射频器件与天馈知识

hellocindylin

射频器件与天馈知识
第1章  合分路单元 1.1  概述  1.2  CDU CDU的功能：1、合路功能1)     合路部分将两个载频合在一起输出到天线口；当载频数超过2时，它可以和SCU联合使用。CDU的合路插损为4.5dB（4.5dB是指中心频带附近的衰减，全频段内总损耗不大于5.5dB）。2)     由于是混合合路，具有全频段带宽，因此支持射频跳频。2、分路功能1)     分路部分由主接收和分集接收两条支路组成。2)     当载频数大于4时，可将分路器级连变成一分八分路器。3、检测与告警功能1)     CDU有驻波检测功能以实现对天馈线状态的监视，当检测驻波超过预定的门限（1.5﹕1 或 2.5﹕1）时，CDU会给出相应报警信号和指示。2)     当内部放大器和塔放工作异常时，CDU将告警信号上报给OMU。当CDU与SCU配合使用时，如果小区载频数量不大于8，就可以用2根馈管，1根双极化天线（或2根单极化天线）实现信号的收发。1.3  SCU SCU是“简单合路单元”的简称，与CDU共同完成4个载频的合路输出功能。4个载频通过3个3dB电桥合成一路输出，插入损耗为6.8dB。1.4  EDU EDU适用于广覆盖，通过互为分集，1个EDU可以支持1个或者2个载频的收发。 几种典型的合分路单元配置方案1.      基本方案:  采用通常的CDU+SCU 方案（价格优先）2.      小区一至两载频且要求广覆盖时: EDU 方案使用EDU存在的限制1）EDU只适合每扇区不大于2载频的情况，扩容时需要更换；2）EDU和CDU、SCU混合使用时会带来明显的覆盖不均衡；使用EDU的建议：1）仅对于扩容潜力少的地区采用；2）城区不建议使用。如果城区存在2载频广覆盖的情况，建议使用双CDU方式；3）对于一般情况下的定向站，各扇区的合路器损耗应该基本一致，不应该出现同站点EDU和CDU甚至SCU混用的情况；4）仅对于有广覆盖需求的地区采用EDU。小区三至四载频以上且要求广覆盖时: 双CDU 方案                                                                                   第2章  室外天馈系统 2.1  概述 2.2  天线  1.   天线的辐射电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形，称为方向图。用辐射场强表示的称为场强方向图，用功率密度表示的称之功率方向图，用相位表示的称为相位方向图。2.      在方向图中，包含所需最大辐射方向的辐射波瓣叫天线主波瓣，也称天线波束。主瓣之外的波瓣叫副瓣或旁瓣或边瓣，与主瓣相反方向上的旁瓣叫后瓣。通常会用到天线方向图的以下一些参数：1)     零功率波瓣宽度：主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。2)     半功率点波瓣宽度：场强最大值下降0.707（3dB)点的夹角。3)     副瓣电平：副瓣最大值和主瓣最大值之比。4)     前后比：主瓣最大值与后瓣最大值之比。 增益是天线系统的最重要参数之一，天线增益的定义与全向天线或半波振子天线有关。见上图。dBi表示天线增益是方向天线相对于全向辐射器的参考值；dBd是相对于半波振子天线参考值；两者之间的关系：dBi=dBd+2.15。  1.   极化是描述电磁波场强矢量空间指向的一个辐射特性，当没有特别说明时，通常以电场矢量的空间指向作为电磁波的极化方向，而且是指在该天线的最大辐射方向上的电场矢量来说的。2.      电场矢量在空间的取向在任何时间都保持不变的电磁波叫直线极化波，有时以地面作参考，将电场矢量方向与地面平行的波叫水平极化波，与地面垂直的波叫垂直极化波。由于水平极化波和入射面垂直，故又称正交极化波；垂直极化波的电场矢量与入射平面平行，称之平行极化波。电场矢量和传播方向构成的平面叫极化平面。3.      