摘要：本研究旨在探討層層通智能天線在高層建筑中深度覆蓋技術的應用效果，結合實地測試，對比了不同天線類型和不同樓層高度下信號的覆蓋情況。結果表明，智能天線能夠有效提升高層建筑的信號覆蓋質量，解決信號弱和死角問題，從而提高用戶通信質量和網絡使用體驗。該技術的運用可為用戶帶來更穩(wěn)定的通信環(huán)境和更全面的網絡覆蓋，為高層建筑深度覆蓋技術的應用提供了理論依據和實踐指導。

關鍵詞：層層通智能天線；高層建筑；覆蓋技術

一、引言

隨著城市化進程的日益加速，高層建筑在城市中越來越普遍，隨之而來的是信號覆蓋問題。這些高聳入云的建筑，使得傳統(tǒng)的天線信號難以穿透，導致深處用戶的信號質量差，甚至出現無信號的情況。因此，研究適用于高層建筑的信號深度覆蓋技術成為當務之急。為了驗證層層通智能天線的實際應用效果，本研究進行了一系列測試和評估。在測試中，選擇了不同高度、不同結構的高層建筑作為研究對象，通過對比傳統(tǒng)天線和層層通智能天線的信號覆蓋情況，發(fā)現層層通智能天線的信號覆蓋效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)天線。此外，本研究還對層層通智能天線的性能進行了詳細的分析。

二、傳統(tǒng)解決方案

針對室內分布天線，傳統(tǒng)的解決方案通常是采用大量吸頂式天線來覆蓋高層建筑。這種方案在實施過程中必須得到廣大業(yè)主的配合。然而，由于工程建造和維修難度較大，成本高昂，經常受到業(yè)主的約束，難以推進。值得注意的是，此方案下走廊內的信號質量相對較好，居民樓房間內信號質量相對較差。關于射燈天線，其覆蓋范圍不超過10層，因此需要多臺射燈天線才能完全覆蓋一棟高層建筑，大量天線的分布又是一項挑戰(zhàn)，因此這種方法不太可行。大張角射燈天線只有一臺天線，布線相對容易，但其對信號的多徑衰落和頻率選擇性衰落沒有任何抑制作用，容易造成信號泄露。此外，傳統(tǒng)天線橫置方法未被廣泛應用，一方面，上副瓣的抑制作用限制了其應用。另一方面，其信號覆蓋能力不足導致在某些區(qū)域信號質量較差。因此，當一方進行零點填充時，另一方可能會出現更大的漏洞。目前，該方法僅在少數幾個特定領域進行了試驗，并未得到廣泛的實際應用。垂直面寬波束天線屬于非智能型天線，其垂直面張角無法根據建筑物的高度進行調整，因此不適用于所有樓層，極易導致泄漏干擾或缺乏覆蓋的問題。

三、層層通智能天線的原理和優(yōu)點

（一）層層通智能天線的原理

層層通智能天線是一種基于智能算法的天線，它能夠根據信號的傳播環(huán)境和用戶的需求，動態(tài)調整天線的波束指向和信號功率，實現信號的智能收發(fā)[1，2]。該天線主要由天線陣列、信號處理模塊和控制模塊組成。天線陣列用于接收和發(fā)送信號，信號處理模塊對接收到的信號進行智能處理，控制模塊根據信號處理的結果動態(tài)調整天線的波束指向和信號功率[3]。

（二）層層通智能天線的優(yōu)點

該天線能夠根據信號傳播環(huán)境的變化，動態(tài)調整天線的波束指向和信號功率，從而有效解決高層信號深度覆蓋問題，提高信號覆蓋質量和網絡性能；其可以根據用戶的需求，靈活調整天線的波束指向和信號功率，可適應不同的應用場景和用戶需求；該天線采用智能算法進行信號處理，能夠降低能耗，提高設備的利用率；該天線采用高可靠性的設計和制造工藝，能夠保證設備的穩(wěn)定性和可靠性[4，5]。

