十三、零點填充

基站天線垂直面內采用賦形波束設計時,為了使業務區內的輻射電平更均勻,下副瓣第一零點需要填充,不能有明顯的零深。通常零深相對于主波束大于-20dB即表示天線有零點填充,對于大區制基站天線無這一要求。高增益天線,尤其需要采取零點填充技術來有效改善近處覆蓋。

對網絡性能有影響的輔助指標,零點填充在某些特殊場景可有限度的減少盲點。天線具有的方向性本質上是通過振子的排列以及各振子饋電相位的變化來獲得的,在原理上與光的干涉效應十分相似。因此會在某些方向上能量得到增強,而某些方向上能量被減弱,即形成一個個波瓣(或波束)和零點。能量最強的波瓣叫主瓣,上下次強的波瓣叫第一旁瓣,依次類推。對于定向天線,還存在后瓣。一般在主瓣和它下面的第一個旁瓣之間會有一個夾角,位于這個夾角間的信號非常弱。有零點填充的天線會將這個夾角彌補一下,來解決覆蓋的盲區,向下的第一副瓣和主瓣之間的夾角填充后能夠解決部分塔下黑的問題。解決塔下黑首先不能讓基站高度太高,然后就是調天線的俯仰角和使用零點填充天線了。

為了使天線的輻射電平更加均勻,在天線的垂直平面內,下副瓣第一零點采用賦形波束加以設計加以填充。通常零深相對于主波束大于-20db就表示有零點填充。建議天線掛高比較高(通常大于100m)采用零點填充,避免塔下黑的狀況,同時也有利于減小天線信號波動。

十四、上副瓣抑制

對于小區制蜂窩系統,為了提高頻率復用能力, 減少對鄰區的同頻干擾,基站天線波束賦形時應盡可能降低那些瞄準干擾區的副瓣,提高 D/U值,上第一副瓣電平應小于-18dB,對于大區制基站天線無這一要求。

基站天線選用時,一般是對上副瓣進行抑制而對下副瓣進行補償的。因為天線安裝在高處,上副瓣是往斜上方打的,如果太強會對鄰區的建筑高層造成干擾,因此要抑制;下副瓣是向斜下方打的,進行補償可以增強該小區覆蓋范圍內的信號強度。如果沒有下副瓣,小區就會出現遠處有信號、站下沒信號,即燈下黑現象。

在移動通信中天線旁瓣抑制與零點填充的天線對比。旁瓣抑制是減少上副瓣的能量分配,達到減少上副瓣過大后,引起的同頻、臨頻、越區干擾等等;而零點填充就是解決塔下黑,提高覆蓋區域內的信號強度。

至于如何設計上旁瓣抑制,原理上是基于雷達陣列天線的零點對消技術(在很多天線書里都有說的),即是在不需要的副瓣位置產生一個零點,與副瓣抵消形成抑制。具體的實施方式有很多種,有相位加權、幅度加權、幅相加權、不等間距設計等等。不過我們都沒有費勁去從原理上來設計它,直接通過軟件優化就可以得到好的幅相分布了。

十五、天線輸入接口

為了改善無源交調及射頻連接的可靠性,基站天線的輸入接口采用7/16DIN-Female,在天線使用前,端口上應有保護蓋,以免生成氧化物或進入雜質。這是因為非線性變化在射頻同軸連接器中是不可避免的,只是因載波信號較小時非線性產生的無源交調物引起的噪聲不大而不引起人們的注意,但當載波信號大于30dBm時,這種交調影響就比較明顯了。