天线隔离度
卫星天线极化隔离度的测量与调整
谱 仪 记 录天线 转 动 过程 中信号 电平 的变化 , 据 天线 根 转 速 , 记 录结 果 中 的时 间 转 换 为角 度 , 到 天线 方 将 得
向图( 图 2。 如 )
波 器截 止 了 6 Hz G 信号 , 信号 通 过一 个 六 端 口的双 工 接 头组 合起 来 , 过 4 H 极 化器 进 入 4 H 正 交 器 。 通 G z G z 6 H 信 号 通过 6 Hz 化器 进入 6 H 正 交器 , 过 G z G 极 G z 经 分 波器 进入 喇 叭发 射 。极化 器 采用 螺 钉极 化器 , 化 极 器 螺钉 与正 交器 成 4 。 5 放置 , 信号 为 圆极化 , 化 器螺 极 钉平 行 或垂 直正 交器 端 口, 号为线 极 化 。 、 信 线 圆极 化
网检测 的重 要 指标 之 一 , 统指 标 一旦 经天 线 厂家 调 系
测 优 良后 , 能 相 对 固定 , 项 测 量 一 般 需 要卫 星运 性 该
营公 司配合 , 因此地 球站遇有 转 星等情 况 时 , 可联 系卫 星 公 司在 一段 没有反 极化业 务 的频 带 上发一个 单 载波 信 号 ,由卫 星公司利 用其参 考天 线协 助用户 调测 天线
高清交 互 机顶 盒作 为 增强 业 务 的载体 ,i 衙 f i 蚀 件 上 带 有 更 多 的扩 展性 , 存 发引’ , 要 号虑 到 故 需 U B . 口( 于外 接 移 动存 储 没 备 , 收 或仃 储 4{ S2 0接 用 改 : I 应 的数 据 )双 网 [ ( 现 路 由 的作 』 , 路 输 入 . , J实 f 】 路 输 出 给 电脑 ) ,外接 红 外线 接 头用 于扩 展红 外 线遥 器 接 收头 ) 增 强型外 围接 口 等 在 高清 机顶 盒 的硬 件设 计¨ , 允分杉 虑 剑功 牦 f要 二 和 散热 的需 求 , 低功 耗 和低 散热 的 环保 没 将成 为 流, 真待 机功 耗 要 小 于 1 ; 观设 讣 W 外
天线隔离度
CDMA系统:两发射天线之间以及发射和接收天线之间,隔离度至少30dB;天线垂直布置:Lh=28+40log(k/λ)(dB)天线水平布置:Lv=22+20log(d/λ)-(G1+G2)-(S1+S2)(dB)其中k为两天线的垂直距离,d为两天线的水平距离;G1,G2分别为两天线的增益;S1,S2分别是两天线的夹角方向的副瓣电平.以上天线隔离度公式中,λ为载波的波长,k为垂直隔离距离,d为水平隔离距离,G1 、G2分别为发射天线和接收天线在最大辐射方向上的增益(dBi),S1、S2分别为发射天线和接收天线在90°方向上的副瓣电平(dBp)。
通常65°扇形波束天线S约为-18dBp,90°扇形波束天线S约为-9dBp,120°扇形波束天线S约为-7dBp,这可以根据具体的天线方向图来确定。
全向天线的S为0。
关于直放站收发天线的隔离度天线隔离度即信号从直放站前向输出端口至前向输入端口(或者从反向输出端口至反向输入端口)的路径衰减值,与直放站设备本身没有关系,它取决于施主天线和重发天线的安装位置,与垂直及水平的距离、相向的角度有关。
其大小直接影响直放站的增益配置,关系到直放站系统的稳定。
施主天线和重发天线之间隔离度较大,才能提高主机增益,获得较大的输出功率。
天线之间的隔离是多方面因素共同作用的结果,主要包括空间隔离(水平隔离度和垂直隔离度)及建筑物隔离。
按照工程设计要求,天线隔离度L(dB)应大于直放站最大工作增益Gmax 约10dB~15dB,若取值12dB,考虑通常情况下Gmax为90 dB,故L一般应不小于102 dB。
●水平隔离度Lh是收发信天线在水平间隔距离上产生的空间损耗,表示公式如下:Lh=22.0+20lg(d/λ)-(Gt+Gr)+(Dt+Dr)(1)其中:22.0为传播常数;d为收发天线水平间隔(m);λ为天线工作波长(m);Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益(dB);Dt、Dr分别为发射和接收天线的水平方向性函数造成的损耗,具体数值可以在天线方向图中查得,当上下行天线夹角为180°时,方向性损耗即为天线的前后比。
天线隔离度
5G NR天线隔离度5G NR(2.6GHz频段)与其它无线系统共址时,需预留足够的干扰隔离距离规避干扰,同时多系统共址时需要预留不同天馈系统间的安装和维护空间,因此建议:(1)5G NR(2.6GHz)系统与D频段TD-LTE系统邻频,需要时隙对齐避免交叉时隙干扰。
