室内分布系统新型全向吸顶天线推广意见

室内分布系统新型全向吸顶天线推广意见
中国联合网络通信有限公司山东省分公司
网络建设部
二〇一二年二月
前言
在移动无线网络覆盖中，室内深度覆盖越来越重要，针对室内分布系统投资逐年增大。

而在室内分布系统建设中，传统全向天线存在一定设计缺陷，2G、3G信号覆盖效果不一致，覆盖边缘3G信号弱不能满足要求，导致天线布放过多而增加投资，同时增加了施工复杂度。

为了解决这个问题，中国联通组织设计了新型室内吸顶全向天线，并于2009年10月16日申请到国家发明和实用新型专利，于2010年6月4日通过联通总部产品技术鉴定并开始商用。

我们在本文中对传统全向吸顶天线和新型室内吸顶天线就技术原理、使用范围、网络质量、投资等方面进行了对比分析，明确了新型室内吸顶天线的优势，在多数场所的室内分布系统中选用该天线能减少天线数量15%~50%，节省投资10%~30%，还能增加边缘覆盖电平，同时2G、3G信号覆盖范围具有了一致性、均匀性，提高了整体网络质量。

该天线自商用以来，在广东联通室内覆盖建设中全部选用，湖北联通等省份也大力推广使用了该款天线，取得良好的效果。

由于室内场景分类众多，建筑物结构复杂，各地市应根据网络现状并结合吸顶天线产品的特点，综合考虑新型全向吸顶天线在技术特点、应用价值、投资效益、节能环保、产品适用性等方面的因素，合理的使用。

目录
1、概述 (4)
2、传统天线的缺陷 (4)
2.1高频聚焦效应 (4)
2.2高低频段E面方向图对比 (5)
2.3单天线覆盖范围 (5)
2.4H面方向图 (6)
3、新型天线的特点 (6)
4、新型天线的应用原则 (8)
4.1 覆盖半径对比 (8)
4.2 选取原则 (8)
5、其他注意事项 (8)
6、附件 (9)
6.1 单价对比 (9)
6.2 在不同场景下投资及覆盖效果对比 (9)
6.3 穿透损耗表 (14)
1、概述
天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线组成部分，全向吸顶天线在室内覆盖中大量使用，其性能直接影响室内分布系统的通信质量和整体网络投资。

在室内分布的优化测试中，我们发现传统室分全向吸顶天线存在一些技术缺陷，如在高频段信号向正下方聚集，信号分布不均匀等，导致室内分布系统的2G、3G网络覆盖效果不一致。

新型天线降低了天线正下方的电磁辐射，增强了覆盖远区和边缘信号场强，覆盖范围增加一倍以上，具有覆盖范围广、信号分布对称均匀和高效、节能、环保的特点。

新型天线使高、低频段信号覆盖范围基本一致，解决了室分系统中单天线GSM和WCDMA/WLAN信号覆盖不同步的问题，有利于多网协同覆盖。

2、传统天线的缺陷
2.1高频聚焦效应
传统全向吸顶天线高频段方向图呈梨形，辐射能力向z方向轴集中。

目前大部分室内层高在3米左右，能量过于集中对于天线下方的用户来讲信号很强，但是对于边缘用户来讲，由于信号过弱导致手机发射功率增高，对人体电磁辐射增大。

为了满足覆盖要求，还需要增加天线点位，既增加了投资，同时加大了优化难度。

2.2 高低频段E面方向图对比
低频段实测E面方向图高频段实测E面方向图
全向吸顶天线在高频段传统信号向正下方聚集，绝大部分信号能量集中在小于60°角度内。

这样就导致2G、3G网络覆盖效果不一致，2G覆盖能满足要求的区域，高频信号覆盖不达标，影响用户的使用。

2.3 单天线覆盖范围
室内覆盖天线覆盖半径设计原则：重要楼宇小于10m、一般楼宇15m、空旷层20m，其覆盖边缘对应天线辐射角分别为78.7°、82.4°和84.3°。

