基站天线新产品新技术介绍

基站天线新产品新技术介绍京信通信系统（中国）有限公司2012年11月一、单频/多频小型化天线三、室内双极化吸顶天线四、Low-KCover（低介电常数外罩）内容纲要二、大下倾电调天线天线小型化的必要性节省天面资源多系统共存，天面资源不足，降低天线体积，可以缓解此问题。环境和谐及物业协调减小天线体积，有利于降低人们对于辐射敏感度的视觉冲击，降低物业协调难度。便利工程安装及施工天线体积减小，重量降低，可有效降低抱杆支撑及安装施工的难度。小型化长度减小增益降低覆盖距离缩短小型化天线努力方向影响水平波束宽度及前后比等指标需要通过优化边界条件，使其接近常规产品的指标。增益和覆盖距离不变水平波束宽度等指标略有下降重点在于振子高度的优化天线小型化的努力方向:选择长度、优化宽度、减小厚度厚度减小的关键是采用低轮廓的天线单元，以及薄型分布式移相器小结宽度长度厚度宽度减小厚度减小小型化实现技术辐射单元小型化及边界优化经过创新的边界条件设计，实现振子低剖面设计，将振子高度降低一半至1/8空间波长，以WCDMA系统为例，振子高度为22mm。采用填充高介电常数介质实现体积的小型化，同时采用分离式移相器组合馈电方式，这样将会充分利用天线底板长度实现均匀布局，从而达成小型化要求：WCDMA频段的移相器单元:长度约为120mm，双层厚度17mm，单层厚度仅为10mm。小型化实现技术电调移相系统小型化采用共轴嵌套的技术，实现多系统的接入。体积与单个单频天线相当，与多副单频天线总体积相比，有较大的下降，同时减少了天线数量。从这个角度出发，这是小型化技术的最好体现。GSM900天线WCDMA天线双频共用天线265mm宽173mm宽265mm宽小型化实现技术多系统共天线小型化指标项中国联通企业规范要求小型化天线工作频率(MHz)1710～21701710～2170增益（dBi）平均值≥18最差值≥17平均值≥18最差值≥17.5水平面半功率波瓣宽度(°)65±665±5垂直面波束宽度(°)5.5-8.55.9-7.4第一上旁瓣抑制(dB)≥15≥17±60°内交叉极化比(dB)≥10≥10前后比(dB)≥26≥30方向图一致性≤3≤1.4小型化天线指标情况（以65度18dBiWCDMA天线为列)：小型化实现技术160×75mm120×60mm小型化成果体积减小40%体积减小59%体积减小34%体积减小29%GSM1800&WCDMA（二端口）GSM1800&WCDMA集束天线GSM1800&WCDMA（四端口）2G+3G多频天线今后小型化技术将运用到中国联通现网所有天线系列中，提高网络建设效率，降低成本。260mm320mm265mm370mm160mm120mm250mm160mm小型化天线天线描述优点缺点小型化天线节约天面资源，实现网络的灵活布署天线小型化，加大了生产制程、加工难度及成本天线小型化，设计及指标实现难度提升降低辐射视觉冲击，减小物业协调难度降低抱杆支撑及工程施工难度，减少建设成本小结一、单频/多频小型化天线三、室内双极化吸顶天线四、Low-KCover（低介电常数外罩）内容纲要二、大下倾电调天线大下倾电调天线运用背景对于话务量较高的区域，如市区，站间距较小，一些高站容易发生越区覆盖，影响通信质量。对于3G网络，频率高、传播损耗大，同时需要提供更高的容量，站间距更小，越区覆盖问题会更为显著。调节前调节后解决方案调节及增大天线电下倾角，控制天线覆盖范围，方便及有效的解决信号越区。大下倾电调天线实现原理增益下降问题旁瓣上升问题波束偏斜、交叉极化比恶化问题增益控制技术：随着电下倾角的增大，14度增益下降0.04dB×Φ,远小于行业标准和集采技术规范书中要求的0.07dB×Φ。场路一体化设计技术：充分考虑振子及馈电网络中的互耦，实现有源匹配和精确的幅相分配，从而实现良好的副瓣抑制。水平波束调偏技术：有效减小水平面波束偏斜，抑制大电下倾角下交叉极化电平的抬升，实现良好的±60°内交叉极化比指标。