(2)5G NR大规模天线阵与GSM/NB-IoT(900MHz)CDMA 1X/NB-IoT(800MHz)/FDD LTE(900MHz和1.8GHz)/WCDMA/FDD LTE(2.1GHz)/TD-SCDMA(A频段)/TD-LTE(F频段)/5G NR(3.5GHz)/5G NR(4.9GHz)定向天线之间间距要求:并排同向安装时,水平隔离距离≥0.5m;垂直距离≥0.3m。
(3)5G NR大规模天线阵与DCS定向天线之间间距要求:并排同向安装时,水平隔离距离≥0.9m;垂直距离≥0.3m。
(4)如果安装空间有限,可以适当缩减隔离距离,以不影响天馈系统安装和维护为宜。
同时隔离距离不应该小于下表所示数值:表 10.1-1 5G NR(2.6GHz频段)与其它移动通信系统共站站时的隔离距离要求1.15G NR(2.6GHz频段)与其他无线电台(站)的干扰协调根据中国人民共和国无线电频谱划分方案,在5G NR系统使用的2600MHz频段(2500~2690MHz)附近,有低端和高端无线系统存在。
(1)低端:2483.5~2500MHz频段,分配给移动、固定、无线电定位、卫星移动(空对地)、卫星无线电测定(空对地)使用。
(2)高端:2690~2700MHz频段,分配给卫星地球探测、射电天文以及空间研究业务;2700~2900MHz频段,分配给航空无线电导航、无线电定位业务使用。
在2.6GHz频段低端,主要是5G NR与北斗一代导航系统的干扰。
在2.6GHz 频段高端,主要是5G NR与航空无线电导航系统的干扰。
(1)5G NR与北斗一代导航系统的干扰协调5G NR与北斗一代导航系统的干扰主要是5G NR基站和终端对北斗系统终端的干扰。
天线隔离度
1.各系统之间的干扰分析1.1. 需考虑的干扰类型由于各系统需要共址建设,为了保证各系统间不至于互相影响,需要对各系统间的干扰情况进行分析。
从形成机理的角度,系统之间的干扰可以分为杂散辐射、接收机互调干扰和阻塞干扰(由于一般系统之间的间隔频率可以大约工作带宽数倍,所以系统间一般不容易出现邻频干扰)。
1)杂散辐射(Spurious emissions)由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想,会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量(不包括带外辐射规定的频段),包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。
3GPP 将该部分信号通归为杂散辐射,因为其分布带宽很广,也有文献称为宽带噪声(Wideband Noise)。
邻频干扰和杂散辐射不同,邻频干扰中所考虑的干扰发射机泄漏信号指的是:被干扰接收机所处频段距离干扰发射机工作频段较近,但尚未达到杂散辐射的规定频段的情况;根据3GPP TS25.105,杂散辐射适用于指配带宽以外、有效工作带宽2.5倍以上的频段;当两系统的工作频段相差带宽2.5倍以上时,滤波器非理想性将主要表现为杂散干扰。
2)接收机互调干扰包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调(TxIMD)、交叉调制(XMD)干扰3种。
多干扰源形成的互调是由于被干扰系统接收机的射频器件非线性,在两个以上干扰信号分量的强度比较高时,所产生的互调产物。
发射分量与干扰源形成的互调是由于双工器滤波特性不理想,所引起的被干扰系统发射分量泄漏到接收端,从而与干扰源在非线性器件上形成互调。
交叉调制也是由于接收机非线性引起的,在非线性的接收器件上,被干扰系统的调幅发射信号,与靠近接收频段的窄带干扰信号相混合,将产生交叉调制。
3)阻塞干扰阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带宽内的,但由于干扰信号功率太强,而将接收机的低噪声放大器(LNA)推向饱和区,使其不能正常工作。
天线隔离度要求
天线隔离度要求
在无线通信系统中,天线隔离度是一个重要的参数,它决定了不同天线之间的相互干扰程度。
天线隔离度要求越高,意味着天线之间的相互干扰越小,系统的性能也就越稳定。
在实际应用中,天线的隔离度通常由多个因素决定,包括天线的工作频率、极化方式、安装位置和高度等。
一般来说,工作频率越高,天线之间的隔离度要求也越高。
此外,不同极化方式的天线也会对隔离度产生影响,例如垂直极化和水平极化天线之间的隔离度通常比相同极化方式的天线之间的隔离度要高。
安装位置和高度也会影响天线之间的隔离度,一般来说,天线之间的距离越远,隔离度越高。
为了满足天线隔离度要求,可以采取多种措施。
