摘要：論述了影響天線的主要性能參數(shù)，介紹了國內(nèi)主要的集中通信系統(tǒng)之間的天線干擾和彼此之間隔離度，基于該隔離度，通過工程設(shè)計設(shè)置了不同系統(tǒng)的天線之間的隔離方法。

關(guān)鍵詞：基站天線；隔離度；距離

中圖分類號：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）06-0048-02

1 引言

移動通信系統(tǒng)中，基站天線是通信的核心部件，其用于發(fā)射或接收電磁波。在規(guī)劃基站天線時，至少要考慮下傾角、方向角、天線間的距離、天線分集距離以及天線掛高等參數(shù)。天線之間是通過電磁耦合進(jìn)行通信，然而，當(dāng)天線距離太近時就會出現(xiàn)不期望的信號干擾，因此，天線之間的隔離度是實(shí)現(xiàn)電磁耦合所必須的重要參數(shù)。

2 系統(tǒng)間干擾分析

2.1 雜散干擾

對于發(fā)射機(jī)中的功放器、濾波器、混頻器等，常常會在期望的工作帶寬以外產(chǎn)生不期望的輻射信號分量，例如：包括諧波分量、熱噪聲、寄生輻射、發(fā)射機(jī)互調(diào)、頻率轉(zhuǎn)換產(chǎn)物等，這些都屬于雜散干擾。

2.2 互調(diào)干擾

互調(diào)干擾包括發(fā)射分量與干擾源形成的互調(diào)干擾、多個干擾源形成的互調(diào)干擾以及交叉調(diào)制干擾3種。

多干擾源形成的互調(diào)干擾是基于被干擾系統(tǒng)接收機(jī)的非線性，兩個或更多個干擾信號分量的強(qiáng)度比較高時所產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物。

發(fā)射分量與干擾源形成的互調(diào)干擾是基于雙工器濾波特性不理想，所引起的被干擾系統(tǒng)發(fā)射分量泄漏到接收端，與干擾源在非線性器件上形成互調(diào)。

交叉調(diào)制是基于接收機(jī)非線性引起的，被干擾系統(tǒng)的發(fā)射信號與靠近接收頻段的窄帶干擾信號相混合，就會產(chǎn)生交叉調(diào)制。

2.3 阻塞干擾

阻塞干擾指：有用信號信號加入接收機(jī)的同時也有強(qiáng)干擾信號也同時加入，強(qiáng)干擾會影響接收機(jī)的非線性器件飽和性，從而使得非線性失真。如果只有有用信號，在信號過強(qiáng)時，也容易產(chǎn)生振幅壓縮，嚴(yán)重時就會阻塞。

產(chǎn)生阻塞的主要原因：器件的非線性，尤其是引起交調(diào)、互調(diào)的多階產(chǎn)物，此外，接收機(jī)的受限動態(tài)范圍也有可能導(dǎo)致阻塞干擾。

互調(diào)干擾出現(xiàn)的原因在于：當(dāng)器件工作在多個頻率時，這多個頻率相互調(diào)制會產(chǎn)生新頻率，如果新頻率落在工作頻段內(nèi)，就會產(chǎn)生干擾，然而，這種干擾可以通過頻率規(guī)劃進(jìn)行避免。因此，在此不考慮互調(diào)干擾的影響，僅考慮雜散干擾和阻塞干擾對共址時的干擾。

3 各系統(tǒng)間的隔離度分析

為了避免不同系統(tǒng)間的干擾，并減小其對通信質(zhì)量的影響，都會要求不同基站天線間的耦合損耗大于一個最小門限，該耦合損耗就是隔離度。

3.1 系統(tǒng)間隔離要求

根據(jù)各系統(tǒng)的干擾指標(biāo)，分別計算不同系統(tǒng)的雜散干擾隔離度要求和阻塞干擾隔離度要求，得到如下的隔離度結(jié)果。

（1）GSM（GSM900、DCS1800）系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的干擾隔離度要求。

根據(jù)GSM900、GSM1800基站對其他系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度要求、雜散干擾隔離度要求，計算不同系統(tǒng)之間的隔離度。

GSM900分別于GSM1800、CDMA800、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE的隔離度為39dB、34dB、34dB、32dB、34dB；

GSM1800分別于GSM900、CDMA800、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE的隔離度為39dB、34dB、34dB、32dB、34dB。

（2）CDMA系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的干擾隔離度要求。

根據(jù)CDMA基站對其他系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度要求、雜散干擾隔離度要求，得到如下的隔離度結(jié)果：

CDMA800分別于GSM900、GSM1800、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE的隔離度為63dB、83dB、83dB、83dB、82dB。

（3）WCDMA系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的干擾隔離度要求。

根據(jù)WCDMA基站對其他系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度要求、雜散干擾隔離度要求，得到如下的隔離度結(jié)果；

