基于射頻直放站系統(tǒng)的天線隔離度設(shè)計(jì)方案

直放站是移動(dòng)通信中最重要的補(bǔ)充手段

移動(dòng)通信的快速發(fā)展，需要建立大量的基站，特別是2001年聯(lián)通公司投入近200億建立C網(wǎng)及CDMA直放站系統(tǒng) 為了降低覆蓋系統(tǒng)成本，最好的方法是建立直放站系統(tǒng)，嚴(yán)格來(lái)講直放站造價(jià)僅為基站的20%左右，因此選用直放站是移動(dòng)通信建設(shè)中最佳解決方案韓國(guó)在這方面是一個(gè)很好的借鑒，基站和直放站比例為1:10其中室外直放站占到1:4我們與韓國(guó)相比相差甚遠(yuǎn)美國(guó)在其西部地區(qū)建成長(zhǎng)達(dá)150公里射頻連續(xù)覆蓋系統(tǒng)。

談到直放站的類型，大家非常清楚，有關(guān)文章也作了不少介紹這里主要有：射頻直放站、光纖直放站、移頻直放站(二種)、射頻和光纖混合直放站幾類直放站從造價(jià)、安裝、建設(shè)、維護(hù)等綜合考慮，不改變頻率分配的射頻直放站是最經(jīng)濟(jì)、最有效的方式從表1中我們可以看到射頻直放站設(shè)備是最便宜的。

可以看到，對(duì)施主天線的前后比和俯仰角90o邊瓣衰耗電平要求大目前，國(guó)內(nèi)角反射器天線和背射天線性能稍好一些其余天線均不易滿足要求，如果按照美國(guó)半島公司對(duì)施主天線和用戶天線均達(dá)到前后比38dB和90o±10o邊瓣衰耗電平為42dB的要求，是不易達(dá)到的根據(jù)國(guó)內(nèi)對(duì)角反射天線和背射天線及65o和90o板狀天線相關(guān)單位大量試驗(yàn)，在高差為22米鐵塔上測(cè)試，隔離度才達(dá)到85～105dB。

高性能、高隔離度天線為射頻直放站帶來(lái)極大的優(yōu)越性

前面談到在所有直放站中，應(yīng)當(dāng)說(shuō)射頻直放站在經(jīng)濟(jì)上具有最大的優(yōu)勢(shì)但其難度就是在于施主天線和用戶天線需要提供高的前后比，才能滿足放大器在較高增益條件下的隔離度的要求如果隔離度不滿足，放大器產(chǎn)生自激，就會(huì)造成嚴(yán)重干擾這種射頻干擾在一期CDMA直放站建設(shè)中也成為一個(gè)主要解決問(wèn)題。

為了解決干擾問(wèn)題采用各種措施：

1)提高收發(fā)天線架高距離20米以上

2)水平安裝時(shí)，采用角反射器天線或背射天線拉大距離，增加阻擋

3)采用移頻直放站

這些措施可能解決一些問(wèn)題，但其結(jié)果是整個(gè)直放站系統(tǒng)造價(jià)大大升高保守地估算，會(huì)增加2萬(wàn)元設(shè)備工程等費(fèi)用

按照國(guó)內(nèi)外提供放大器的增益，一般是60～90dB，具有30dB動(dòng)態(tài)范圍，要使放大器不自激的條件是收發(fā)天線隔離度大于直放站增益10～15dB即可在實(shí)際上，在設(shè)置射頻直放站時(shí)，要作好合理規(guī)劃，以路測(cè)電平為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)置按照2001年直放站大量安裝調(diào)試結(jié)果分析，直放站的增益不易過(guò)大，這主要考慮到直放站為雙向工作，上下行線電平平衡問(wèn)題，如果不平衡，就會(huì)干擾手機(jī)自動(dòng)功率控制及覆蓋區(qū)會(huì)產(chǎn)生掉話，影響話路統(tǒng)計(jì)中的接通率和掉話率實(shí)際上直放站覆蓋的好壞，主要體現(xiàn)在效果上：1)設(shè)備性能的指標(biāo)穩(wěn)定性2)不影響網(wǎng)路的參數(shù)上單純地追求大功率是沒(méi)有意義的按照國(guó)家無(wú)委規(guī)定，直放站的下行輸出功率不超過(guò)30dBm±3dBm按此要求，直放站增益開到80dB，已足夠滿足要求放大器輸入電平在-65dBm左右，為正常輸入電平。

為了滿足射頻直放站最佳要求，我們地杰公司在2001年中，先后研發(fā)出30o、40o高性能施主天線和65o、90o高性能用戶板狀天線我們?cè)谝粋€(gè)30米高的樓頂上，架設(shè)一個(gè)5米高的抱桿模擬直放站，對(duì)天線隔離度進(jìn)行大量試驗(yàn)。

1) 把30o高性能施主天線和65o用戶板狀天線安裝在抱桿上，間距為1米，角度范圍為120o～180o，測(cè)試隔離度為95dB以上

2) 把30o高性能施主天線和90o用戶板狀天線安裝在抱桿上，間距為1米，角度范圍為120o～180o，測(cè)試隔離度為90dB以上

一般施主和用戶天線間的隔離度，如果要達(dá)到上述數(shù)值(90～95dB)，那么它們安裝間距不應(yīng)小于15米如果間距為1米時(shí)，隔離度也只有65～70dB因此，30o和65o天線安裝間距為1米時(shí)，得到的高隔離度開創(chuàng)了直放站應(yīng)用的先河，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。

綜上所述，高隔離度天線為射頻直放站帶來(lái)了如下的優(yōu)越性：

1)替代了高價(jià)基站

2)替代了移頻直放站和高維護(hù)費(fèi)用的光纖直放站

3)95dB隔離度可以達(dá)到10Km的遠(yuǎn)距離覆蓋，消除大范圍地上陰影地區(qū)

4)天線可以安裝在樓頂?shù)谋U上，使安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，降低了高鐵塔和長(zhǎng)饋電電纜費(fèi)用，是直放站系統(tǒng)做到了最低的價(jià)格，是運(yùn)營(yíng)商首選方案。