首先,可以选择具有高隔离度的天线产品,这可以在一定程度上提高系统的抗干扰能力。
其次,可以通过调整天线的安装位置和高度来增加天线之间的距离,从而提高隔离度。
此外,还可以采用一些附加的抗干扰技术,例如采用跳频技术、扩频技术等来降低天线之间的干扰。
总之,天线隔离度要求是无线通信系统设计中的重要考虑因素之一。
为了确保系统的稳定性和可靠性,需要充分考虑各种因素对天线隔离度的影响,并采取相应的措施来提高系统的抗干扰能力。
室内分布天线隔离度要求(最全)word资料
室内分布天线隔离度要求(最全)word资料室内分布天线空间隔离分析跨入21世纪,我国移动通信产业呈现出勃勃生机的局面,移动通信网络规模和用户规模得到高速发展,运营市场竞争日益激烈,形成了以中国移动和中国联通为主体的竞争格局。
两大移动运营商运营了5个不同频段的网络,加上即将建设的3G网络,那么两大运营商将至少运营7个不同频段的网络。
运营商基本独立建设兼容自己运营网络的覆盖分布系统,那么一栋楼宇里面至少会存在2套室内分布天馈系统,不同系统天线点的布放位置必须考虑最小耦合损耗能够满足规避系统共存干扰的相关要求。
多系统兼容合路时的干扰主要分为杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰。
杂散干扰是系统本身不完善性造成在必要带宽之外的某个或某些频率的无用发射,对该频谱的其他用户造成干扰。
互调干扰是系统内部有用信号在单个系统或多个系统间相互作用而产生不需要的干扰分量。
一般干扰会造成系统接收灵敏度降低,减小系统覆盖范围,相应影响系统通信质量,严重时将阻塞系统接收,造成系统瘫痪,形成阻塞。
天线隔离间距的考虑主要分析是否达到某一系统无用发射经无源天馈和空中耦合衰耗后到达另一系统并造成干扰的空间耦合衰耗要求。
杂散干扰分析杂散干扰对系统最直接的一个影响就是降低了系统的接收灵敏度,在分析杂散干扰时我们主要考虑其它(b)系统的带外杂散落到本(a)系统带宽内的功率与本系统的底部噪声功率的比值关系,具体计算过程如下:1)、a系统接收到的b系统杂散干扰电平:P b>a=CTX-E系隔-10log(W b/W a)其中,P b>a为本系统接受到的杂散干扰电平;CTX为b系统杂散干扰电平;E系隔为系统间的隔离度,包含合路器端口间隔离度、两基站到合路器之间的线损和分配损耗等;W b 为杂散干扰电平的测量带宽;W a为被干扰系统的信道带宽。
2)、而此时的a系统基站接收机输入端等效热噪声电平:P bts =KTB+F bts其中,KTB常温下该值与测量带宽B有关;F bts为a系统基站的噪声系数。
直放站天线隔离度测试
直放站天线隔离度测试接收和服务天线的隔离度是直放站安装的重要指标,如果隔离度不好,会造成服务天线和接收天线组成闭环放大系统,造成直放站循环放大,最后导致功率放大器自激,从而导致直放站无法正常工作。
以往的测试方案是采用一台模拟信号源和一台频谱分析仪的方式,连接如下:该方案弊端如下:价格昂贵,需要两台仪器,不方便外场测试使用,同时信号源通常不支持电池供电,所以还需要寻找220V 电源。
R&S 推出单台手持表解决外场天线隔离度测试的问题:R&S 的FSH4.14为新一代手持式频谱分析仪,噪底低至-165dBm/Hz ,已经接近高端台式频谱分析仪的噪底指标。
同时接收天线 服务天线FSH4.14的传输测量动态范围高达100dB ,比所有竞争对手均高出40~50dB 。
正因为FSH4.14有如此高的动态范围,才可以直接测量直放站天线的隔离度。
连接方式如下:FSH4.14切换到网络分析模式,此时跟踪信号源发送测试信号给放大器,而服务天线的漏泄信号将被接收天线捕获,从而进入FSH4.14的射频输入口,扣除连接线缆的损耗,即可得到服务到接收天线的隔离度;在测试接收天线到服务天线的隔离度时,无需重新连接,只需选择反向传输测量模式即可得到结果。
可以看出利用FSH4.14可以方便精确的测量出直放站天线隔离度的全部指标,而且只需一次连接,无需额外供电,是目前业界唯一能够进行该项测试的仪表。
在3G 通信系统里,直放站的增益需要严格控制,太小无法满足覆盖,太大会严重影响相邻小区的信噪比,造成相邻小区的话务容量降低以及误码率迅速上升。
采用R&S 的FSH4可以方便而准确的测量放大器的增益,连接方式如下:FSH4可以一次性出测量放大器双端口的增益,相位,驻波比,群时延等全部的射频参数,无需重新连接,非常适合在现场对放大器增益进行调节,避免出现自激等不良现象。
除此以外,FSH4还集成了频谱、场强测试、干扰查找、通过式大功率测试、天馈线测试等诸多功能。
5.天线隔离度的分析与计算讲稿
射设备与发射天线相连,接收设备与接收天线相连。
