天线隔离度的相关问题解释

CDMA系统：两发射天线之间以及发射和接收天线之间，隔离度至少30dB；天线垂直布置：Lh=28+40log(k/λ)(dB)天线水平布置：Lv=22+20log(d/λ)-(G1+G2)-(S1+S2)(dB)其中k为两天线的垂直距离,d为两天线的水平距离;G1,G2分别为两天线的增益;S1,S2分别是两天线的夹角方向的副瓣电平.以上天线隔离度公式中，λ为载波的波长，k为垂直隔离距离，d为水平隔离距离，G1 、G2分别为发射天线和接收天线在最大辐射方向上的增益（dBi），S1、S2分别为发射天线和接收天线在90°方向上的副瓣电平（dBp）。

通常65°扇形波束天线S约为-18dBp，90°扇形波束天线S约为-9dBp，120°扇形波束天线S约为-7dBp，这可以根据具体的天线方向图来确定。

全向天线的S为0。

关于直放站收发天线的隔离度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。

1.各系统之间的干扰分析1.1. 需考虑的干扰类型由于各系统需要共址建设，为了保证各系统间不至于互相影响，需要对各系统间的干扰情况进行分析。

从形成机理的角度，系统之间的干扰可以分为杂散辐射、接收机互调干扰和阻塞干扰（由于一般系统之间的间隔频率可以大约工作带宽数倍，所以系统间一般不容易出现邻频干扰）。

1）杂散辐射（Spurious emissions）由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想，会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量（不包括带外辐射规定的频段），包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。

3GPP 将该部分信号通归为杂散辐射，因为其分布带宽很广，也有文献称为宽带噪声（Wideband Noise）。

邻频干扰和杂散辐射不同，邻频干扰中所考虑的干扰发射机泄漏信号指的是：被干扰接收机所处频段距离干扰发射机工作频段较近，但尚未达到杂散辐射的规定频段的情况；根据3GPP TS25.105，杂散辐射适用于指配带宽以外、有效工作带宽2.5倍以上的频段；当两系统的工作频段相差带宽2.5倍以上时，滤波器非理想性将主要表现为杂散干扰。

2）接收机互调干扰包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调（TxIMD）、交叉调制（XMD）干扰3种。

多干扰源形成的互调是由于被干扰系统接收机的射频器件非线性，在两个以上干扰信号分量的强度比较高时，所产生的互调产物。

发射分量与干扰源形成的互调是由于双工器滤波特性不理想，所引起的被干扰系统发射分量泄漏到接收端，从而与干扰源在非线性器件上形成互调。

交叉调制也是由于接收机非线性引起的，在非线性的接收器件上，被干扰系统的调幅发射信号，与靠近接收频段的窄带干扰信号相混合，将产生交叉调制。

3）阻塞干扰阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带宽内的，但由于干扰信号功率太强，而将接收机的低噪声放大器（LNA）推向饱和区，使其不能正常工作。

关于LTE天线与现有系统隔离度的问题天线安装位置是无线专业设计的核心内容，其中各系统间的隔离度是查勘画图时需要注意的一个重要问题，也隐藏着较多风险；请各地市务必按总体组（摘自LTE设计作业指导书）的要求进行设计；在天面资源受限的情况下，建议更换天面/换点；如果分公司坚持放宽隔离度的要求，建议大家向分公司网优部门充分反应后期干扰的风险，尽到我们的责任；即便后续出问题，便也不是我们一方的事了。

隔离度要求如下（水平、垂直隔离度，是或的关系，只要满足其一便可）；此外，如果设计人员不知道现网设备满足的规范版本，建议按不同版本的最严标准进行设计。

（一）TD-LTE宏站（F频段）与其他系统共站址时的干扰协调1、关闭DCS1800系统1870MHz以上频点，有条件的区域关闭1850MHz以上频点；推动工信部暂缓分配1870MHz以上频段给FDD LTE系统。

2、若存在GSM900系统的二次谐波干扰，应更换GSM900系统天线。

3、若存在DCS1800系统的三阶互调干扰，应更换DCS1800系统天线(天线三阶互调抑制指标优于-133dBc)。

4、开启动态AGC功能提升F频段RRU的抗阻塞能力。

5、在工程实施中，两系统天线之间适当进行垂直或水平空间隔离，建议TD-LTE F 频段基站天线安装间距采用如下标准：（1）TD-LTE线阵与GSM900定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直隔离距离≥0.3m。