但是传统全向吸顶天线高频信号能量主要集中在为60°以内，也就是3.5米以内。

如下图所示：
根据设计要求，室内全向天线最关注的是边缘覆盖场强，尤其是85°夹角覆盖区域，传统全向吸顶天线不能满足覆盖要求，因此要增加天线数量。

2.4 H 面方向图
1710~2170MHz 频点H 面方向图
H 方向图：理想的全向吸顶天线向下俯视图应该是个圆形，在各个方向的辐射信号强度一致，由于传统全向吸顶天线设计了直流接地导致低频段阻抗不匹配，而增加阻抗匹配片破坏了天线的轴对称，因此理论分析和实测不圆度均较差，导致覆盖不均匀，在边缘区域出现了覆盖盲点，使用户感知较差。

3、 新型天线的特点
针对传统天线高频能量向下方集中、2G 、3G 覆盖效果不一致、不圆度较差等缺点：，新型天线进行了改进，其特点如下：
3.1 物理结构及尺寸：
新型天线是比传统天线直径大30~50mm ，比传统天线高20~30mm ；
3.2 覆盖范围：
新型天线高频段85°方向角增大了3dB~5dB 的增益，有效解决了在高频段范围内，传统天线近端信号辐射过强和远端信号辐射过弱的问题，达到了2G 、3G 网络覆盖范围一致的效果，辐射图对比如下：
新型吸顶天线：直径208mm
传统吸顶天线：直径170mm
从测试数据可以看出，新型天线在高频段85°角信号强度得到了明显改善，有效解决了传统天线高频覆盖范围小的问题。

在低频段范围内，新型天线同传统天线相比覆盖效果一致，没有明显变化，低频辐射图对比如下：
3.3 天线不圆度：
在800MHz~2500MHz频段内，85°辐射角方向图的一致性由原来的10dB差异提高到2dB以内，不圆度由原来的2dB差异提高到1dB以内，各个方向的辐射信号强度一致，不圆度测试对比如下：
4、新型天线的应用原则
4.1 覆盖半径对比
新型天线通过扩大最大增益的角度，增加单天线的有效覆盖半径，使天线水平方向上低频和高频增益一致，有效的解决了高频覆盖范围小的问题。

因此在布放天线时，应根据不同场景下的网络指标要求，确定天线口功率、天线布放密度。

传统天线与新型天线在不同场景下的覆盖半径对比如下表：
4.2 选取原则
1) 对于重要热点区域，优先采用新型天线。

相比传统天线，单天线的覆盖半径变大，覆盖效果会更好，如政府办公楼、高档写字楼、高档酒店等；
2）对于开放式场景，新型天线比传统天线数量减少1/3，即可节省投资，此时建议使用新型天线，如超市、大型商场、地下停车场等；
3)对于通用型（走廊+房间）的场景，如果覆盖天线可以进入房间，建议根据实际情况采用传统天线与新型天线相结合的方式，即小于30平方米的房间建议使用传统天线覆盖，若天线无法进入房间，建议在走廊使用新型天线覆盖。

传统天线与新型天线案例对比详见“6.2 在不同场景下投资及覆盖效果对比”。

5、其他注意事项
新型天线采用与传统天线不同的低互调连接线，因此在搬运、安装过程中不能过力拉、拧、旋连接线，避免连接线与锥盘、阵子脱落或接触不良，从而导致电性能恶化影响覆盖及产生干扰。

使用新型全向吸顶天线时，在满足覆盖要求的情况下应注意避免底层信号泄露。

6、附件
6.1 单价对比
2011年度集团招标采购中，在山东入围的新型天线的生产厂家有三家，他们是京信通信系统（中国）有限公司、深圳国人通信有限公司、武汉虹信通信技术有限责任公司。

新型天线报价上限与传统天线的价格详见下表：
6.2 在不同场景下投资及覆盖效果对比
以下是各种场景新旧天线天线布放和投资对比（以其中一层为例）：
场景一：空旷型：停车场和商场
传统天线安装示意图
新型天线安装示意图
场景二：写字楼（带轻薄隔墙办公区）
传统天线安装示意图
新型天线安装示意图
场景三：酒店（天线不进房间）
传统天线安装示意图
新型天线安装示意图
6.3 穿透损耗表
室分天线通过模拟测试得出的建筑物隔断及装修穿透损耗表，仅供设计时参考：。