电场矢量在空间的取向有的时候并不固定，电场矢量端点描绘的轨迹是圆，称圆极化波；若轨迹是椭圆，称之为椭圆极化波。椭圆极化波和圆极化波都有旋相性。4.      不论圆极化波或椭圆极化波，都可由两个互相垂直线性极化波合成。若大小相等合成圆极化波，不相等则合成椭圆极化波。天线可能会在非预定的极化上辐射不需要的能量。这种不需要的能量称为交叉极化辐射分量。对线极化天线而言，交叉极化和预定的极化方向垂直。对于圆极化天线，交叉极化与预订极化的旋向相反。所以交叉极化称正交极化。 1.   端口隔离度对于多端口天线，如双极化天线、双频段双极化天线，收发共用时端口之间的隔离度应大于30dB。2.      功率容量指平均功率容量，天线包括匹配、平衡、移相等其它耦合装置，其所承受的功率是有限的，考虑到基站天线的实际最大输入功率（单载波功率为20W),若天线的 一个端口最多输入六个载波，则天线的输入功率为120W，因此天线的单端口功率容量应大于200W（环境温度为65℃时）。3.      零点填充基站天线垂直面内采用赋形波束设计时，为了使业务区内的辐射电平更均匀，下副瓣第一零点需要填充，不能有明显的零深。通常零深相对于主波 束大于-26dB即表示天线有零点填充，对于大区制基站天线无这一要求。高增益天线尤其需要采取零点填充技术来效改善近处覆盖。 4.   上副瓣抑制对于小区制蜂窝系统，为了提高频率复用能力， 减少对邻区的同频干扰，基站天线波束赋形时应尽可能降低那些瞄准干扰区的副瓣，提高 D/U值，上第一副瓣电平应小于-18dB，对于大区制基站天线无这一要求。5.      天线输入接口为了改善无源交调及射频连接的可靠性，基站天线的输入接口采用7/16DIN-Female，在天线使用前，端口上应有保护盖，以免生成氧化物或进入杂质。6.      无源交调（PIM）无源互调特性是指接头、馈线、天线，滤波器等无源部件工作在多个载频的大功率信号条件下由于部件本身存在非线性而引起的互调效应。特别是落在接收带内的互调产物将对系统的接收性能产生严重影响。7.      天线尺寸和重量为了便于天线储存、运输、安装及安全，在满足各项电气指标情况下，天线的外形尺寸应尽可能小，重量尽可能轻。 8.   风载荷基站天线通常安装在高楼及铁塔上，尤其在沿海地区，常年风速较大，要求天线在36m/s 时正常工作，在55m/s 时不损坏。9.      工作温度和湿度基站天线应在环境温度-40℃～+65℃范围内正常工作。基站天线应在环境相对湿度0～100%范围内正常工作。 10.   雷电防护基站天线所有射频输入端口均要求直流直接接地。11.   三防能力基站天线必须具备三防能力，即：防潮、防盐雾、防霉菌。对于基站全向天线必须允许天线倒置安装，同时满足三防要求。 随着GSM系统的不断发展，用户对移动通信网络的要求越来越高。为了实现大型建筑物室内、公路/铁路隧道、地铁等特殊地区的良好覆盖，带来了对分布式天线系统的需求。如上图：来自基站的下行信号通过接口进入分布式天线系统，经过功分器形成多个分路，每个分路又可以通过功分器形成更细的支路，在每个支路的末端，连接着一个小天线，每个小天线覆盖一定的区域，当信号强度不够时，通过双向放大器进行一定增益的放大；反之，来自各个分支区域的上行信号经过小天线、功分器、双向放大器，通过接口到达基站。在以上系统中，信号的传输电路和分配，可以是同轴电缆和射频功分器，也可以光链路。还可以是同轴电缆、功分器和辐射天线的混合体：泄露电缆。分布式天线系统有以下形式：同轴馈电式分布天线、光纤馈电式分布天线、泄漏电缆等； 为了降低损耗，在干线，尽量使用损耗较小的7/8‘’馈线；为了便于工程安装，在支路上，采用1/2”超柔电缆。常用电缆指标如下：   2.3  塔放 1.   塔放主要用于提高基站接收系统灵敏度，以提高上行覆盖距离。根据天馈系统的需要，可以选择单工、双工、三工塔放。2.      在天馈系统中，塔放为可选件。为了今后维护、扩容的方便，以后新增、扩容基站均采用三工塔放。

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