（2）DCS1800下行链路工作在1870MHz以下，且DCS1800系统在F频段的杂散指标<-65dBm/MHz（-75dBm/100kHz）时，TD-LTE线阵和DCS定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直隔离距离≥0.3m。

（3）DCS1800下行链路工作在1870MHz以下，且DCS1800系统在F频段的杂散指标>-65dBm/MHz（-75dBm/100kHz）时，TD-LTE线阵和GSM/DCS定向天线之间间距要求：同向安装时，建议采用垂直隔离方式，垂直隔离距离≥1 m。

1.各系统之间的干扰分析1.1. 需考虑的干扰类型由于各系统需要共址建设，为了保证各系统间不至于互相影响，需要对各系统间的干扰情况进行分析。

从形成机理的角度，系统之间的干扰可以分为杂散辐射、接收机互调干扰和阻塞干扰（由于一般系统之间的间隔频率可以大约工作带宽数倍，所以系统间一般不容易出现邻频干扰）。

1）杂散辐射（Spurious emissions）由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想，会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量（不包括带外辐射规定的频段），包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。

3GPP 将该部分信号通归为杂散辐射，因为其分布带宽很广，也有文献称为宽带噪声（Wideband Noise）。

邻频干扰和杂散辐射不同，邻频干扰中所考虑的干扰发射机泄漏信号指的是：被干扰接收机所处频段距离干扰发射机工作频段较近，但尚未达到杂散辐射的规定频段的情况；根据3GPP TS25.105，杂散辐射适用于指配带宽以外、有效工作带宽2.5倍以上的频段；当两系统的工作频段相差带宽2.5倍以上时，滤波器非理想性将主要表现为杂散干扰。

2）接收机互调干扰包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调（TxIMD）、交叉调制（XMD）干扰3种。

多干扰源形成的互调是由于被干扰系统接收机的射频器件非线性，在两个以上干扰信号分量的强度比较高时，所产生的互调产物。

发射分量与干扰源形成的互调是由于双工器滤波特性不理想，所引起的被干扰系统发射分量泄漏到接收端，从而与干扰源在非线性器件上形成互调。

交叉调制也是由于接收机非线性引起的，在非线性的接收器件上，被干扰系统的调幅发射信号，与靠近接收频段的窄带干扰信号相混合，将产生交叉调制。

3）阻塞干扰阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带宽内的，但由于干扰信号功率太强，而将接收机的低噪声放大器（LNA）推向饱和区，使其不能正常工作。

天线隔离度的定义
天线隔离度是指在多天线系统中，其中一对天线之间的相互影响程度。

在多天线系统中，如果不同天线之间存在干扰，会导致传输的信号质量下降，影响通信的可靠性和性能。

因此，天线隔离度是评估多天线系统性能的重要指标。

天线隔离度通常用信号干扰比（SIR）来衡量。

具体定义如下：天线隔离度= 接收信号功率/ 干扰信号功率。

接收信号功率指的是目标天线接收到的主要信号的功率，而干扰信号功率表示其他天线发送的信号对目标天线的干扰功率。

通过计算这两者的比值，可以评估天线系统中各天线之间的隔离效果。

天线隔离度越高，表示不同天线之间的相互干扰越小，系统的性能越好。

相反，天线隔离度越低，表示相互干扰越大，会导致通信的质量下降。

要提高天线隔离度，可以采取以下措施：
1. 合理设计天线的布置，避免天线之间距离过近，减少相互的物理干扰。

2. 使用高品质、高性能的天线和天线系统，减少信号损耗和干扰。

3. 采用适当的信号处理和调制技术，以降低多路径干扰和其他干扰来源对信号的影响。

综上所述，天线隔离度是评估多天线系统性能的重要指标，通过衡量接收信号和干扰信号的功率比来评估天线之间的相互干扰程度。

提高天线隔离度可以改善通信系统的质量和可靠性。

CDMA系统：两发射天线之间以及发射和接收天线之间，隔离度至少30dB；天线垂直布置：Lh=28+40log(k/λ)(dB)天线水平布置：Lv=22+20log(d/λ)-(G1+G2)-(S1+S2)(dB)其中k为两天线的垂直距离,d为两天线的水平距离;G1,G2分别为两天线的增益;S1,S2分别是两天线的夹角方向的副瓣电平.以上天线隔离度公式中，λ为载波的波长，k为垂直隔离距离，d为水平隔离距离，G1 、G2分别为发射天线和接收天线在最大辐射方向上的增益（dBi），S1、S2分别为发射天线和接收天线在90°方向上的副瓣电平（dBp）。

