Définition du système d'antenne, paramètres de performance, types d'antenne et système d'alimentation
Le système d'antenne est un système composé d'une antenne d'émission et d'une antenne de réception. Le premier est un convertisseur de mode de transmission qui transforme le courant radiofréquence ou l'onde électromagnétique en mode onde guidée en une onde électromagnétique spatiale en mode onde diffuse; ce dernier est le convertisseur de mode de transmission pour sa conversion inverse.
En tant qu'antenne d'émission pour la conversion de mode d'onde progressive guidée en onde diffuse, et antenne de réception pour la conversion de mode d'onde diffusée en mode d'onde guidée I, sauf que la capacité de transport d'énergie et la capacité de résistance à la tension de l'antenne d'émission sont bien supérieures à cela de l'antenne de réception, les deux sont Il peut être utilisé de manière interchangeable, et les paramètres caractéristiques de base de l'antenne restent inchangés, ce qui est appelé le théorème de réciprocité. Une autre fonction importante de l'antenne est la concentration d'énergie des ondes électromagnétiques, c'est-à-dire que lorsqu'elle est utilisée comme antenne d'émission, l'énergie est concentrée dans la direction d'émission tout en réduisant l'énergie dans d'autres directions; lorsqu'il est utilisé comme antenne de réception, plus d'énergie peut être interceptée des ondes entrantes dans la direction de réception. Pour les ondes entrantes dans d'autres directions, l'énergie d'entrée est réduite par l'annulation de phase. C'est la directivité de l'antenne. Par rapport aux antennes non directionnelles, l'augmentation de la concentration d'énergie est appelée gain d'antenne. La signification étendue de la directivité de l'antenne est le gain négatif (atténuation) dans le sens de non-communication, qui peut être utilisé pour décrire un autre indice de performance associé de l'antenne, c'est-à-dire la suppression du rayonnement de lobe latéral (interférence) de l'antenne émettrice ou l'interférence d'onde entrante dans la direction de non-communication de l'inhibition d'antenne de réception.
Définition et portée du système d'antenne
Dans le système de communication mobile, l'antenne de communication est le convertisseur du signal de circuit du dispositif de communication et de l'onde électromagnétique rayonnée depuis l'espace. Cet article analyse principalement la partie de l'antenne de communication et du système d'alimentation dans le système de communication mobile, qui comprend principalement la station de base / antenne intérieure, les câbles d'alimentation associés et autres appareils à radiofréquence et les services d'installation associés.
2. Description des paramètres de performance de l'antenne de la station de base
Indice General Electric
1. Gamme de fréquences (gamme de fréquences)
Bande de fréquence de travail: peu importe l'antenne ou d'autres produits de communication, il fonctionne toujours dans une certaine plage de fréquences (bande passante), qui dépend des exigences de l'indice. Dans des circonstances normales, la gamme de fréquences qui répond aux exigences d'index peut être la fréquence de fonctionnement de l'antenne.
La largeur de la bande de fréquence de travail est appelée largeur de bande de travail. Généralement, la bande passante de travail d'une antenne omnidirectionnelle peut atteindre 3 à 5% de la fréquence centrale, et la bande passante de travail d'une antenne directionnelle peut atteindre 5 à 10% de la fréquence centrale.
2. Impédance d'entrée
Impédance d'entrée: Le rapport entre la tension du signal et le courant du signal à l'entrée de l'antenne est appelé l'impédance d'entrée de l'antenne. Généralement, l'impédance d'entrée d'une antenne de communication mobile est de 50 Ω.
L'impédance d'entrée est liée à la structure, à la taille et à la longueur d'onde de fonctionnement de l'antenne. Dans la plage de fréquences de fonctionnement requise, la partie imaginaire de l'impédance d'entrée est petite et la partie réelle est assez proche de 50Ω, ce qui est nécessaire pour que l'antenne soit en bonne adaptation d'impédance avec le départ.
3. Rapport d'onde stationnaire de tension (VSWR)
Rapport d'onde stationnaire de tension: Le rapport d'onde stationnaire de tension de l'antenne est le rapport de la valeur maximale à la valeur minimale du diagramme d'onde stationnaire de tension généré le long de la ligne de transmission lorsque l'antenne est utilisée comme charge d'une ligne de transmission sans perte.