电磁兼容中的天线耦合问题 天线隔离度与空间隔离度
令发射天线发射的功率为 PT , t 是发射天线的增益。 G
接收天线与发射天线间的距离为 r,收发天线外形尺
寸与 r 相比很小,天线可被当作一个点源,而且发射 天线发出的电磁波为球面波,在接收天线处,该球面 波的半径很大,可当作平面波,则隔离度表示为:
引言 在任何一个具有综合功能的移动系统中,如飞机、火车、舰船等, 为了保持该系统与其他系统或地面的联络,大多采用无线电通讯方式, 有的在系统内部也采用无线电通讯技术。这些无线电通讯工具的发射 机和接收机的天线,除了发射调谐频率的无线电信号之外,还发射无 意的交调失真信号。这些有意的发射信号和无意的发射信号往往成为 天线的干扰源。例如一辆小轿车内安装的无线电话收发系统,它的工 作频率在1MHz~1GHz范围内,而车内发动机的点火装置产生的干扰 信号频谱可达到200MHz,城市里的广播电视发射天线的调谐频率在 十几MHz到数百MHz之间,因此轿车内的无线电话收发机的工作频率 一般设在较低的频段,否则就会遭到广播电视信号或发动机点火噪声 的干扰。
S ( PT Pr )( 4r
) 2 (Gt G r Ft ( t , t )
2
Fr ( r , r ) ) 1
2
电磁兼容中的天线耦合问题 天线隔离度与空间隔离度
G 其中 r 为间距,为波长, t 与Gr 为两天线增益,
( Ft ( , )与Fr ( , ) 为其归一化方向性函数。 t ,t )是
大尺寸(等效直径)。
2 Dt2 r 2 D r2 r r D r
电磁兼容中的天线耦合问题 天线隔离度与空间隔离度
天线隔离度计算的若干关键问题分析
/L
)+ ( R乩
() 1
的感 应场 造 成 的 ,该 感 应场 的电 场强 度 和距 离 平方
成反 比。这样 就容 易生成 较 大 的隔离度 。
其 使 用 条件 是 当两 天线 间 距 近似 满 足 远 场 条
垂 直 隔离公 式是 :
I[ ]2 + 0g d/) v B= 84 1 v d ( A ( 3 )
其 中d【 是发 射天 线 与接 收 天线 之 间 的垂 直距 m】 离 。 由于垂 直 隔离度 公式 不 能 由弗 里斯 公 式 直接 导 出, 曾经存 在 一定 的疑 义 , 一定 程 度 上影 响 h 式 也 r 公 在 工程 应 用 的信 心嘲 。近 年来 我 国的研 究人 员对该 公
水 平 角 q 0 , 性 量 纲 e  ̄线 =
9 3 0 0
图 1 天 线 之 间混 合 隔 离示 意 图
收天 线之 间 的垂直 夹角 。 从 国 内外 一 些 测 量 和 实 验 的对 比可 以看 到 , 计
0Байду номын сангаас
算 公式 基本 上 是准 确 的 , 以满 足工 程需 要精 度 。天 可 线 隔 离作 为一 种 电磁 现 象 ,受 到 远场 近场 、周 边 物
件, : 即 d> D/ h2 2 A ( 2 )
除 以上水 平 隔离 和 垂直 外 ,还可 以进 行 混合 隔
离 , 图l 示 。 如 所
混合 隔离 度可 以采用 下式 进行 计算 :
Ii( 一 ( /0 ) M=I 9 。+  ̄ v ( 4 )
其 中( ) ( ) 中 : i1发射 天 线 和 接 收天 线 1和 2 式 Dm :
天线隔离度
解决办法
• 加大两个天线的空间距离
减小表面波耦合 减小空间耦合 天线阵列单元不能离得太近的原因
• 两个天线不共地
表面波如果不直接到达另一个端口,只存在 空间耦合,大幅度降低表面波耦合。
• 共地上有表面滤波设计
这个办法现在还非常少用,相控阵上美国已经使 用,民用上少见。
设计例 1
开槽形状 1
开槽后的结果
设计例7:接地板开槽型双极化天线
设计例8:DCS/PCS/UMTS 双层印刷天线
DCS/UMTS
局部放大
实物
仿真结天线隔离度的方法
南京邮电大学 通信与信息工程学院
吴迪 教授
天线馈电端口之间隔离度低的原因:电磁耦合 阵列或者手机天线不同端口之间的耦合方式: • 空间耦合 • 表面波耦合 表面波:是天线在主板上激发的表面行波 对天线性能影响的原因: • 表面波在板子上走,遇到板边和器件、屏蔽罩 等就发生次级辐射,影响天线方向图。 • 表面波到了另一个端口,即另一个天线的馈电 点,就产生了表面波耦合。
设计例 2
开槽形状 2
设计例 3
设计例4:利用金属墙实现提高隔离度
低频段:1.92GHz—1.98GHz 高频段:2.11GHz—2.17GHz
设计例5:利用金属墙实现提高隔离度
设计例6:辐射单元开槽型双极化天线
下面馈电单元开槽形状
频率范围:2.5GHz—2.7GHz
开槽前的结果
