5G高隔离正交极化MIMO终端天线的结构。
通过分析天线的辐射特性、阻抗特性以及极化特性,确定天线的尺寸、形状以及排列方式。
同时,考虑到天线的制造工艺和成本,选择合适的材料和制造方法。
2. 仿真分析利用电磁仿真软件对设计的天线进行仿真分析,包括天线的辐射方向图、增益、带宽、隔离度等参数。
通过不断优化天线的结构,提高天线的性能,使其满足5G通信系统的要求。
3. 实验验证将仿真分析得到的天线制作成实物,进行实验验证。
通过实际测试天线的各项参数,与仿真结果进行对比,验证设计的正确性和可行性。
同时,对天线的实际性能进行评估,包括天线的增益、带宽、隔离度以及辐射效率等。
四、研究方法与技术路线1. 研究方法本研究采用理论分析、仿真分析和实验验证相结合的方法。
首先,通过查阅相关文献和资料,了解5G高隔离正交极化MIMO终端天线的研究现状和发展趋势。
然后,利用电磁仿真软件对天线进行仿真分析,优化天线的结构。
实验7 时域天线设计与实验测试一 实验目的1 了解描述时域天线的主要参数及应用现状;2 掌握时域天线的设计方法;3 掌握时域主要参数的实验测试方法,熟练使用测试仪器。
二 实验原理2.1 时域天线概述时域天线(Time-domain Antenna)是超宽带天线中的一各分支。
狭义的时域天线是指辐射冲激信号的超宽带天线,因此又称脉冲天线或瞬态天线(Transient antenna)[1]。
它是伴随上世纪八十年代,基于冲激信号的无线通信技术快速发展的背景下出现的一个天线分支领域。
一方面,时域天线既然是超宽带天线的一个分支,因而基于频域概念的超宽带天线的应用基础理论研究结果和工程设计方法对时域天线仍然有很好的借鉴价值;另一方面,时域天线辐射的是ns 、亚ns 量级的冲激信号,这些信号的频谱覆盖了从101 MHz-101 GHz 的很宽频带,具有比通常意义超宽带天线更高的相对带宽;再一方面,时域天线服务于无线时域通信,旨在利用电磁波的时间资源,因而描述时域天线性能参数也与基于频域概念的超宽带天线有所不同。
因此,时域天线的理论分析与工程设计方法既与频域超宽带天线有相通之处,也有自身的特殊要求。
概括起来,在进行时域天线分析与设计时,应注意其以下特征[2]:其一,宽带特征。
即要求时域天线阻抗、方向图、辐射效率、有效长度、极化特征都具有宽带一致性,这使得时域天线设计时,往往需要对这些参数进行折中设计,甚至与时域天线相关的馈电、接收电路也必须具有宽带特征;其二,高波形保真性。
时域天线辐射或接收冲激信号的拖尾信号幅度、持续时间都必须得到严格控制,同时要求不同角方向的冲激信号具有较高的波形保真系数,以便接收系统的相关接收并避免影响接收系统对目标反射信号的有效识别;其三,一体化设计特征。
与基于频域无源天线设计不同,时域天线设计往往需要将信号源、馈电和接收电路作一体化设计,因此必须考虑天线与信号源和接收系统的宽带匹配与电磁隔离等复杂问题。
现代电子技术Modern Electronics Technique2013年7月15日第36卷第14期Jul.2013Vol.36No.140引言移动通信基站天线[1⁃3]由于波束较宽,在测试过程中容易受到场地反射的影响。
为消除反射波的影响采用了矢量网络测量系统,利用矢量网络分析仪时域[4]功能将反射波能量拒之门外,大大提高了测量的准确性和测量精度。
但由于基站天线种类多[5⁃7],测试参数多,在测试过程中需要被测天线处于不同状态,使得时间门的设置即使同一测试场地也不能一成不变,一设了之,而需要在测试不同参数,不同状态时分别设置不同的时间门。
只有这样才能充分发挥矢量网时域功能,获得较为理想的测试结果。
所以对移动通信基站天线测试[8⁃9]中时域门设置进行研究是一项非常具有实际意义的工作。
本文针对时间门的设置问题,结合了移动通信基站天线的实际测试过程,进行了详细的分析,给出了不同天线种类,不同测试环境,不同参数下时间门的选择方法,并进行了实际的测试与验证,在工程上能够达到良好的效果,具有较强的工程应用价值。
1天线测试中的多径影响时域门设置需要确定时域门上限与下限或者是时域门中心及门宽,以便将场地的主要反射波拒之门外[10]。
为了使时间门设置更准确,将被测天线垂直架设。
调整天线朝向,分别是天线方位最大辐射方向朝向发射天线,背对发射天线,发射方向偏左90°,发射方向偏右90°。