Le rapport des ondes stationnaires est causé par la superposition des ondes réfléchies générées par l'énergie des ondes incidentes transmises à l'extrémité d'entrée de l'antenne et non entièrement absorbées (rayonnées). Plus le VSWR est élevé, plus la réflexion est grande et plus la correspondance est mauvaise. Dans les systèmes de communication mobile, le rapport d'onde stationnaire doit généralement être inférieur à 1.5.
4. Isolement
L'isolement représente la proportion d'un signal fourni à un port (une polarisation) d'une antenne à double polarisation qui apparaît dans l'autre port (une autre polarisation).
5. Modulation Inter du troisième ordre (modulation Inter du troisième ordre)
Signal d'intermodulation de troisième ordre: fait référence au signal parasite après que deux signaux sont dans un système linéaire, en raison de l'existence de facteurs non linéaires, la deuxième harmonique d'un signal et l'onde fondamentale d'un autre signal sont battues (mélangées).
L'intermodulation est un phénomène dans lequel deux ou plusieurs fréquences porteuses en dehors de la bande de fréquences sont mélangées puis tombent dans la bande de fréquences, entraînant une diminution des performances du système.
6. Capacité de puissance
Capacité de puissance: La capacité de puissance d'une antenne fait référence à la puissance RF continue maximale qui peut être ajoutée en continu à l'antenne pendant une période de temps spécifiée dans des conditions spécifiées sans réduire ses performances.
Indice de rayonnement spatial
7. Gagner
Le rapport de la densité de flux de puissance rayonnée de l'antenne dans une direction spécifiée à la densité de flux de puissance rayonnée maximale de l'antenne de référence (généralement une source ponctuelle idéale) à la même puissance d'entrée;
Le gain d'antenne est utilisé pour mesurer la capacité d'une antenne à envoyer et à recevoir des signaux dans une direction spécifique. C'est l'un des paramètres importants pour sélectionner une antenne de station de base. Plus le gain d'antenne est élevé, meilleure est la directivité, plus l'énergie est concentrée et plus le lobe est étroit.
8. Largeur du demi-faisceau de puissance horizontal / vertical (demi-largeur du faisceau de puissance du plan H / V)
Dans le lobe principal du diagramme de puissance, l'angle de largeur du faisceau entre deux points où la puissance de direction de rayonnement maximale relative tombe à la moitié ou moins que le maximum de 3 dB est appelé la largeur du lobe à demi-puissance.
La largeur du faisceau à mi-puissance dans le plan horizontal est appelée largeur du faisceau horizontal; la largeur du faisceau à mi-puissance dans le plan vertical est appelée largeur du faisceau vertical.
9. Inclinaison électrique vers le bas (inclinaison électrique vers le bas)
L'inclinaison électrique descendante fait référence à l'angle entre la direction de rayonnement maximum de la surface de rayonnement verticale de l'antenne de communication et la normale de l'antenne.
Les antennes de communication sont classées en antennes fixes à inclinaison descendante et antennes réglables électriquement selon qu'elles prennent en charge le réglage électrique d'inclinaison descendante: les antennes fixes à inclinaison descendante se réfèrent aux antennes fixes à inclinaison descendante produites en façonnant le réseau d'éléments rayonnants d'antenne en amplitude et en phase selon les exigences de couverture sans fil; et une antenne réglable électriquement signifie que la différence de phase des différents éléments rayonnants dans le réseau est modifiée par une unité de déphasage pour produire différents états d'inclinaison descendante du lobe principal de rayonnement. En général, l'état d'inclinaison vers le bas d'une antenne réglable électriquement est seulement dans une certaine plage d'angle réglable.
10. Rapport avant / arrière
Le rapport avant / arrière de l'antenne se réfère au rapport de la densité de flux de puissance dans la direction de rayonnement maximale du lobe principal (spécifié comme 0 °) à la densité de flux de puissance maximale près de la direction opposée (spécifiée comme dans la plage de 180 ° ± 30 °) F / B = 10log (puissance avant et arrière / puissance arrière).