0sin2dλπ对于间隔排列为d的N个单元阵列，当相邻单元的相位呈等相均匀分布时，天线最大波束形成于法向正前方。当相邻单元的相位依次相差Φ时，最大波束形成于θ0空间方向。核心专利技术大下倾电调天线各类大下倾天线角度调整范围：大下倾电调天线指标天线描述频段(MHz)增益（dBi）电下倾角范围（°）GSM90065度15dBi天线880～960150～20GSM90065度15dBi天线880～960155～25GSM1800/WCDMA65度15dBi天线1710～2170150～20GSM1800/WCDMA65度15dBi天线1710～2170155～25GSM1800/WCDMA65度18dBi天线1710～2170180～12GSM900&GSM1800/WCDMA65度15/18dBi双频天线880～960/1710～217015&180～20/4～15大下倾电调天线京信大下倾电调天线指标情况代表行业中上技术水平的某国外著名厂家天线与京信大电下倾角范围的关键指标对比（以15dBi增益档天线为例）。天线类型指标项某国外著名厂家常规电调天线0～14°京信大电下倾角电调天线0～20°增益（dBi）≥14.7≥15.0水平面半功率波瓣宽度(°)65±665±4第一上旁瓣抑制(dB)≥14≥1630°内上旁瓣抑制(dB)≥12≥16±60°内交叉极化比(dB)≥8≥12前后比(dB)≥25≥27方向图一致性(dB)≤4≤2其它指标相当京信大下倾天线某国外著名厂家天线0度下倾7度下倾14度下倾大下倾电调天线方向图一致性：京信大下倾电调VS某国外著名厂家电调天线±45°极化水平面方向图一致性±45°极化水平面方向图一致性-45°+45°+45°+45°某国外著名厂家常规电调天线0～14°方向图一致性：≤4dB京信大下倾电调天线0～20°方向图一致性：≤2dB运用案例:苏州圆融大夏站点概况：基站位于万盛街与钟园路路口圆融大厦，天线位于楼顶，为美化天线（百叶箱）。天线高度为67米，共3个小区。AB小区覆盖图A小区覆盖图C小区覆盖图大下倾电调天线站点特点：站点高，周围建筑物矮，服务区距离小。天线更换情况：该站点物业协调困难，采用美化天线，电下倾已设置到最大角度（14度），依然无法解决越区问题。更换成大下倾电调天线，可调范围增大至17度。产品描述挂高增益(dBi)下倾角更换前天线6715电下倾：14度更换后天线6715电下倾：17度大下倾电调天线天线图片运用案例:苏州圆融大夏苏州圆融大厦B（换型后）苏州圆融大厦B（换型前）处理结果：天线更换前距离0.6KM处金塔路覆盖电平为-70dBm—-85dBm，越区至津梁街；将原天线替换成大下倾天线，倾角调节为17度，原越区场强下降为-80dBm—-94dBm，变弱约10dB，无越区。大下倾电调天线运用案例:苏州圆融大夏大下倾电调天线天线描述优点缺点大下倾电调天线改善越区覆盖问题，提升网络质量安装及调节方便，可降低工程建设及网络优化成本天线设计难度提升，随着角度的加大，指标会有下降。小结一、单频/多频小型化天线三、室内双极化吸顶天线四、Low-KCover（低介电常数外罩）内容纲要二、大下倾电调天线室内双极化吸顶天线需求背景MIMO（多入多出技术）为LTE系统的关键技术之一，要求天馈系统具备多个不相关通道。如采用传统的单极化分布天线，每个点位需放置两副天线且间隔10个波长（约1.5米），工程施工及物业协调难度大。单极化天线说明：LTE系统LTE800~2700MHz原有系统双极化天线说明：LTE系统原有系统LTE800~2700MHz解决方案采用双极化分布天线，通过极化正交实现一副天线具备两个不相关通道，完成MIMO技术的实现，降低工程施工及物业协调难度。室内双极化吸顶天线室内双极化吸顶天线实现原理及核心技术采用水平及垂直正交极化方式，减小了通道之间无线信道的相关性，实现MIMO功能。