アンテナシステムは、送信アンテナと受信アンテナで構成されるシステムです。 前者は、誘導波モードの無線周波数電流または電磁波を拡散波モードの空間電磁波に変換する伝送モードコンバータです。 後者は、その逆変換のための伝送モードコンバータです。
誘導進行波を拡散波にモード変換するための送信アンテナ、および拡散波を誘導波モードIにモード変換するための受信アンテナとして。受信アンテナの、両方とも交換可能に使用でき、アンテナの基本的な特性パラメータは変更されません。これは相反定理と呼ばれます。 アンテナのもうXNUMXつの重要な機能は、電磁波エネルギーの集中です。つまり、送信アンテナとして使用すると、エネルギーは送信方向に集中し、他の方向のエネルギーは減少します。 受信アンテナとして使用すると、受信方向の着信波からより多くのエネルギーを遮断できます。 他の方向の入射波の場合、入力エネルギーは位相キャンセルによって減少します。 これがアンテナの指向性です。 無指向性アンテナと比較して、エネルギー集中の増加はアンテナゲインと呼ばれます。 アンテナ指向性の拡張された意味は、非通信方向の負のゲイン（減衰）です。これは、アンテナの別の関連するパフォーマンスインデックス、つまり、送信アンテナのサイドローブ（干渉）放射抑制を表すために使用できます。受信アンテナの非通信方向への着信波干渉抑制。
アンテナシステムの定義と範囲
移動体通信システムにおいて、通信アンテナは、通信装置の回路信号と空間から放射される電磁波との変換器である。 この記事では、主に基地局/屋内アンテナ、関連するフィーダーケーブルおよびその他の無線周波数デバイスと関連する設置サービスを含む、移動通信システムの通信アンテナとフィーダーシステムの部分を分析します。
2.基地局アンテナの性能パラメータの説明
ゼネラルエレクトリックインデックス
1.周波数範囲（周波数範囲）
動作周波数帯域：アンテナやその他の通信製品に関係なく、常に特定の周波数範囲（帯域幅）内で動作します。これは、インデックスの要件によって異なります。 通常の状況では、インデックス要件を満たす周波数範囲は、アンテナの動作周波数である可能性があります。
動作周波数帯域の幅は、動作帯域幅と呼ばれます。 一般に、全方向性アンテナの動作帯域幅は中心周波数の3〜5％に達する可能性があり、指向性アンテナの動作帯域幅は中心周波数の5〜10％に達する可能性があります。
2.入力インピーダンス
入力インピーダンス：アンテナの入力での信号電流に対する信号電圧の比率は、アンテナの入力インピーダンスと呼ばれます。 一般に、移動体通信アンテナの入力インピーダンスは50Ωです。
入力インピーダンスは、アンテナの構造、サイズ、および動作波長に関連しています。 必要な動作周波数範囲内では、入力インピーダンスの虚数部は小さく、実数部は50Ωに非常に近くなります。これは、アンテナがフィーダーと良好なインピーダンス整合をとるために必要です。
3.電圧定在波比（VSWR）
電圧定在波比：アンテナの電圧定在波比は、アンテナを無損失伝送線路の負荷として使用した場合に、伝送線路に沿って発生する電圧定在波パターンの最大値と最小値の比です。
定在波比は、アンテナの入力端に送信され、完全には吸収（放射）されていない入射波エネルギーによって生成された反射波の重ね合わせによって発生します。 VSWRが大きいほど、反射が大きくなり、一致が悪くなります。 移動体通信システムでは、定在波比は一般に1.5未満である必要があります。
4.分離
アイソレーションは、もう一方のポート（別の偏波）に現れる二重偏波アンテナの一方のポート（一方の偏波）に供給される信号の割合を表します。
5. XNUMX次相互変調（XNUMX次相互変調）
XNUMX次相互変調信号：非線形因子の存在により、XNUMXつの信号が線形システムに入った後の寄生信号を指し、XNUMXつの信号のXNUMX次高調波と別の信号の基本波がビート（混合）されます。
相互変調は、周波数帯域外のXNUMXつ以上のキャリア周波数が混合されてから周波数帯域に入る現象であり、システムパフォーマンスが低下します。
6.電力容量
電力容量：アンテナの電力容量とは、アンテナの性能を低下させることなく、指定された条件下で指定された期間内にアンテナに連続的に追加できる最大連続RF電力を指します。
宇宙放射線指数
7.ゲイン