11. Suppression des lobes latéraux et remplissage nul (lobes latéraux supérieurs d'élévation et remplissage nul)
Suppression du lobe latéral: Le lobe latéral du lobe principal dans la direction verticale (c'est-à-dire la direction positive de l'angle zénithal) est appelé le lobe latéral supérieur. Pour la couverture de l'antenne de la station de base, une certaine inclinaison mécanique vers le bas est généralement adoptée pour l'antenne dans la planification du réseau. Cela peut amener le premier lobe latéral supérieur de l'antenne (ou dans une certaine plage d'angle) à être en position horizontale ou même inférieure à la position horizontale, ce qui peut facilement provoquer des interférences voisines. Par conséquent, il doit être supprimé, c'est-à-dire la suppression du lobe latéral supérieur.
Le lobe latéral supérieur gaspille non seulement l'énergie rayonnée par l'antenne, mais interfère également avec les cellules adjacentes, en particulier les immeubles de grande hauteur des cellules adjacentes. Par conséquent, le lobe latéral supérieur doit être supprimé autant que possible, en particulier le premier lobe latéral supérieur avec une énergie plus grande.
Remplissage du point zéro: cela signifie que le premier point zéro du lobe latéral inférieur est rempli par une conception de formation de faisceau dans le plan vertical de l'antenne pour améliorer la couverture de la zone proche de la station de base et réduire la zone morte et les angles morts de la couverture de la zone proche.
12. Rapport de polarisation croisée (rapport de polarisation croisée)
La différence entre le niveau de puissance de l'antenne avec la même réception de polarisation (le niveau de réception maximum) et le niveau de puissance de la réception de polarisation différente (le niveau de réception minimum) dans la largeur de faisceau de 3 dB du motif
13. Circularité de la carte de direction (Circularité)
La circularité du diagramme d'une antenne omnidirectionnelle se réfère à la déviation de la valeur de niveau maximum ou minimum par rapport à la valeur moyenne dans le diagramme plan horizontal.
La valeur moyenne fait référence à la moyenne arithmétique de la valeur en dB du niveau dans le diagramme du plan horizontal avec l'intervalle maximal ne dépassant pas 5 °.
14. Polarisation (polarisation)
La direction du champ électrique de l'onde électromagnétique rayonnée par l'antenne est la direction de polarisation de l'antenne. Si la direction du champ électrique de l'onde électrique est perpendiculaire au sol, nous l'appelons une onde polarisée verticalement; si la direction du champ électrique de l'onde électrique est parallèle à la terre, on l'appelle une onde polarisée horizontalement; si la direction du champ électrique de l'onde électrique est à un angle de 45 ° avec le sol, on l'appelle polarisation + 45 ° ou -45 °.
3. Types d’antennes de stations de base de communications mobiles
Il existe de nombreux types et modèles d'antennes de communication mobile. Selon leurs scénarios d'application, ils peuvent être grossièrement divisés en produits d'antenne distribuée intérieure, produits d'antenne de station de base extérieure et produits d'antenne d'embellissement.
Ⅰ. Produits d'antenne distribuée et de couverture cellulaire en intérieur
1. Antenne de plafond
Les antennes de plafond sont généralement utilisées dans les scénarios de couverture sans fil en intérieur. Selon leurs différents diagrammes de rayonnement, ils peuvent être divisés en antennes de plafond directionnelles et antennes de plafond omnidirectionnelles. Les antennes de plafond omnidirectionnelles peuvent être divisées en deux types de plafonds monopolarisés et de plafonds à double polarisation.
2. Antenne murale
Les antennes murales intérieures sont des produits d'antenne à petit panneau typiques, principalement utilisés dans les scénarios de couverture sans fil en intérieur. Selon différentes méthodes de polarisation, ils peuvent être divisés en une fixation murale à polarisation unique et une fixation murale à double polarisation.
3. Antenne Yagi
Les antennes Yagi sont principalement utilisées pour la transmission de liaison et les répéteurs, avec un coût relativement faible, et un meilleur rapport de réflexion avant et arrière dans un plan bidimensionnel.
4. Connectez l'antenne périodique
Les antennes log-périodiques sont similaires aux antennes Yagi. Ce sont des antennes bidirectionnelles multi-éléments avec des capacités de couverture large bande et sont principalement utilisées pour le relais de liaison.
5. Antenne parabolique
L'antenne parabolique est une antenne bidirectionnelle à gain élevé composée d'un réflecteur parabolique et d'une antenne centrale.
Ⅱ. Produits d'antenne de station de base extérieure
1. Station de base omnidirectionnelle
L'antenne de station de base omnidirectionnelle est principalement utilisée pour une couverture de 360 degrés et est principalement utilisée pour les scènes sans fil rurales avec une couverture clairsemée.