采用水平极化振子嵌入垂直极化振子周围的结构方式，减少天线体积，同时保证结构的对称性，实现天线的全向覆盖。806～960MHz/1710~2700MHz1850~2500MHz原理示意图内部结构图体积、外形及内部结构对比Ф180×115mmФ170×70mmФ204×115mm室内双极化吸顶天线双极化吸顶联通新型吸顶常规吸顶高频段水平面方向图高频段垂直面方向图指标对比：室内双极化天线VS联通新型天线VS常规吸顶室内双极化吸顶天线天线类型不圆度(dB)边缘覆盖能力：85°方向增益(dBi)低频增益高频增益备注双极化天线±2.522.5对于边缘覆盖能力，双极化天线与联通新型天线相当，均比常规吸顶强约5dB。联通新型天线±2.022.5常规吸顶天线±2.02－2.5指标对比：室内双极化天线VS联通新型天线VS常规吸顶室内双极化吸顶天线覆盖效果对比：双通道VS单通道以下是某运营商的测试结果，结果显示双通道吞吐量远远大于单通道。室内双极化吸顶天线双极化VS两单极化（相隔1.27米）：上传速率在近点(RSRP≥-75dBm)和中点(-85dBm≥RSRP≥-90dBm)，双单极化模式不论是1UE还是5UE测试模式，UE上传速率基本相当；在远点(RSRP≤-105dBm)，双极化天线模式1UE的测试情况下，UE上传速率比单极化天线的高26.39%；双极化天线模式5UE的测试情况下，UE上传速率比单极化天线的高34.09%室内双极化吸顶天线双极化VS两单极化（相隔1.27米）：下载速率在近点(RSRP≥-75dBm)和中点(-85dBm≥RSRP≥-90dBm),双单极化模式不论是1UE还是5UE测试模式，UE下载速率基本相当，相差不超过5%；在远点(RSRP≤-105dBm)，双极化天线模式1UE测试情况下，UE下载速率比单极化天线的高6.47%；双极化天线模式5UE测试情况下，UE下载速率比单极化天线的高53.47%室内双极化吸顶天线小结天线描述优点缺点室内双极化吸顶天线室内双极化天线可以实现MIMO，有效提升网络吞吐量，这是4G网络最关键的指标。天线结构复杂、设计及生产难度大大提升与传统技术相比，室内双极化天线减少一倍的天线数量，节省了安装空间，工程费用及难度大大降低。解决了2、3G升级到LTE工程改造难、物业协调难等问题。室内双极化吸顶天线一、单频/多频小型化天线三、室内双极化吸顶天线四、Low-KCover（低介电常数外罩）内容纲要二、大下倾电调天线引言屋面、楼顶错综复杂的天馈系统，严重影响城市的和谐发展选址难、建站难为对天线进行“隐蔽”，解决选址及建站难问题，早期，运营商只能被动的对天线进行二次加罩。移动通信网络建站面临的问题传统美化外罩存在的问题•介电常数（ε）：4.3•损耗角正切（tgδ）：7‰•密度：1.9•拉伸强度：200Mpa•耐候性较好存在的问题影响天线性能重量较重传统美化外罩的材料：玻璃钢物理性能方向图变化传统美化外罩对天线性能的影响传统美化外罩存在的问题驻波比变化传统美化外罩对天线性能的影响传统美化外罩存在的问题解决途径Low-KCover产品（2012年京信推出）一体化美化天线（2009年京信率先推出）传统美化外罩存在的问题解决传统二次加罩问题的途径Low-KCover（低介电常数外罩）产品性能优势Low-KCover产品原材料介绍3D中空玻纤布树脂3D中空复合材料Low-KCover采用3D中空复合材料制成。3D中空玻纤布与树脂、添加剂热固成型，形成3D中空复合材料。与传统玻璃钢材料对比参数传统玻璃钢材料3D中空复合材料优势介电常数4.31.5大幅降低对天线性能影响损耗角正切7‰1‰密度1.90.6重量轻抗拉强度200Mpa230Mpa强度高抗老化性能优良优良耐老化Low-KCover（低介电常数外罩）产品性能优势驻波比对比传统外罩产品＆标准天线Low-KCover产品＆标准天线1.5⊿:+0.311.3⊿:+0.06选用DCS1800基站天线，分别加上：玻