电调天线基础知识

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基于AISG协议的电调天线远程控制单元
表征天线性能的主要参数
【输入阻抗】即天线馈电端输入电压与输入电流的比值。

天线与馈线的连接,最理想状态是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,此时馈线终端没有功率反射,馈线也没有驻波。

天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓,天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能接近馈线的特性阻抗。

【驻波比】天线和馈线的阻抗不匹配或者天线和发信机的阻抗不匹配,高频能量就被反射折回,并与前进的入射波在馈线上叠加形成驻波。

“驻波比”是用来表征和测量天线系统驻波的特性,即正向波和反射波的情况。

过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大。

【天线增益】用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它定量描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。

某天线的增益,就其最大辐射方向上的辐射效果来说,与理想的辐射单元相比,把天线输入功率放大的倍数。

表征天线增益的参数有dBd和dBi。

dBi=dBd+2.15。

相同条件下,增益越高,电波传播的距离越远。

【波瓣宽度】指天线的辐射图中低于峰值3dB处所成夹角的宽度。

天线垂直的波瓣宽度一般与该天线所对应方向上的覆盖半径有关。

因此,在一定范围内通过对天线俯仰角的调节,可以达到改善小区覆盖质量的目的,这也是网络优化中常用的一种手段。

波瓣宽度主要包括水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度:
水平波瓣宽度(45°、60°、90°)定义了天线水平平面的波束宽度,角度越大,在扇区交界处的覆盖越好。

角度越小,扇区交界处覆盖越差。

垂直平面的波瓣宽度(48°、33°、15°、8°)定义了天线垂直平面的波束宽度。

垂直平面的波瓣宽度越小,偏离主波束方向时信号衰减越快。

调整俯仰角的途径:电调天线
所谓电调天线,指使用电子调整下倾角度的移动天线,通过电子下倾,改变天线的相位、水平分量、垂直分量幅值等参数,从而达到改变覆盖面积的作用。

系统总体架构:电调天线控制系统主要由以下几部分组成:电调天线远程控制单元(RCU),ALD设备集中控制单元(CCU),电调天线手持控制单元,信号分配器等。

电调天线远程控制单元RCU具有接收基站控制命令、精确调节天线下倾角和及时向基站报告天线工作状态等功能,是电调下倾角系统中的控制核心。

工作原理:
中心控制单元CCU的控制信息通过多芯电缆传达给室外控制单元RCU,由RCU完成对电调天线角度的调整。

CCU 的控制命令可以由电脑在本地通过CCU上面的RS-232串口提供;也可以通过以太网或者CCU内置的无线MODEM通过数传提供。

另外,电调天线手持控制单元也可以单独通过多芯电缆控制天线上的RCU单元,完成对电调天线角度的调整。

RCU关键技术的设计与实现:
1、自控及传动技术
RCU自控及传动技术包括几部分:微控制器(MCU)、电机驱动集成电路、电机(有刷\无刷三相直流电机、两相直流电机或步进电机、减速箱、传感器等组成层)
2、工作原理
微控制器在获得CCU或电调天线手持控制单元或基站的角度控制信号之后,通过算法转化成电机旋转圈数和调节方向,并控制电机驱动集成电路的使能和方向信号,使其控制电机向调整方向转动,并带动减速器上的齿轮,通过联动装置调整天线下倾角度,同时装在电机的传感器装置(一般为霍尔效应传感器)将电机圈数信号和限位信号,反馈给微控制器(MCU)和电调驱动集成电路,当微控制器技术到应转的圈数时(即电调天线调到对应的下倾角时),则通过控制停止信号使电机停止转动,完成整个闭环控制过程。