（三）天線電氣性能指標

層層通天線包括中頻兩端口、中頻四端口和中頻六端口三種，其性能指標為：1.工作頻段（MHz）：1710-2690；2.極化方式：±45°極化；3.增益（dBi）：≥13.5、≥11.5、≥9.5，允差為1.5；4.水平面波束寬度：33°±7°，允差為3°；5.垂直面波束寬度：20°±10°、40°±20°、65°±25°，允差為10°；6.前后比（dB）：≥20，允差為2；7.電壓駐波比：≤1.5；8.隔離度（dB）：≥22，允差為2；9.三階交調（dBm）（2×37dBm）：≤-107，允差為7；10.阻抗（Ω）：50；11.雷電保護：直接接地。

允許可調電下傾天線在增益方面存在一定的下降，具體數值為（0.05×Φ＋0.3）dB，其中Φ代表電下傾角度。對于定向天線，其增益下降幅度為（0.05×Φ）dB，Φ為其預設電下傾角度，這一規(guī)定旨在確保天線的性能穩(wěn)定性和一致性。上旁瓣抑制是指對0-30°上旁瓣的抑制效果進行測量和評估。旁瓣抑制是衡量天線性能的重要指標之一，對于減少干擾和提高通信質量具有重要意義。三階互調是指在進行測量時，需要向天線輸入兩個不同頻率的信號，每個信號的功率均為5W。三階互調是衡量天線非線性性能的重要參數，對于確保通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。

上述產品除天線本身外，在包裝內還需包括與天線配套的安裝支撐架、機械下傾角調整裝置或背架固定裝置等。在測量上述各項指標時，應遵循YD/T 1059-2004 移動通信系統(tǒng)基站天線技術條件中規(guī)定的測量方法，以確保結果的準確性和可靠性[6-7]。

（四）天線機械性能指標

1.一般結構要求。天線結構設計應穩(wěn)固可靠，并具備良好的安裝、使用及運輸性能。

2.接頭型式。①接頭類型：N型陰頭×2、N型陰頭×4、N型陰頭×6 ；②安裝方式：女兒墻或者樓面基礎。

3.天線安裝組件的具體要求。①緊固件的類型與數量必須滿足天線的穩(wěn)固安裝要求，若存在缺失，應由供應商免費補充；②天線支架和調節(jié)臂等安裝組件應具備優(yōu)良的防銹、防腐蝕特性。

4.天線支架的調整范圍要求。需滿足水平面：

-10～+10；俯仰角：不小于10°。支架上需配備刻度，以便直接讀取機械調整度數。

5.天線設計應不影響運輸和安裝?？紤]到施工與維護的便捷性，天線尺寸不宜過大，寬度應≤300mm，且各款型的迎風面積應≤0.5m2。

6.天線及天線外罩。天線凈重量一般≤14kg。天線外罩需要具有足夠的強度、剛度及耐候性等物理性能，并且具有較低的介電常數、介電損耗等優(yōu)良的電氣性能。建議選用優(yōu)質玻璃鋼、UPVC或電氣性能優(yōu)良的改性ASA、PS及塑料合金等材料，不得選取不含抗紫外線材料的普通玻璃鋼或PVC材料。端蓋需要有足夠的強度和耐候性，建議采用優(yōu)質玻璃鋼、UPVC、ASA或者ABS。射燈外罩材質可采用抗紫外線的耐候PP。以上材料都需添加優(yōu)質UV抗老化劑，保證材料的長期耐老化性。外罩的耐老化性能由紫外線抗老化試驗來確定，外罩的耐溫、抗風載、機械強度和防水性能分別通過高低溫存儲、模擬風載、正弦振動、淋水等環(huán)境試驗檢驗。

四、層層通智能天線在高層深度覆蓋技術的應用

在高層深度覆蓋技術中，層層通智能天線的應用具有重要意義。這種天線是一種全頻段、全極化的智能天線，具有高性能、高精度、高穩(wěn)定性的特點，可以有效地解決高層深度覆蓋問題[8]。智能天線是一種能夠自動跟蹤和定位信號源的設備，它可以通過對信號的定向增益和抑制干擾來實現對目標區(qū)域的深度覆蓋。在高層深度覆蓋中，智能天線可以應用于以下幾個方面。

