GSM通信系统无线直放站天线设置的几个原则

结合实践谈谈移动通信GSM系统直放站的天线类型选择原则和施主天线位置设置原则。

天线类型的选择原则有室外和室内之分。

不同类型的室外天线只能在各自适合的环境中发挥最大功效。一般而言，水平波束宽度较窄而方向性较强的，如定向板状天线，适合空间狭长的环境；水平波束宽度大而方向性不太强的，如对数周期天线，适合广阔空旷的场馆环境；而在复杂的电磁环境中，尤其是在市区范围或者城中村内楼房密集的空间，则应采用方向性强、高增益的抛物面天线。

例如，在广州市区远利大厦写字楼做一个无线直放站室内覆盖系统，当选择水平波束方向角为90度、增益为6dBi、适合旷野环境的八木天线做施主天线时，经路测软件测试得知，接收到的信号较复杂，场强也较小，室内覆盖区域的通话接通率低、噪音较大、话音质量很不理想。而当采用方向性强、水平波束方向角为8度、增益为25dBi的抛物面天线时，经路测得知，信号单纯，场强较强，室内覆盖区域通话接通率高、话音质量达到理想的效果。这是因为，在复杂的市区环境中，方向角度小而增益大的天线不会引入过多的邻区信号。

室内的用户天线，若类型选择不当，也会影响覆盖效果，甚至影响正常通话。

例如，以定向天线覆盖方式设置电梯天线，即在每部电梯井道的顶上和每隔几层安装一副天线，利用天线的前后波瓣来覆盖电梯活动区域，这除了要保证电梯范围内有足够信号覆盖场强外，还要保证用户在电梯内、进出电梯时和在电梯厅通话的信道切换不掉话。因为电梯覆盖的空间一般比较窄，若选用水平波束宽度较宽、覆盖距离较短、适合低矮楼层或空旷场馆的一般用户天线，信号会泄露到电梯覆盖区外，造成过多的信号外泄，电梯内却达不到电平值要求。若选用后瓣功率小，水平波束宽度大的室内吸顶天线来覆盖电梯时，经路测得知，单个天线覆盖的距离短，外泄严重，不能满足手机在电梯运行期间的通话需求。而选用方向性较强的室内板状定向天线、或者室内壁挂天线或者室内对数天线时，经路测得知，单个天线覆盖距离较远，方向性较强，能保证电梯与电梯厅之间的切换不掉话。

天线位置的设置原则主要有两个：一是“就低不就高”；二是天线和主机的隔离度要高。

在市区的一些写字楼或密集的城中村中，需要通过无线直放站引入信号覆盖电梯和电梯厅、或者停车场等做室内有源或者无源覆盖时，施主天线位置须按“就低不就高”原则，优先考虑在低层建筑选取安装位置，选择不到合适的信源再考虑高层。因为高层信号相对较复杂，可能会出现施工时用的信源与勘测时不一致、切换频繁或者通话质量变差等现象。

如成都天府大厦写字楼用天线引入信号覆盖楼内1～15层的电梯井道和地下停车场，当选在10层阳台时，经路测得知：信号较复杂，切换频繁，通话质量较差：其中的切换次数达到5次，通话质量0~3级仅占17％，4～7级却占83％，0级和6级比值仅为0.2；而当移装到5层阳台时，在相同条件下经路测得知，信号单纯，切换次数仅有一次，通话质量非常理想：0～3级占的比例为65%，4～7级占的比例为35％，0级和6级的比值为3.1，达到顺畅通话效果的要求。

在直放站工程安装过程中，为了施工方便，往往会把天线和主机捆绑在一起。这样会引起设备自身的隔离度降低，对整个直放站系统产生不良影响。我们知道，影响设备自身隔离度的因素主要有三个：有无MODEM小天线、天线与主机的方向夹角、天线与主机的水平距离。它们之间的隔离度变化值如附表。从表中可以看出，夹角为0度时，隔离度为75dBm；夹角为180度时，最大隔离度达到91dBm。可见，夹角越小隔离度越小，夹角越大隔离度也越大。这主要是由天线的前后波瓣的差异造成的。因此，在工程设计中应充分考虑到设备自身的隔离度问题，主机和天线不能安装在一起，主机和天线方向的夹角越大越好。如果它们的夹角在120度以内时，则应利用障碍物遮挡或增大高低落差以尽可能提高隔离度。

实践证明：按上面几个原则设置天线，就既能很好地利用无线资源，保证通信顺畅，创造经济效益，又能减少无线资源泄露和无线环境污染，意义重大。

参考文献

[1] 3G室内分布系统勘测设计规范.中国移动.2006.2.

[2] 京信通讯.2006.1.