2. Antenne directionnelle de la station de base
Les antennes de station de base directionnelles sont actuellement les antennes de station de base entièrement fermées les plus largement utilisées. Ils sont divisés en plusieurs types, y compris: antennes à polarisation verticale, antennes à polarisation verticale et horizontale, antennes à double polarisation ± 45 °, antennes multibandes, etc. Selon les différentes méthodes de réglage électrique de l'angle d'inclinaison, il peut être divisé en fixe antenne d'angle d'inclinaison, antenne de réglage électrique, et comprend également une antenne de cluster à trois secteurs.
3. Antenne de la station de base ESC
Une antenne réglable électriquement signifie que la différence de phase des différents éléments rayonnants dans le réseau est modifiée par une unité de déphasage pour produire différents états d'inclinaison descendante du lobe principal de rayonnement. Généralement, l'état d'inclinaison vers le bas d'une antenne réglable électriquement est seulement dans une certaine plage d'angle réglable. Il existe des réglages manuels et des réglages électriques RCU pour le réglage de l'inclinaison vers le bas de l'ESC.
4. Antenne intelligente
Utilisation d'unités de rayonnement à double polarisation pour former un réseau directionnel ou omnidirectionnel, un réseau d'antennes qui peut balayer le faisceau sur 360 degrés ou dans une direction spécifique; les antennes intelligentes peuvent déterminer les informations spatiales du signal (telles que la direction de propagation) et suivre et localiser la source de signal Algorithme intelligent, et sur la base de ces informations, le réseau d'antennes pour le filtrage spatial.
5. Antenne multimode
La principale différence entre les produits d'antenne de station de base multimode et les antennes de station de base ordinaires est qu'ils intègrent plus de deux antennes de bandes de fréquences différentes dans un espace limité. Par conséquent, l'objectif de ce produit est d'éliminer l'influence mutuelle entre les différentes bandes de fréquences (effet de découplage, degré d'isolement, interférence de champ proche)
6. Antenne multifaisceaux
Une antenne multifaisceaux peut produire plusieurs antennes à faisceau net. Ces faisceaux pointus (appelés poutres élémentaires) peuvent être combinés en un ou plusieurs faisceaux profilés pour couvrir un espace aérien spécifique. Les antennes multifaisceaux ont trois formes de base: le type de lentille, le type de surface réfléchissante et le type de réseau phasé.
Ⅲ. Antenne active
Les antennes passives et les dispositifs actifs sont combinés pour former une antenne de réception intégrée.
Ⅳ. Embellissez l'antenne
1. Antenne d'embellissement de la couverture intérieure
Le traitement d'embellissement de différents produits d'antenne distribuée intérieure résout non seulement le problème de la couverture du signal intérieur, mais ne détruit pas non plus la disposition de la décoration de finition; La couverture intérieure générale et les antennes d'embellissement sont belles et petites en apparence et ont de bons effets invisibles. Ils conviennent à divers centres résidentiels haut de gamme, centres commerciaux, hôtels, hôtels, immeubles de bureaux, hôpitaux et autres lieux publics.
La couverture intérieure et les antennes d'embellissement peuvent être grossièrement divisées en antennes d'embellissement de type plafonnier, antennes d'embellissement de type mural, type de ventilateur d'extraction, etc.
2. Antenne d'embellissement de la couverture extérieure
Les antennes d'embellissement de la couverture extérieure sont principalement destinées aux produits d'application d'antenne tels que les cellules et les stations de base. Sans augmenter la perte de propagation, l'apparence de l'antenne est camouflée et modifiée par l'application de divers matériaux, structures et motifs, ce qui non seulement embellit la vision de la ville.L'environnement réduit également la peur et la résistance du public à l'environnement électromagnétique sans fil, tout en prolongeant la durée de vie de l'antenne et assurer la qualité de la communication.
Les antennes d'embellissement de couverture extérieure peuvent être grossièrement divisées en: antennes d'embellissement de lampadaire, antennes d'embellissement de signalisation, antennes d'embellissement de boule de surveillance, antennes d'embellissement de climatisation, antennes d'embellissement de rocaille, antennes d'embellissement de haut-parleur, antennes d'embellissement d'arbre artificiel Antennes, antennes d'embellissement de colonne carrée, antennes d'embellissement de caméléon , antennes d'embellissement de château d'eau, antennes d'embellissement de clôture, antennes d'embellissement de tuyau d'échappement, etc.