天线隔离度的定义
天线隔离度的定义
天线隔离度是指在多天线系统中,其中一对天线之间的相互影响程度。
在多天线系统中,如果不同天线之间存在干扰,会导致传输的信号质量下降,影响通信的可靠性和性能。
因此,天线隔离度是评估多天线系统性能的重要指标。
天线隔离度通常用信号干扰比(SIR)来衡量。
具体定义如下:天线隔离度= 接收信号功率/ 干扰信号功率。
接收信号功率指的是目标天线接收到的主要信号的功率,而干扰信号功率表示其他天线发送的信号对目标天线的干扰功率。
通过计算这两者的比值,可以评估天线系统中各天线之间的隔离效果。
天线隔离度越高,表示不同天线之间的相互干扰越小,系统的性能越好。
相反,天线隔离度越低,表示相互干扰越大,会导致通信的质量下降。
要提高天线隔离度,可以采取以下措施:
1. 合理设计天线的布置,避免天线之间距离过近,减少相互的物理干扰。
2. 使用高品质、高性能的天线和天线系统,减少信号损耗和干扰。
3. 采用适当的信号处理和调制技术,以降低多路径干扰和其他干扰来源对信号的影响。
综上所述,天线隔离度是评估多天线系统性能的重要指标,通过衡量接收信号和干扰信号的功率比来评估天线之间的相互干扰程度。
提高天线隔离度可以改善通信系统的质量和可靠性。
天线隔离度
CDMA系统:两发射天线之间以及发射和接收天线之间,隔离度至少30dB;天线垂直布置:Lh=28+40log(k/λ)(dB)天线水平布置:Lv=22+20log(d/λ)-(G1+G2)-(S1+S2)(dB)其中k为两天线的垂直距离,d为两天线的水平距离;G1,G2分别为两天线的增益;S1,S2分别是两天线的夹角方向的副瓣电平.以上天线隔离度公式中,λ为载波的波长,k为垂直隔离距离,d为水平隔离距离,G1 、G2分别为发射天线和接收天线在最大辐射方向上的增益(dBi),S1、S2分别为发射天线和接收天线在90°方向上的副瓣电平(dBp)。
通常65°扇形波束天线S约为-18dBp,90°扇形波束天线S约为-9dBp,120°扇形波束天线S约为-7dBp,这可以根据具体的天线方向图来确定。
全向天线的S为0。
关于直放站收发天线的隔离度天线隔离度即信号从直放站前向输出端口至前向输入端口(或者从反向输出端口至反向输入端口)的路径衰减值,与直放站设备本身没有关系,它取决于施主天线和重发天线的安装位置,与垂直及水平的距离、相向的角度有关。
其大小直接影响直放站的增益配置,关系到直放站系统的稳定。
施主天线和重发天线之间隔离度较大,才能提高主机增益,获得较大的输出功率。
天线之间的隔离是多方面因素共同作用的结果,主要包括空间隔离(水平隔离度和垂直隔离度)及建筑物隔离。
按照工程设计要求,天线隔离度L(dB)应大于直放站最大工作增益Gmax 约10dB~15dB,若取值12dB,考虑通常情况下Gmax为90 dB,故L一般应不小于102 dB。
●水平隔离度Lh是收发信天线在水平间隔距离上产生的空间损耗,表示公式如下:Lh=22.0+20lg(d/λ)-(Gt+Gr)+(Dt+Dr)(1)其中:22.0为传播常数;d为收发天线水平间隔(m);λ为天线工作波长(m);Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益(dB);Dt、Dr分别为发射和接收天线的水平方向性函数造成的损耗,具体数值可以在天线方向图中查得,当上下行天线夹角为180°时,方向性损耗即为天线的前后比。
收发天线的隔离度计算
收发天线的隔离度计算
收发天线的隔离度
直放站正常⼯作的条件是:直放站⼯作增益G < 隔离度I ,否则会引起直放站⾃激⽽不能正常⼯作,并且要留10dB 左右的余量,即G+10 ≤ I (dB )。
图中E RP 是⽤户天线的发射功率电平,P RX 是施主天线的接收功率电平,所以系统的增益为:E RP -P RX 。
为避免系统⾃激须满⾜E RP -P RX < I 。
同⼀⽔平⾯上的背对背天线(两天线主瓣⽅向之间的夹⾓为180度)之间隔离度的公式为:
式中 I------------系统隔离度
F/B D ------施主天线的前后⽐
G D --------施主天线的增益
F/B P ------⽤户天线的前后⽐
G M -------⽤户天线的增益
L Z --------两天线之间物体遮挡损耗
L K --------两天线之间的空间路由损耗(LK=91+20logD (dB ),
D 为两天线间的距离,单位是km )。
例如:⼋⽊天线增益11dBi,前后⽐≥14 dB ;⽤户天线增益7 dBi ,前后⽐≥8 dB ,
微型直放站的增益为65 dB ,信号以900MHZ 为例,根据上述公式可以得出:
F/B D -G D +F/B P -G M +L Z +L K >65+10
则D ≥36m
K Z M p D D L L G F/B G F/B I ++-+-=。
谈天线隔离度
问题 :即由天线远区辐射场推算近场 、进而求得 措施的频带性较差 。
诸如天线耦合等近场参数 ,关注的人很少 。但 仍有学者致力于此并于 80 年代初取得可喜成 果[7 ] 。他们利用 Kern 所提出的平面波散射矩
4 恰当的天线布局 :显而易见 ,增大天线间 距可提高天线隔离度 ,但实际上经常遇到限制 。 因而选择适当的天线布局成为电磁兼容预测的
2 Mardiguian. Controlling Radiated Emissions by De2 sign. Van Nostrand Reinhold ,New York ,1992.
3 R. W. Dockey and R. F. German. New Techniques for Reducing Printed Circuit Board Common2mode Radia2 tion. Proceeding of t he IEEE International Symposium
·16 ·
1997 年第 11 期
·专题综述·
抛物面天线 ,间距仅 5m 。工作频率 2111 GHz 成为计算互阻抗的精确方法 。
(波长λ= 01142m) 。显然不满足远场条件 。以 上只是一近似算法 ,学者们希望寻求更加精确
4 面天线隔离度
的方法替代它 。
由口面场计算面天线间耦合在 60 年代已
2 正交极化法 :即两副天线采用相互正交 的极化 。这已是地面微波中继通信与卫星通信 普遍采用的措施 。双工状态的天线 ,发射与接 收分别采用两个正交线极化或者两个正交圆极 化 ,以增大其隔离效果 。
3 抵消法 :即在两天线之间人为开辟另一
6 复矢量方向性函数积分法[7 ]
耦合通道 ,使之与原耦合相互抵消 ,实现隔离效 果的增强 。以波导口为单元的相控阵天线曾采
系统间隔离度及天线间距计算举例
共址时天线之间的最小间距计算版权所有我们选取以下模型来计算WLAN系统隔离度和室内分布中和共址时天线之间的最小间距在这个模型中,从干扰源基站的功放输出的信号首先被发送滤波器滤波,然后因两个基站间有一定的隔离而得到相应的衰减,最后被受干扰基站的接收机所接收;到达被干扰基站的天线端的杂散干扰功率可以表示:Ib=Ptxamp-Pattenution-Iisolation+10lgBW1/BW2变形得:Iisolation=Ptxamp-Pattenution-Ib+10lgBW1/BW2其中:Iisolation:天线隔离度dBPtxamp:干扰源功放输出杂散功率指标dBmPattenuation:限带滤波器带外衰减Ib:允许最大杂散干扰杂散干扰不应该大于带内总的热噪声PnBW1:被干扰基站信号带宽BW2:干扰信号可测带宽1计算WLAN 频段和频段工作信道带宽内总的热噪声功率;WLAN 频段工作信道带宽为22MHz,因此WLAN 频段工作信道带宽内总的热噪声功率:Pn=-174dBm+10lg22×106Hz=-101dBmWLAN 频段工作信道带宽为20MHz,因此WLAN 频段工作信道带宽内总的热噪声功率:Pn=-174dBm+10lg20×106Hz= -101dBm取值四舍五入,实际计算值均小于-101dBm则Ib= Pn=-101dBm2根据我国无委型号核准测试标准,WLAN杂散指标为-30dBm/MHz;则:干扰源功放输出杂散功率指标:Ptxamp=22 MHz ×-30dBm/MHz=10lg22-30dBm=-17 dBm Ptxamp=20 MHz×-30dBm/MHz=10lg22-30dBm=-17 dBm取值四舍五入,实际计算值均小于-17 dBm 则Ptxamp=-17 dBm3常用WLAN设备的限带滤波器带外衰减Pattenuation为80dB410lgBW1/BW2WLAN 频段工作信道带宽为22MHz,WLAN 频段工作信道带宽为20MHz;杂散干扰是相互的,所以此处我们只需计算二者比值较大的条件——22/20,即频段对频段的干扰较大;10lgBW1/BW2=10 lg22/20=5天线隔离度Iisolation= Ptxamp-Pattenution-Ib+10lgBW1/BW2=-17 -80 --101+=6天线水平隔离度计算公式:DHdB = 22 +20 log S /λ - Gt + Gr其中:S =天线水平间距米;λ =中心频率对应的波长米;Gt =在收发天线直线连线上发射天线增益dBi;Gr =在收发天线直线连线上接收天线增益dBi;此处天线按照全向吸顶天线计算,天线增益取常规的4 dBi由于隔离度与传播波长呈负相关性,满足同意隔离度情况下,波长越长,所需要的天线间距也越大,同时,频段的带外干扰大于频段,则只需要计算频段的情况. 频段的波长为代入计算:=22 +20 log S /λ - 4 +4S =λ=×= m=即在WLAN系统中和共址时,天线之间的最小间距为 .。
浅谈WCDMA无线规划中的天线隔离度
浅谈WCDMA无线规划中的天线隔离度现在中国的WCDMA网络建设全面铺开,本文重点阐述在规划当中应该注意的隔离度问题,希望能给大家提供一个关注点,使无线规划工作所有帮助。
关键词:WCDMA 建设规划隔离度一、无线网络规划概述1、无线网络规划简述无线网络规划是指根据网络建设的整理要求,设计无线网络目标,以及为实现该目标确定基站的位置和配置。
无线网络规划的总目标是以最合理的投资来构建能够符合近期业务发展需求和未来远期业务发展需求,并且达到一定服务等级的移动通信网络。
无线网络规划目标具体体现在覆盖、容量、质量和成本4个方面[1]。