WCDMA分別于GSM900、GSM1800、CDMA800、TD-SCDMA、TD-LTE的隔離度為35dB、44dB、32dB、33dB、33dB。

（4）TD-SCDMA系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的干擾隔離度要求。

根據(jù)TD-SCDMA基站對其他系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度要求、雜散干擾隔離度要求，得到如下的隔離度結(jié)果。

TD-SCDMA分別于GSM900、GSM1800、CDMA800、WCDMA、TD-LTE的隔離度為35dB、44dB、31dB、33dB、34dB。

（5）TD-LTE系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的干擾隔離度要求。

根據(jù)TD-LTED頻段基站對其他系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度要求、雜散干擾隔離度要求，得到如下的隔離度結(jié)果。

TD-LTE分別于GSM900、GSM1800、CDMA800、WCDMA、TD-SCDMA的隔離度為35dB、44dB、66dB、33dB、33dB。

（6）系統(tǒng)間隔離要求。

根據(jù)以上計算，各通信系統(tǒng)間隔離要求總結(jié)如下：（單位：dB）

3.2 系統(tǒng)間天線安裝隔離要求

根據(jù)以上各系統(tǒng)間隔離要求，假設(shè)兩系統(tǒng)天線均為Allgon 722702同向覆蓋，則各通信系統(tǒng)隔離要考慮不同系統(tǒng)之間的距離。

其中理論分析中，CDMA與DCS1800、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE的隔離距離達(dá)到82dB，需要水平隔離225.5米或垂直隔離7.3米，GSM900與CDMA之間的水平隔離22.56米或垂直隔離2.31米，其他各系統(tǒng)之間的隔離度均可通過小距離間距即可實(shí)現(xiàn)隔離效果。而高距離的隔離要求在工程上是很難實(shí)現(xiàn)的。實(shí)際測量各廠商的CDMA基站設(shè)備，指標(biāo)一般都遠(yuǎn)好于協(xié)議規(guī)定的最低要求。工程上一般采取CDMA天線與其它系統(tǒng)天線垂直隔離2～3米，對應(yīng)的隔離度約60～70dB。

4 天線安裝要求

天線在安裝時，需要依據(jù)如下的原則進(jìn)行設(shè)置，用于得到理想的覆蓋，同時減少天線之間的干擾：

（1）天線周圍的凈空要足夠?qū)挘话阍O(shè)置為50～100m，天線底部要高出周圍環(huán)境一定距離，一般要高出5m以上。

（2）如果天線安裝在墻面，天線與墻面的夾角要大于75°。

（3）空間分集天線的間隔距離主要考慮接收天線分集距離、天線隔離度兩個方面的影響。

（4）基站天線安裝時應(yīng)避免天線主瓣被山體或高大建筑遮擋。

5 天線隔離措施

一般采用以下方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間隔離度：

（1）不同系統(tǒng)的天線之間增加隔離物，提高不同天線之間的隔離度；

（2）不同系統(tǒng)的天線之間保持足夠的距離，實(shí)現(xiàn)空間上的相互隔離；

（3）若存雜散干擾，則在產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)方增加可以減少雜散損耗濾波器，改善隔離度性能；

（4）若存在阻塞干擾，則在被干擾的系統(tǒng)方增加可以提高隔離度性能的濾波器。

在空間條件可以滿足的前提下，一般都會優(yōu)先考慮提高天線之間的距離進(jìn)行改善。而在工程實(shí)施時，一般采用垂直空間隔離、水平空間隔離或兩種混合的方式在不同的平臺、不同的位置、鐵塔等進(jìn)行隔離。

6 結(jié)語

在商業(yè)密集區(qū)，無線環(huán)境性對復(fù)雜，城市建設(shè)中的通信環(huán)境也常常會變化，也導(dǎo)致會經(jīng)常調(diào)整基站天線。為了得到需求的天線性能，對已有基站設(shè)備和基站天線進(jìn)行調(diào)整，僅僅通過調(diào)整天線之間的距離以增加隔離度是不夠的，還需要提高天線本身的隔離效果，不僅用于提高無線網(wǎng)絡(luò)的防干擾，還可以節(jié)約成本。

參考文獻(xiàn)

[1]啜鋼，王文博，常永宇.移動通信原理與應(yīng)用[M].北京郵電大學(xué)出版社，2002.

[2]楊大成.cdma2000技術(shù)[M].北京郵電大學(xué)出版社，2000.

[3]張傳福.CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的關(guān)鍵性問題[J].信息網(wǎng)絡(luò)，2008，（10）：49-52.

[4]趙琦，鄢華，張瑩.CDMA無線網(wǎng)絡(luò)工程規(guī)劃分析[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2011，24（12）：70-73.

Abstract：The main performance parameters affecting the antenna are discussed， and the antenna interference and isolation between the main centralized communication systems in China are introduced. Based on this isolation degree， the isolation methods between the antennas of different systems are set through engineering design.

Key words：base station antenna；isolation；distance