基站天线测试技术与实践
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1.3 移动通信基站天线

在蜂窝移动通信系统中,天线是通信设备电路信号与空间辐射电磁波的转换器,是空间无线通信的桥头堡,因此移动通信基站天线(简称基站天线)是移动通信系统的重要组成部分,其特性直接影响整个无线网络的整体性。基站天线的发展主要经历了全向天线、定向单极化天线、定向双极化天线、电调单极化天线、电调双极化天线、双频电调双极化天线、多频双极化天线、MIMO天线及有源天线等过程。

当前,不同的电信运营商几乎都需要不同类型的基站天线来满足其网络建设要求,并且价格仍是各电信运营商进行基站天线选型的主要参考因素,然而过度降低的价格势必在某种程度上影响基站天线性能,各运营商在建网时站点选择难度逐渐加大。这些都对基站天线的发展提出了新的挑战,如何提高基站天线的性价比且更好地应对站点选择难度逐渐加大等问题,是移动通信基站市场的后续发展趋势。从技术演进上看,随着新一代无线通信系统LTE的出现,如何合理平衡基站天线的性能与价格,设计具有智能波束赋形功能及系统一体化集成的有源天线,是其技术演进的基本方向。

移动通信的新技术、新器件令人耳目一新,对天线设计师也提出了前所未有的要求,如果在便携的移动终端上使用常规天线,那么用户是不会接受的,而且设备小型化、微型化也就毫无意义了。因此天线设计师必须研制小型甚至电子天线以适应现代技术,既能在很小的界面上工作,又能满足电性能指标。然而,对于天线设计师而言,不能停留在这种意义上的设计,还要有更高的追求,先进的天线设计能使天线产生另外的系统功能,如分集接收功能、降低多路径衰落或极化特性的选择功能等。尤其是基站天线设计不再局限于在一个平坦基面上实现小型化、轻重量、薄剖面或平嵌安装的全向天线,而是建立一个复杂的电磁结构,使其在无线信道中发挥重要作用,并成为系统设计的有机部分,涉及传播特性、本地环境条件、系统组成、性能、信噪比、带宽特性、基站天线本身的机械结构、制作技术的适应性,以及使用安装的方便性等。移动系统本身的种类对基站天线设计的影响也很大,陆地、海面、天空和卫星系统之间就有很大的不同。在分区系统中,辐射方向图必须与区域图一致以避免干扰;城市通信要采用分集接收的方式。