2、WCDMA无线网络规划特点WCDMA具有如下特点:A、频率复用率=1B、有软切换区域,不同于只有硬切换的GSMC、干扰受限:随着容量的增大干扰增加D、软容量:覆盖、容量和质量三者密切相关E、多业务环境:不同的数据速率(从V oice 12.2kbit/s到384kbit/s),不同的服务质量(阻塞率、延时、流量、BLER),不同的连接方式(实时和非实时),不同的行为特点和话务不对称性F、小区呼吸效应:覆盖和容量相关,用户增多干扰增加,半径因负荷及业务速率而变化以上特点注定WCDMA的无线规划将变得复杂化,造成了没有一个统一标准的业务模型估计,无论是在确定网络覆盖目标、网络容量目标以及网络质量目标均需要针对相关业务进行多重考虑和计算方能实现。
3、WCDMA网络规划关键点从WCDMA的特点出发,在进行WCDMA无线网络规划时,就必须对多个关键点进行关注,比如扰码的设置、多业务比例分配预估、功率控制、多址干扰(MAI)所带来的呼吸效应、如何与2G网络进行共址建设来降低成本等等,也就类似于频率规划、业务目标规划、容量规划、隔离度规划。
二、WCDMA规划隔离度1、隔离度简述天线之间的耦合是无线电系统间电磁干扰的主要传输途径,天线隔离度是实现其电磁兼容预测所必须的重要参数。
简而言之,天线隔离度就是指为了避免产生能够干扰双方正常通信而要求的最小距离,其分为水平隔离度和垂直隔离度。
各厂家天线隔离度计算说明
Gtx+Grx=20dB
二、CDMA 基站与 AMPS 基站之间的干扰 CDMA 是 AMPS 的升级换代产品, 系统设计时 CDMA 的工作 频段与 AMPS 相同。 对于没有占用联通 CDMA 工作频段的 AMPS 基 站,联通 CDMA 基站可以与其共站址。但是目前国内部分地区尚有 少量 AMPS 基站在运行, 其占用频段可能是联通 CDMA 的工作频段, 为了保证联通 CDMA 基站的正常工作,必须要求正在运行的 AMPS 基站退出该频段。
ETACS 系统的接收频段比 GSM 系统更加靠近联通 CDMA 系统的发射频段, 所以相对较容易 受到它的干扰。但是,我们可以综合利用一些方法,如加保护频带,空间隔离,采用发 射滤波器等,来减轻这种干扰。朗讯 CDMA 基站的发射频谱的特性显示,在距离载频 1.98MHz 远的地方,在 30kHz 的测量带宽下,最大噪声基底比载波至少低 60dB。另外, 朗讯公司基站中的发射滤波器能够在 ETACS 的接收频段提供 40dB 的衰减。如此一来, 当两个系统的天线空间间隔距离达到 4 米时,联通 CDMA 系统对 ETACS 系统的干扰是非 常小的。而且,如果联通 CDMA 系统采用 201 号信道(876.03MHz)作为基本频点,那么两 个系统间的保护频带是比较大的, CDMA 发射杂散波对 ETACS 系统的干扰也就非常低。 所 以,这种干扰可以完全消除的。 对于共站的情况,在尽可能的情况下推荐采用垂直隔离的方法。这种技术已经证明在减 少系统干扰方面是成功的,并已经在广东省的 CDMA 实验网中得到了验证。
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1.各系统之间的干扰分析
1.1. 需考虑的干扰类型
由于各系统需要共址建设,为了保证各系统间不至于互相影响,需要对各系统间的干扰情况进行分析。
从形成机理的角度,系统之间的干扰可以分为杂散辐射、接收机互调干扰和阻塞干扰(由于一般系统之间的间隔频率可以大约工作带宽数倍,所以系统间一般不容易出现邻频干扰)。
1)杂散辐射(Spurious emissions)
由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想,会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量(不包括带外辐射规定的频段),包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。
3GPP 将该部分信号通归为杂散辐射,因为其分布带宽很广,也有文献称为宽带噪声(Wideband Noise)。
邻频干扰和杂散辐射不同,邻频干扰中所考虑的干扰发射机泄漏信号指的是:被干扰接收机所处频段距离干扰发射机工作频段较近,但尚未达到杂散辐射的规定频段的情况;根据3GPP TS25.105,杂散辐射适用于指配带宽以外、有效工作带宽2.5倍以上的频段;当两系统的工作频段相差带宽2.5倍以上时,滤波器非理想性将主要表现为杂散干扰。
2)接收机互调干扰
包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调(TxIMD)、交叉调制(XMD)干扰3种。
多干扰源形成的互调是由于被干扰系统接收机的射频器件非线性,在两个以上干扰信号分量的强度比较高时,所产生的互调产物。
发射分量与干扰源形成的互调是由于双工器滤波特性不理想,所引起的被干扰系统发射分量泄漏到接收端,从而与干扰源在非线性器件上形成互调。
交叉调制也是由于接收机非线性引起的,在非线性的接收器件上,被干扰系统的调幅发射信号,与靠近接收频段的窄带干扰信号相混合,将产生交叉调制。
3)阻塞干扰
阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带宽内的,但由于干扰信号功率太强,而将接收机的低噪声放大器(LNA)推向饱和区,使其不能正常工作。
被干扰系统可允许的阻塞干扰功率一般要求低于LNA的1dB压缩点10dB。
由于互调干扰主要出现在:有两个以上不同的频率作用于非线性电路或器件时,将由这两个频率互相调制而产生新的频率,若这个新频率正好落于某一个信道而为工作于该信道的接收机所接收时,此时所构成的接收机的干扰。
本次共址建设的多个系统只是共用铁塔、机房等公共设施,收发信机间并不共用电路或器件,所以不会直接共同作用在非线性器件上,间接落在某系统非线性器件上的不同频率分量一般强度不高,产生的新频率分量较微弱。
