合理选择GSM基站天线

山东省博兴县电信局  王保林

在GSM系统中,不同地理位置的基站其设站目的不同,有的是为了解决信号覆盖,有的是为了吸收话务,因此选用天线要考虑到基站的实际需求。例如市区基站如果选用了高增益单极化天线,成本会增加2-3倍,而实际效果反而不如低增益双极化天线。

一、高话务密度区

一般情况下,市区属于高话务密度区,为了增大无线容量,所以基站间距较小,基站的覆盖范围要求也较小,在这种情况下可以选用半功率波瓣宽度为65°、增益在11-15dBi之间的双极化定向天线。
选用65°极化低增益天线的理由有三点。
1. 虽然一个扇区的理想覆盖范围是120°,而65°天线在65°之外的增益衰退很快,在120°的边缘其衰减超过了10dB,但因基站的覆盖范围较小,所以其多径反射信号足以覆盖该扇区的边缘地带;同时,市区基站较密集,其它基站的信号也可覆盖此区域。
2. 因基站覆盖范围较小,采用双极化天线完全可以满足要求,且双极化天线安装方便,造价低廉。
3. 低增益天线的垂直面半功率波瓣宽度较大,对所辖区域可实现较平滑覆盖,同时低增益天线占用空间小,成本也较低。

二、中话务密度区

市郊和县城属于中话务密度区,此地区的基站既要求有一定的容量,又要求有一定的覆盖范围,这种情况下可以考虑半功率波瓣宽度为65°、增益为13-17dBi之间的垂直极化定向天线。
选用单极化天线,是由于双极化天线是利用两付天线的极化正交性来获得天线分集增益的,而只有在轴线附近角度才能保证极化的正交性,偏差轴线越远正交性就越差,分集增益就越低,所以在扇区的边缘双极化天线的接收增益几乎为0,而单极化天线是利用空间分集来实现接收增益的,只要两付天线保持一定的距离,在120°范围内均可获得理想的接收增益。

三、低话务密度区

在乡镇和农村,话务密度较低,设基站的主要目的是为了解决网络覆盖问题,基站的配置一般为全向站或小配置定向站。全向天线应选择增益较大的,定向天线应选择半功率波瓣宽度为90°、增益为17dBi以上的垂直极化定向天线。
选用大角度定向天线是为了保证扇区边缘地带的信号覆盖,例如半波宽度为65°、增益为17dBi的定向天线在120°处的增益只有7dBi,而半波宽度为90°、增益为17dBi的定向天线在120°处的增益可达到12dBi。

四、特殊地区

对于铁路、公路沿线,如果话务量很小可以使用全向基站配置,配备双向天线;如果话务量较大,可以使用两小区定向基站配置,配备2付65°的双极化天线;如果既要覆盖铁路、公路又要覆盖某一方向的村庄,且话务量较低,则可以使用全向基站配置,配备大角度的弱定向天线。

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