在这4个位置分别测量直射波及反射波的时域曲线。
图1~图4是某1800MHz 定向天线的实测曲线。
从图1中可以看出,直射波峰值所处时刻为722.46ns ,距直射波最近的反射波与直射波的峰值时差为8.8ns ;图2中,距直射波最近的反射波与直射波的峰值时差为5.3ns ;图3中,直射波峰值所处时刻、距直射波最近的反射波与直射波的峰值时差与图1吻合;图移动通信基站天线测试中时域门最佳设置研究王杏林,安宁(中国电子科技集团公司第54研究所检测认证中心,河北石家庄050081)摘要:针对移动通信基站天线测试系统场地反射波的干扰问题,在此提出了一种基于矢量网络分析仪时域门设置的反射波消除方法。
天线测量-时域应用第一篇:天线测量-时域应用三.天线的增益和方向图测量在天线外场测试中,地面或周围环境的反射要对增益和方向图的测量结果带来或大或小的误差。
1.测量误差分析图3 天线测试示意图如图3,两相距D米,高度为H米的收发天线架设在反射系数为r的地面上。
因天线的方向性,假设发射天线辐射到O点的场强是最大值的倍,接收天线接收到O点反射波场强是其最大值的倍。
接收天线的接收场强由直射波场强E1和反射波场强E2构成。
两波的路程差为:(7)假设直射波的场强E1归一化为1,则(8)合成波的场强E为:(9)A.增益的测试误差分析天线的增益测量一般采用比较法,因为被测天线往往与标准天线的形状不一样,即使这两种天线架设在同一位置,相位中心也不一定重合,假设被测天线比标准天线距发射天线近L米,则两波的路程差变为:(10)合成波的场强为:(11)引起的增益误差为:(12)B.方向图测试误差分析同样的道理,天线在旋转过程中,有时相位中心没在转轴上,假设相位中心距转轴的距离为L,转动的起始角在收发天线的连线上。
则两波的路程差为:(13)合成波的场强为:(14)图4 合成波随天线间距变化关系图5 合成波随被测天线旋转变化关系图4中取k1=0.4 k2=0.5 r=0.9 H=3 f=1GHz;图5中取k1=0.8 k2=0.9 r=0.9 H=3 D=10 L=0.2 f=1GHz。
如果只有直射波,归一化场强为1;可看出反射波带来±0.4倍(±2dB)左右的误差。
误差可以通过减小地面反射系数,增加天线架设高度和提高发射天线的增益来减小,但很多时候不容易做到,最彻底的方法是采用时域技术去掉反射。
2.时域应用方法反射给我们的方向图测试结果造成误差,我们现在用安立公司的矢量网络分析仪MS4623B加时域功能OPTION2把它滤掉,其具体的方法是:A.根据天线的架设情况计算出反射波与直射波的路程差和时延大小。
5G时域SFN(Single Frequency Network)中,每个基站信号的位置取决于无线环境、频段和部署方式等因素。
在时域SFN中,所有基站都使用相同的信号频率,通过协同调度和同步,实现整个网络范围内的信号覆盖。
在5G网络中,信号的位置是由基站的位置和无线传播环境决定的。
具体来说,当5G基站信号的波长与环境的传播路径相匹配时,信号能够更有效地传输,并且在相邻基站之间保持足够的覆盖范围。
一般来说,中频段信号具有较好的穿墙性能和较好的频率特性,因此对于大范围的覆盖场景来说是比较合适的。
针对具体的场景,如室内或室外宏蜂窝覆盖,信号的位置会有所不同。
在室内场景中,由于建筑物对信号的阻挡,信号可能会受到较大的衰减,因此需要更多的基站来覆盖整个区域。
而在室外宏蜂窝覆盖中,由于信号更容易穿透空气中的粒子,因此信号的位置可能会更靠近天线塔的位置。
在时域SFN中,位置选择还涉及到网络优化和覆盖控制的问题。
如果基站信号的位置分布不均匀,可能会导致网络性能下降或覆盖范围受限。
因此,网络优化人员需要考虑到各种因素,如地理位置、无线传播环境、频段选择、基站部署等,来合理地选择信号的位置。
此外,随着5G网络的进一步发展,频谱效率也会对信号位置产生影响。
更高的频谱效率意味着更少的干扰和更高的数据传输速率。
因此,为了获得更好的网络性能,可能需要进一步研究如何优化5G时域SFN中的信号位置,以适应不同的无线环境和部署方式。
综上所述,5G时域SFN中的信号位置取决于无线环境、频段和部署方式等因素。
为了获得更好的网络性能,需要考虑到地理位置、无线传播环境、频段选择、基站部署等因素,并进行合理的优化和调整。
同时,随着5G网络的进一步发展,频谱效率的提升也将对信号位置产生影响,需要进一步研究和探索。