（一）增加信號強度

在城市環(huán)境中，高層周圍的信號環(huán)境復雜，信號容易被阻擋和反射，導致信號衰減和干擾。為了解決這個問題，可通過智能天線的定向增益技術，將信號集中傳輸到目標區(qū)域。這種技術可以有效地減少信號被阻擋和反射的可能性，通過提高信號的覆蓋范圍和傳輸效率，提升信號強度和信號質量[9]。

（二）抑制干擾

在高樓林立的環(huán)境中，各種通信系統(tǒng)之間的干擾和噪聲相互交織，形成了一個復雜的電磁環(huán)境。這些干擾和噪聲不僅來自不同的通信系統(tǒng)，還來自建筑物本身以及其他外部因素。這些干擾和噪聲的存在，往往會導致信號衰減、失真，甚至中斷等問題，使得通信質量大大下降。智能天線為解決這一問題提供了有效的方案。智能天線具有抑制干擾信號的能力，能夠有效提高目標區(qū)域的信號信噪比[10]。通過智能天線的應用，可以大大降低系統(tǒng)之間的相互干擾，提高通信系統(tǒng)的整體性能。不同樓層高度下的信噪比統(tǒng)計見表1。

智能天線的設計和優(yōu)化是解決高層環(huán)境中通信信號干擾問題的關鍵。通過對天線陣列的優(yōu)化設計，可以實現對干擾信號的精確抑制，同時增強目標區(qū)域的信號強度。此外，智能天線還具有較高的靈活性和擴展性，可以根據不同需求進行定制和優(yōu)化，滿足不同場景下的通信需求?？傊?，智能天線的應用可以顯著提高通信系統(tǒng)的性能和可靠性，為用戶提供更加穩(wěn)定、高效的通信服務。

（三）自動跟蹤和定位

智能天線是一種高科技設備，能夠自動跟蹤和定位信號源，實現對目標區(qū)域的精準覆蓋。這種天線可以動態(tài)地適應不同位置和方向的信號變化，保證通信的穩(wěn)定性和可靠性。通過對天線方向的調整，智能天線能夠實時感知信號的變化，并自動調整天線的方向，以最佳的角度接收信號，從而實現對目標區(qū)域的精準覆蓋[11]。這種技術的應用可以大大提高通信的穩(wěn)定性和可靠性，減少信號干擾和丟失，提高通信質量。智能天線技術的應用范圍非常廣泛，可用于無線通信、廣播電視、雷達、電子戰(zhàn)等領域，具有廣闊的應用前景。不同樓層高度下自動跟蹤和定位結果統(tǒng)計見表2所示。

（四）優(yōu)化資源分配

智能天線可以根據信號質量和覆蓋需求等因素，智能調整資源的分配，實現資源的優(yōu)化利用。在現實生活中，智能天線被廣泛應用于移動通信網絡中，如手機網絡、無線局域網等。在移動通信網絡中，智能天線發(fā)揮著重要作用[12]。在城市等用戶密集區(qū)域，由于用戶數量眾多，需要提高覆蓋效果和信號質量，智能天線可以通過增加天線數量和功率來滿足這一需求。在農村等用戶稀疏的區(qū)域，由于用戶數量較少，需要降低設備成本，智能天線可以通過減少天線數量和功率來應對這一情況?？傊?，智能天線作為一種高科技設備，可以根據實際情況靈活地調整資源的分配，實現資源的優(yōu)化利用。在移動通信網絡中，智能天線發(fā)揮著重要的作用，可以提高覆蓋效果和信號質量，降低設備成本并提高設備的利用率。

五、結束語

綜上，層層通智能天線是一種高科技設備，具有多種優(yōu)點，如增加信號強度、抑制干擾、自動跟蹤和定位以及優(yōu)化資源分配等。這些優(yōu)點使得智能天線在高層深度覆蓋技術中具有廣泛的應用前景。隨著技術的不斷發(fā)展，智能天線將會在更多的領域得到應用，為人們的生產生活帶來更多的便利。

作者單位：劉晉文 山西信息規(guī)劃設計有限公司

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