4. Composants passifs de l'alimentation mobile et autres
Le système d'alimentation est connecté entre l'émetteur, le récepteur et l'antenne. Le système d'alimentation est principalement utilisé pour transmettre la puissance haute fréquence de l'émetteur à l'antenne, et transmettre le signal de réflexion cible reçu par l'antenne au récepteur.
En plus de la station de base / antenne de la salle, le système de communication mobile contient également des câbles d'alimentation, des dispositifs passifs (y compris tels que des combinateurs, des filtres, des points d'intérêt, etc.) et d'autres dispositifs à radiofréquence. Ce sont tous des composants essentiels du système de communication.
1. Câble d'alimentation RF
Les câbles d'alimentation RF peuvent être divisés en câbles coaxiaux semi-flexibles et câbles coaxiaux semi-rigides; selon leurs différents modèles, ils peuvent être divisés en 1/4 ", 3/8", 1/2 ", 5/8", 7/8 ", 1-1 / 4", 1-5 / 8 "et autres modèles de tailles différentes, ils sont principalement utilisés pour la transmission de signaux de radiofréquence intérieure et extérieure.
Le câble de radiofréquence à l'intérieur de l'antenne de communication mobile est également un câble d'alimentation RF, qui est principalement utilisé pour l'alimentation du connecteur de cavalier, l'alimentation du réseau de division de puissance et l'adaptation de l'impédance du réseau.
2. Combineur et séparateur
Le combineur est principalement utilisé pour combiner les signaux de plusieurs systèmes dans un système de distribution intérieur. Dans les applications d'ingénierie, l'utilisation d'un combinateur peut faire fonctionner un ensemble de systèmes distribués en intérieur dans différentes bandes de fréquences de communication en même temps. Les combinateurs utilisés dans les systèmes de communication mobile comprennent généralement des combineurs bidirectionnels, des combinateurs trois voies, des combinateurs quatre voies, etc.
3. Filtre
La fonction du filtre est de permettre aux signaux qui nécessitent certaines fréquences de passer en douceur, tandis que les signaux d'autres fréquences sont considérablement supprimés. Les filtres sont généralement divisés en filtres actifs et filtres passifs. Le filtre à cavité utilisé dans le système de communication mobile est généralement le filtre à cavité dans le filtre passif. Ses principales caractéristiques sont: large couverture de fréquence, fiabilité élevée, bonne stabilité, adaptation d'impédance d'entrée et de sortie, utilisation facile en cascade, amplitude dans la bande Caractéristiques de fréquence plate, faible perte d'insertion, suppression hors bande élevée, etc.
4. POI
Point Of Interface, une plateforme d'intégration multi-systèmes. Principalement utilisé pour la couverture intérieure de grands bâtiments tels que les métros, les centres de congrès et d'exposition, les halls d'exposition et les aéroports. Le système utilise un combineur de fréquences et un combinateur de pont pour combiner les signaux mobiles de plusieurs opérateurs et de multiples formats et introduire un système de distribution de départ d'antenne pour atteindre l'objectif de tirer pleinement parti des ressources et d'économiser des investissements.
Afin d'éviter les interférences, POI est divisé en deux plates-formes, liaison montante et liaison descendante, et les signaux de liaison montante et descendante sont transmis séparément. POI sert de pont reliant les signaux donneurs de communication sans fil et les signaux de couverture distribués (câbles et réseaux d'antennes qui fuient, etc.). Sa fonction principale est de combiner et de diviser les signaux RF de liaison montante et descendante de chaque opérateur, et de filtrer les bandes de fréquences. Le composant d'interférence. La fonction principale de la partie de liaison montante du POI est de collecter les signaux des téléphones mobiles de différents formats et de les transmettre au POI de liaison montante via la collection d'antennes et le chargeur. Une fois que le POI a détecté les signaux de différentes bandes de fréquences, ils sont envoyés aux stations de base de différents opérateurs. La fonction principale de la partie de liaison descendante POI est de synthétiser les signaux porteurs de divers opérateurs et de différentes bandes de fréquences et de les envoyer au système de distribution d'antenne de la zone de couverture.