移动通信基站天线测试中时域门最佳设置研究作者:王杏林安宁来源:《现代电子技术》2013年第14期摘要:针对移动通信基站天线测试系统场地反射波的干扰问题,在此提出了一种基于矢量网络分析仪时域门设置的反射波消除方法。
首先分析了不同种类的基站天线和测试时天线所处的状态参数,然后通过分析其对时域门选择的影响,得出了时域门设置需要满足的条件,最后综合权衡时域门参数的设置,将时域门设置到最佳状态。
实测数据表明,该方法能够有效地消除测试场地反射波的影响,保证被测天线的测量准确性,仿真验证了方法的正确性与有效性。
关键词:移动通信;时域功能;基站天线测试;反射波消除中图分类号: TN828.6⁃34 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2013)14⁃0143⁃03 Optimal setting of time⁃domain gate in antenna testing of mobile communication base station WANG Xinglin, AN Ning(Detection and Certificate Authority, No. 54 Research Institute, CETC, Shijiazhuang 050081, China)Abstract: For the reflection wave interference in a mobile communication base station antenna test system, a reflection wave elimination method based on the time⁃domain gate setting of vector network analyzer is proposed in this paper. The different types of base station antennas and antenna state parameters under test are analyzed. The satisfied condition needed for time⁃domain threshold setting is obtained by analyzing the influence of antenna type and state parameter on time⁃domain threshold selection. By balancing the time⁃domain threshold parameter setting, the time⁃domain threshold is set to the best state. The measured data indictes that the method can eliminate the interference of reflection wave in test site and ensures the accuracy of antenna testing. The effectiveness and correctness of the method were verified by simulation experiment.Keywords: mobile communication; time domain function; base station Antenna test;reflection wave elimination0 引言移动通信基站天线[1⁃3]由于波束较宽,在测试过程中容易受到场地反射的影响。
为消除反射波的影响采用了矢量网络测量系统,利用矢量网络分析仪时域[4]功能将反射波能量拒之门外,大大提高了测量的准确性和测量精度。
但由于基站天线种类多[5⁃7],测试参数多,在测试过程中需要被测天线处于不同状态,使得时间门的设置即使同一测试场地也不能一成不变,一设了之,而需要在测试不同参数,不同状态时分别设置不同的时间门。
只有这样才能充分发挥矢量网时域功能,获得较为理想的测试结果。
所以对移动通信基站天线测试[8⁃9]中时域门设置进行研究是一项非常具有实际意义的工作。