通常65°扇形波束天线S约为-18dBp，90°扇形波束天线S约为-9dBp，120°扇形波束天线S约为-7dBp，这可以根据具体的天线方向图来确定。

全向天线的S为0。

关于直放站收发天线的隔离度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。

数据通信2011.4摘要：在移动通信系统的共建共享分析中，天线隔离度是一个关键参量。

文章给出了通常使用的3个天线隔离度计算公式，并且明确了其使用条件。

此外还辨析了若干关键问题：天线隔离度要求和天线隔离度的关系、近场耦合对天线隔离度的影响、金属塔架对天线隔离度的影响、频率关系对天线隔离度的影响、多天线隔离场景的分析。

关键词：天线；隔离度；耦合；塔架；频率图分类号：TN8文献标识码：A焦卫平胡刚（中国移动通信集团设计院有限公司北京分公司北京100038）天线隔离度计算的若干关键问题分析收稿日期：2011-07-18天线隔离度问题是移动通信系统干扰和电磁兼容特性分析的基本问题，特别是在蜂窝系统距离很近或者共享塔架时。

业界通常使用3个公式来计算天线隔离度，但是一些技术人员在工程实践中往往不能确切地理解概念。

同时，遇到复杂应用场景时，计算将不仅仅是3个公式那么简单，天线隔离度的计算还受到近场远场、金属塔架、频率配置关系、多天线互干扰等的影响。

本文旨在简要探析这些关键问题，以形成天线隔离度的全面的、正确的观念。

1天线隔离度计算基本公式目前天线隔离度计算使用3个基本的公式，这在我国行业标准中也有所反映[1]。

其中水平隔离度公式是：I H [dB ]=22+20lg d hλ-(G Tx +G Rx )-(SL (φ)Tx +SL (θ)Rx )(1)其使用条件是当两天线间距d h 近似满足远场条件，即：d h >2D 2/λ(2)其中（1）和（2）式中：D[m]：发射天线和接收天线的最大尺寸；d h [m ]：发射天线与接收天线之间的水平距离；λ[m ]：接收频段范围内的无线电波长；G Tx[dBi ]：发射天线在干扰频率上的增益；G Rx [dBi ]：接收天线在干扰频率上的增益；SL (φ)Tx [dB ]：发射天线在两天线中心连线的角度方向上的副瓣电平（相对于主瓣方向，为负值）；SL (θ)Rx [dB ]：接收天线在两天线中心连线的角度方向上的副瓣电平（相对于主瓣方向，为负值）。

收发天线的隔离度计算
收发天线的隔离度
直放站正常⼯作的条件是：直放站⼯作增益G < 隔离度I ，否则会引起直放站⾃激⽽不能正常⼯作，并且要留10dB 左右的余量，即G+10 ≤ I （dB ）。

图中E RP 是⽤户天线的发射功率电平，P RX 是施主天线的接收功率电平，所以系统的增益为：E RP -P RX 。

为避免系统⾃激须满⾜E RP -P RX < I 。

同⼀⽔平⾯上的背对背天线（两天线主瓣⽅向之间的夹⾓为180度）之间隔离度的公式为：
式中 I------------系统隔离度
F/B D ------施主天线的前后⽐
G D --------施主天线的增益
F/B P ------⽤户天线的前后⽐
G M -------⽤户天线的增益
L Z --------两天线之间物体遮挡损耗
L K --------两天线之间的空间路由损耗（LK=91+20logD （dB ），
D 为两天线间的距离，单位是km ）。

例如：⼋⽊天线增益11dBi,前后⽐≥14 dB ；⽤户天线增益7 dBi ，前后⽐≥8 dB ，
微型直放站的增益为65 dB ，信号以900MHZ 为例，根据上述公式可以得出：
F/B D -G D +F/B P -G M +L Z +L K ＞65+10
则D ≥36m
K Z M p D D L L G F/B G F/B I ++-+-=。