同じ入力電力での基準アンテナ（通常は理想的な点光源）の最大放射電力束密度に対する、指定された方向のアンテナの放射電力束密度の比率。
アンテナゲインは、特定の方向に信号を送受信するアンテナの能力を測定するために使用されます。 これは、基地局アンテナを選択するための重要なパラメータのXNUMXつです。 アンテナゲインが高いほど、指向性が高くなり、エネルギーが集中し、ローブが狭くなります。
8.水平/垂直ハーフパワービーム幅（H / Vプレーンハーフパワービーム幅）
パワーパターンのメインローブでは、相対的な最大放射方向パワーが最大3dBの半分以下に低下するXNUMX点間のビーム幅角度は、ハーフパワーローブ幅と呼ばれます。
水平面でのハーフパワービーム幅は、水平ビーム幅と呼ばれます。 垂直面でのハーフパワービーム幅は、垂直ビーム幅と呼ばれます。
9.電気的ダウンチルト（電気的ダウンチルト）
電気的ダウンチルトとは、通信アンテナの垂直放射面の最大放射方向とアンテナ法線との間の角度を指します。
通信アンテナは、電気ダウンチルト調整をサポートするかどうかによって、固定ダウンチルトアンテナと電気調整可能アンテナに分類されます。固定ダウンチルトアンテナとは、ワイヤレスカバレッジ要件に従ってアンテナ放射エレメントアレイを振幅と位相で成形することによって製造される固定ダウンチルトアンテナを指します。 電気的に調整可能なアンテナとは、アレイ内のさまざまな放射要素の位相差が位相シフトユニットによって変更され、さまざまな放射メインローブのダウンチルト状態が生成されることを意味します。 一般に、電気的に調整可能なアンテナのダウンチルト状態は、特定の調整可能な角度範囲内にのみあります。
10.前後の比率
アンテナの前後比とは、メインローブの最大放射方向（0°として指定）の電力束密度と反対方向付近の最大電力束密度（範囲内として指定）の比率を指します。 180°±30°の）F / B = 10log（フロントおよびリアパワー/バックワードパワー）。
11.サイドローブ抑制とゼロフィル（エレベーションアッパーサイドローブとヌルフィル）
サイドローブ抑制：メインローブの垂直方向（つまり、天頂角の正の方向）のサイドローブは、アッパーサイドローブと呼ばれます。 基地局アンテナのカバレッジについては、通常、ネットワーク計画のアンテナに特定の機械的ダウンチルトが採用されます。 これにより、アンテナの最初の上側ローブ（または特定の角度範囲内）が水平位置にあるか、水平位置よりもさらに低くなり、隣接する干渉が発生しやすくなります。 したがって、それを抑制する、つまり上側ローブを抑制する必要があります。
上部サイドローブは、アンテナから放射されるエネルギーを浪費するだけでなく、隣接するセル、特に隣接するセルの高層ビルにも干渉します。 したがって、上部サイドローブ、特にエネルギーの大きい最初の上部サイドローブは可能な限り抑制する必要があります。
ゼロポイント充填：それは、基地局の近くのエリアのカバレッジを改善し、デッドゾーンと死角を減らすために、アンテナの垂直面でビームフォーミング設計によって下側ローブの最初のゼロポイントが充填されることを意味します近距離カバレッジの。
12.交差偏光比（交差偏光比）
パターンの3dBビーム幅内での、同じ偏波受信のアンテナの電力レベル（最大受信レベル）と異なる偏波受信の電力レベル（最小受信レベル）の差
13.方向マップの円形度（円形度）
全方向性アンテナのパターンの真円度は、水平面パターンの平均値からの最大または最小レベル値の偏差を指します。
平均値とは、最大間隔が5°を超えない水平面パターンのレベルのdB値の算術平均を指します。
14.分極（分極）
アンテナから放射される電磁波の電界方向は、アンテナの偏波方向です。 電波の電界方向が地面に垂直である場合、それを垂直偏波と呼びます。 電波の電界方向が地面に平行である場合、それは水平偏波と呼ばれます。 電波の電界方向が地面に対して45°の角度である場合、それは+ 45°または-45°分極と呼ばれます。
3.移動体通信基地局アンテナの種類
移動体通信アンテナには多くの種類とモデルがあります。 アプリケーションシナリオに応じて、屋内分散アンテナ製品、屋外基地局アンテナ製品、および美化アンテナ製品に大別できます。
Ⅰ。 屋内分散型およびセルカバレッジアンテナ製品
1.天井アンテナ