本文针对时间门的设置问题,结合了移动通信基站天线的实际测试过程,进行了详细的分析,给出了不同天线种类,不同测试环境,不同参数下时间门的选择方法,并进行了实际的测试与验证,在工程上能够达到良好的效果,具有较强的工程应用价值。
1 天线测试中的多径影响时域门设置需要确定时域门上限与下限或者是时域门中心及门宽,以便将场地的主要反射波拒之门外[10]。
为了使时间门设置更准确,将被测天线垂直架设。
调整天线朝向,分别是天线方位最大辐射方向朝向发射天线,背对发射天线,发射方向偏左90°,发射方向偏右90°。
在这4个位置分别测量直射波及反射波的时域曲线。
图1~图4是某1 800 MHz定向天线的实测曲线。
从图1中可以看出,直射波峰值所处时刻为722.46 ns,距直射波最近的反射波与直射波的峰值时差为8.8 ns;图2中,距直射波最近的反射波与直射波的峰值时差为5.3 ns;图3中,直射波峰值所处时刻、距直射波最近的反射波与直射波的峰值时差与图1吻合;图4中,直射波峰值所处时刻与图1吻合,距直射波最近的反射波与直射波的峰值时差约8.1 ns。
将最小时差作为计算时域门上限的依据。
图1 天线方位最大辐射方向朝向发射天线图2 天线方位最大辐射方向背向发射天线图3 天线方位最大辐射方向偏左90°图4 天线方位最大辐射方向偏右90°2 最佳时域门为了使时域门设置更有效,可以考虑使时域门上限按照最近的反射波与直射波时延差的一半左右进行设置。
时域门下限设置以直射波处于门的中心为原则。
因此,此时的时域门最佳设置为时域门中心时刻722.46 ns,门宽5 ns。
时域门上下限确定后就可以进行实际测试了。
但是这个时域门设置仅在测天线垂直放置并且仅在水平面方向旋转的技术指标时适用。
某些指标需要天线水平放置且在水平面上旋转,在这种情况下仍需要使天线处于不同位置测出相应场地的反射情况。
图5~图8是某1 800 MHz定向天线在水平架设时场地反射的时域曲线。
图5 天线最大辐射方向朝向发射天线(水平架设)图6 天线最大辐射方向背向发射天线(水平架设)图7 天线方位最大辐射方向偏左90°(水平架设)图8 天线方位最大辐射方向偏右90°(水平架设)图5中,直射波峰值所处时刻为722.58 ns,距直射波最近的反射波与直射波的峰值时差为6.47 ns;图6中,距直射波最近的反射波与直射波的峰值时差为11.27 ns;图7,图8中,由于天线方位旋转至与发射信号传送方向成一条直线状态,原直射波峰值时刻电平已不是最大电平,其两侧各有一个波峰,两峰值之间的时延差为6 ns,经验证,此时延差电磁波传播距离为1.8 m,与天线长度吻合,即此两峰值之间为天线接收的直射波。
时域门上限按照最近的反射波与直射波时延差的一半进行设置。
但不管怎样,时域门宽度不应小于电磁波在天线长度方向上的传播时间。
因此,此时的时域门最佳设置为时域门中心时刻722.58 ns,门宽6 ns。
对于双极化天线还应在两个极化下分别确定时域门上下限。
对于下倾天线应在不同下倾角时分别确定时域门上下限。
3 时域门对测试性能的改善图9为该被测天线垂直架设时,时域门开启后的反射信号消除效果图。
图9 垂直架设加5 ns时域门后的反射信号消除效果图图10为被测天线(长度为1.8 m)水平架设时,时域门开启后的反射信号消除效果图。
实际上对于图9的情况,将时域门宽设为6 ns也可以达到同样的效果。
所以综合垂直与水平架设两种情况将时域门宽设为6 ns,中心时刻设为722.50 ns可以达到同样的测试效果。
对于双极化天线和带下倾角的天线利用同样方法可以找出最佳的时域门设置。
图10 水平架设加6 ns时域门后的反射信号消除效果图通过上述对矢量网络测量系统的时域门最佳设置的探讨及对不同天线的实际验证,认为时域门最佳设置必须要考虑以下2点:天线的实际尺寸。
在设置时域门时,必须在测试过程中保证直射波覆盖整个天线;距直射波最近的反射波与直射波的时差。
在设置时域门时要结合以上两个因素,综合权衡,以保证时域门设置在最佳状态。
4 结语通过对时域门最佳设置分析,可以得出同一场地,不同天线,不同参数测试时时域门的最佳设置。
根据测试目的的不同以及测量精度的不同可以使时域门的设置进一步简化,以提高测量速度,也可以通过软件控制的方式,使时域门设置自动化。
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