而且,互调干扰产物与各频率分配有关,可以通过频率规划(所分配频段内的频率调整),避免互调产物落在被干扰系统工作频点上。
所以,本方案可以不考虑互调干扰,重点分析杂散干扰和阻塞干扰,并且按照两者中受限的一种,分析共址时的干扰抑制方案;由于基站发射功率大、接收灵敏度高,所以本例中多系统共址时主要考虑基站与基站之间的干扰。
1.2. 各系统间的隔离度分析
为了避免异系统间干扰影响通信质量,一般要求不同系统的收发天线之间的耦合损耗大于发生会产生系统间干扰的最小门限,该耦合损耗就是隔离度。
考虑到不同型号、厂家、批次的设备在干扰抑制指标和滤波性能上可能存在的差异,在规划中主要按照体制标准所要求的规范值核算隔离度要求,以保证达到标准要求的设备都可以满足设计场景下的共址。
按照ETSI(GSM)、3GPP2(CDMA)、3GPP(WCDMA)以及STD28(PHS)标准中的要求,目前各主要通信系统有关杂散干扰抑制和灵敏度的参数指标(频率范围,
注:GSM系统的杂散要求指标是按照我国原邮电部行业标准YDT883-1999取定的(高于ETSI 标准)。
按照以上的指标,可以对不同系统之间的隔离度要求进行计算;以下主要分析联通GSM900、GSM1800和3G(WCDMA)系统基站与其他系统之间的隔离度要求。
1)联通GSM900基站与其他系统基站之间的隔离度要求
分别核算联通GSM900基站对其他系统的杂散干扰隔离度要求和阻塞干扰隔离度要求,以及其他系统基站对联通GSM900基站的杂散干扰隔离度要求和阻塞干扰
按照上述核算结果,联通GSM900与CDMA800、WCDMA系统间是受制于CDMA、WCDMA 对GSM900的干扰,联通GSM900与TD-SCDMA、移动DCS1800系统间受制于GSM900的干扰。
其中,CDMA800与GSM900基站之间的隔离度要求最高,达到68dB;其他隔离度要求不高。
2)联通DCS1800基站与其他系统基站之间的隔离度要求
分别核算联通GSM900基站对其他系统的杂散干扰隔离度要求和阻塞干扰隔离度要求,以及其他系统基站对联通GSM900基站的杂散干扰、阻塞干扰隔离度要求,
按照上述核算结果,联通DCS1800与CDMA800、WCDMA系统间是受制于CDMA、WCDMA 对DCS1800的干扰,联通DCS1800与TD-SCDMA、移动GSM900的系统间干扰为其他系统受制于DCS1800的干扰。
其中,CDMA800与DCS1800基站之间的隔离度要求最高,达到68dB;其他隔离度要求不高。
3)联通3G(WCDMA)对其他系统的干扰
联通有可能在明年部署3G系统,且选择在1920-1980MHz/2110-2170MHz部署WCDMA系统的可能性较大。
以下按照该情况考虑与其他系统之间的杂散和阻塞干
按照上述核算结果,除了与CDMA800系统间是受制于CDMA对WCDMA的干扰以外,
其他的均为其他系统受制于WCDMA的干扰。
其中,CDMA800与WCDMA基站之间的隔离度要求最高,达到70dB;其他隔离度要求不高。
1.3. 各系统间的隔离距离要求
为了实现上述的系统间隔离度,一般可以采用以下途径:
1) 不同系统天线之间保持一定的距离,实现空间上的隔离;
2)不同系统天线之间增加隔离物,增加天线之间的隔离;
3)如果是杂散干扰受限,则在产生干扰的系统发射机侧增加滤波器减少杂散损耗,降低隔离度要求;
4)如果是阻塞干扰受限,则在被干扰的系统接收机侧增加滤波器降低隔离度要求。
由于增加滤波器会导致发射或接收性能下降,而且增加了故障点、增大了系统建设成本,所以在可以通过隔离距离实现时,一般应优先考虑空间隔离距离实现隔离度。
天线空间隔离是使干扰系统的发射天线与被干扰系统的接收天线保持一定的物理空间距离(角度),从而使得发射天线的电波经空间衰减后到达接收天线端的电平强度小于系统间隔离的要求。
根据工程施工的实际环境,可以利用铁塔或天面的不同平台或不同位置进行天线的空间隔离,具体可以采用水平隔离、垂直隔离、混合隔离的方式。
下图是采用天线空间隔离的示意图。
图2 天线空间隔离示意图
下表为对应的隔离距离计算公式。
其中,和均指干扰系统发射天线与被干扰系统接收天线连线方向上的增益,取值与收发天线型号和相互位置有关,若收发天线处于同一水平面,如两天线主瓣相对,则收发天线间相对增益为两天线最大辐射方向增益之和,如两天线主瓣相背,则为后瓣增益之和,如主瓣呈120度角,则介于两者之间;若两天线不在同一水平面,其天线增益需同时考虑方位角和倾角,一般需参考天线指标或通过测试确定。
在本例场景中,各系统将共址安装在同一铁塔上,则各系统天线间将通过垂直隔离距离满足隔离度。
按照3.2节分析得到的隔离度,利用上式计算得到联通各系
根据以上核算结果:
1)联通GSM900/GSM1800基站天线应距离移动GSM900和移动GSM1800天线0.5m、0.8m以上,距离TD-SCDMA天线1.1米以上,距离CDMA天线3.3米以上。
2)联通WCDMA基站天线应距离移动GSM900和移动GSM1800天线1m、1.7m以上,距离TD-SCDMA天线2.3米以上,距离CDMA天线3.7米以上。
需要说明的是,以上CDMA与联通GSM900系统间的隔离距离是按照联通909MHz 起点计算的,当CDMA与移动GSM900系统共址时,由于从890MHz开始,隔离度要求提高88dB,则CDMA与移动GSM900的天线垂直隔离距离要求达到11米。
考虑以上的隔离要求,建议铁塔改造按照3米一个平台进行设计,除了重点考虑将CDMA与移动GSM900分开设置在间隔3个以上的平台外,其他系统一般可以满足隔离要求(WCDMA系统需要和TD-SCDMA系统间隔1个平台)。
以上的隔离距离核算都是按照各系统分别使用天线考虑的;如果要节省天线安装位置,可以采用多频段天线,此时要求系统共用天线前采用多频段合路器实现以上的隔离度。
考虑到多频段天线不利于各系统分别调整方向角和下倾,不利于运行维护和优化,因此建议尽可能不要多系统共用天线。