天井アンテナは通常、屋内のワイヤレスカバレッジシナリオで使用されます。 それらの異なる放射パターンに従って、それらは指向性天井アンテナと全方向性天井アンテナに分けることができます。 全方向性天井アンテナは、単一偏波天井取り付け型と二重偏波天井のXNUMX種類に分けることができます。
2.壁掛けアンテナ
屋内壁掛けアンテナは、主に屋内ワイヤレスカバレッジシナリオで使用される典型的な小型パネルアンテナ製品です。 さまざまな分極方法に従って、それらは単一分極壁取り付けと二重分極壁取り付けに分けることができます。
3.八木アンテナ
八木アンテナは、主にリンク送信と中継器に使用され、比較的低コストで、XNUMX次元平面での前後反射率が優れています。
4.対数周期アンテナ
対数周期アンテナは八木アンテナに似ています。 これらは、ブロードバンドカバレッジ機能を備えたマルチエレメント双方向アンテナであり、主にリンクリレーに使用されます。
5.パラボラアンテナ
パラボラアンテナは、放物面反射鏡と中央給電アンテナで構成される高利得双方向アンテナです。
Ⅱ。 屋外基地局アンテナ製品
1.全方向性基地局
全方向性基地局アンテナは、主に360度の広いカバレッジに使用され、カバレッジがまばらな地方のワイヤレスシーンに主に使用されます。
2.指向性基地局アンテナ
指向性基地局アンテナは、現在最も広く使用されている完全密閉型基地局アンテナです。 それらは、垂直偏波アンテナ、垂直および水平偏波アンテナ、±45°二重偏波アンテナ、マルチバンドアンテナなどを含む複数のタイプに分類されます。傾斜角電気調整のさまざまな方法に応じて、固定に分割できます。傾斜角アンテナ、電気調整アンテナ、およびXNUMXセクタークラスターアンテナも含まれます。
3.ESC基地局アンテナ
電気的に調整可能なアンテナとは、アレイ内のさまざまな放射要素の位相差が位相シフトユニットによって変更され、さまざまな放射メインローブのダウンチルト状態が生成されることを意味します。 一般に、電気的に調整可能なアンテナのダウンチルト状態は、特定の調整可能な角度範囲内にのみあります。 ESCダウンチルト調整には手動調整とRCU電気調整があります。
4.スマートアンテナ
二重偏波放射ユニットを使用して、指向性または全方向性アレイ、360度または特定の方向にビームをスキャンできるアンテナアレイを形成します。 スマートアンテナは、信号の空間情報（伝搬方向など）を決定し、信号源のインテリジェントアルゴリズムを追跡および特定し、この情報に基づいて、空間フィルタリング用のアンテナアレイを作成できます。
5.マルチモードアンテナ
マルチモード基地局アンテナ製品と通常の基地局アンテナの主な違いは、限られたスペースに異なる周波数帯域のXNUMXつ以上のアンテナを統合することです。 したがって、この製品の焦点は、異なる周波数帯域間の相互影響（デカップリング効果、分離度、近接場干渉）を排除することです。
6.マルチビームアンテナ
マルチビームアンテナは、複数のシャープビームアンテナを生成できます。 これらの鋭いビーム（エレメントビームと呼ばれる）は、特定の空域をカバーするためにXNUMXつまたは複数の成形ビームに組み合わせることができます。 マルチビームアンテナには、レンズタイプ、反射面タイプ、フェーズドアレイタイプのXNUMXつの基本的な形態があります。
Ⅲ。 アクティブアンテナ
パッシブアンテナとアクティブデバイスを組み合わせて、統合された受信アンテナを形成します。
Ⅳ。 アンテナを美しくする
1.屋内カバレッジ美化アンテナ
さまざまな屋内分散アンテナ製品の美化処理は、屋内信号カバレッジの問題を解決するだけでなく、仕上げ装飾のレイアウトを破壊しません。 一般的な屋内カバレッジおよび美化アンテナは、外観が美しく小さく、目に見えない効果があります。 それらは、さまざまな高級住宅、ショッピングモール、ホテル、ホテル、オフィスビル、病院、その他の公共の場所に適しています。
室内被覆アンテナと美化アンテナは、天井ランプ型美化アンテナ、壁画型美化アンテナ、排気ファン型などに大別できます。
2.屋外カバレッジ美化アンテナ
屋外カバレッジ美化アンテナは、主にセルや基地局などのアンテナアプリケーション製品を対象としています。 伝搬損失を増加させることなく、アンテナの外観を偽装し、さまざまな材料、構造、パターンを適用することで変更します。これにより、都市のビジョンが美しくなるだけでなく、環境は、無線電磁環境に対する一般の人々の恐れや抵抗を軽減し、長持ちします。アンテナの耐用年数と通信品質の確保。
屋外カバレッジ美化アンテナは、街灯美化アンテナ、看板美化アンテナ、監視ボール美化アンテナ、空調美化アンテナ、ロッカリー美化アンテナ、スピーカー美化アンテナ、人工樹木美化アンテナアンテナ、角柱美化アンテナ、カメレオン美化アンテナに大別できます。 、給水塔美化アンテナ、フェンス美化アンテナ、排気管美化アンテナなど。
4.移動体通信フィーダー受動部品など
フィーダーシステムは、送信機、受信機、アンテナの間に接続されています。 フィーダーシステムは、主に送信機の高周波電力をアンテナに送信し、アンテナで受信したターゲット反射信号を受信機に送信するために使用されます。
基地局/部屋のアンテナに加えて、移動通信システムには、フィーダーケーブル、パッシブデバイス（コンバイナー、フィルター、POIなどを含む）およびその他の無線周波数デバイスも含まれています。 これらはすべて通信システムの重要なコンポーネントです。
1.RFフィーダーケーブル
RFフィーダーケーブルは、セミフレキシブル同軸ケーブルとセミリジッド同軸ケーブルに分けることができます。 異なるモデルに応じて、1/4 "、3/8"、1/2 "、5/8"、7/8 "、1-1 / 4"、1-5 / 8 "、およびXNUMX-XNUMX / XNUMX"に分割できます。他の異なるサイズのモデルでは、これらは主に屋内および屋外の無線周波数信号の送信に使用されます。
移動体通信アンテナ内の無線周波数ケーブルもRF給電ケーブルであり、主にジャンパーコネクタ給電、電力分割ネットワーク給電、ネットワークインピーダンス整合に使用されます。
2.コンバイナーとスプリッター
コンバイナは主に、複数のシステムからの信号を屋内配電システムに結合するために使用されます。 エンジニアリングアプリケーションでは、コンバイナを使用すると、屋内分散システムのセットを異なる通信周波数帯域で同時に動作させることができます。 移動通信システムで使用されるコンバイナは、一般に、双方向コンバイナ、三方向コンバイナ、四方向コンバイナなどを含む。
3。 フィルタ
フィルタの機能は、いくつかの周波数を必要とする信号がスムーズに通過できるようにする一方で、他の周波数の信号は大幅に抑制されることです。 フィルタは通常、アクティブフィルタとパッシブフィルタに分けられます。 移動体通信システムで使用される空洞フィルタは、一般に、受動フィルタの空洞フィルタである。 その主な特徴は、広い周波数範囲、高い信頼性、優れた安定性、入力および出力インピーダンス整合、カスケード使用の容易さ、帯域内振幅フラット周波数特性、低い挿入損失、高い帯域外抑制などです。
4.ポイ
マルチシステム統合プラットフォームであるPointOfInterface。 主に、地下鉄、コンベンションセンター、展示センター、展示ホール、空港などの大きな建物の屋内カバレッジに使用されます。 このシステムは、周波数コンバイナーとブリッジコンバイナーを使用して、複数のオペレーターと複数のフォーマットのモバイル信号を組み合わせ、アンテナフィーダー分配システムを導入して、リソースを最大限に活用し、投資を節約することを目的としています。
干渉を回避するために、POIはアップリンクとダウンリンクのXNUMXつのプラットフォームに分割され、アップリンクとダウンリンクの信号は別々に送信されます。 POIは、無線通信ドナー信号と分散カバレッジ信号（漏れのあるケーブルやアンテナアレイなど）を接続するブリッジとして機能します。 その主な機能は、各オペレーターのアップリンクとダウンリンクのRF信号を組み合わせて分割し、周波数帯域をフィルターで除去することです。 干渉成分。 POIのアップリンク部分の主な機能は、さまざまな形式の携帯電話から信号を収集し、アンテナ収集とフィーダーを介してアップリンクPOIに送信することです。 POIがさまざまな周波数帯域の信号を検出した後、それらはさまざまなオペレーターの基地局に送信されます。 POIダウンリンク部分の主な機能は、さまざまなオペレーターとさまざまな周波数帯域のキャリア信号を合成し、それらをカバレッジエリアのアンテナ配信システムに送信することです。
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