多角度看基站天线的发展

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基站天线是移动通信无线接入系统的重要组成部分,其发展收到多方面因素的影响,特别是随着移动通信网络的不断向广度和深度的扩张,造成基站布局越来越密集。而3G通信时代的到来,意味着运营商需要建设更多的基站,一方面是移动通信的不断发展,新的系统不断的推出,新系统对基站天线提出了新的要求,同时,运营商为了提供更高质量的网络服务,不断加大网络建设的投入,建设更多无线基站,架设更多的基站天线;另一方面,人们的环保意识不断加强,城市建设向着 “生态城市”、“绿色城市”的方向迈进,这使得传统的基站建设模式和基站天线的发展都面临着新的挑战。由于天线的重要性,使得各方面都越来越重视基站天线的具体解决方案。

1、我国当前基站天线应用及发展状况

随着移动通信产业的发展,我国基站天线产业也有了长足的发展,基站天线的使用由网络建设初期国外全部垄断,已经发展到目前基本的国产化。而由于基站天线制造技术的发展和激烈的市场竞争,目前我国基站天线产品的价格已经比初期有了很大幅度的下降,基站天线市场竞争激烈,产业面临着过度竞争的局面。

在基站天线的应用方面,随着站址资源的稀缺,使得基站天线要适用于各种环境场所;由于人们对视觉和电磁污染的重视程度越来越高,使得目前基站天线的伪装和美化成为必不可少的手段,各个运营商在众多场景中使用多种形式的美化天线,缓解了周围居民的抵触情绪,加快了网络建设速度,取得了良好的效果;由于人们对高质量、精细化的网络优化要求,促生了多种基站天线新的应用方案;由于站址资源的稀缺及节能减排的需要,国家对运营商提出了共建共享的新要求,多系统共站,多系统共天线的问题也相应的显现出来。

在技术方面,随着移动通信技术的迅猛发展系统给天线提出了越来越高的要求,基站天线的小型化、一体化、宽带化、多频段、高效率和更能适应系统各种要求的天线仍然是当前国内外天线领域的重要研究课题,同时天线设计及应用还要综合考虑传播、系统、工程和环境条件等方面的因素。

在系统的演进方面,随着系统的演进,作为系统的一部分,基站天线也随系统而演进。由于不同系统的差异,新的移动通信系统对天线性能提出了新的要求,这要求也带动了基站天线技术的发展。

TD-SCDMA系统作为由我国提出的第三代国际移动通信标准已经在我国得到大范围的应用。智能天线作为TD-SCDMA系统的一大特点,不但保证了系统的正常工作,而且也提升了整个系统的性能。由于TD-SCDMA的无线特性,使得TD基站的辐射要低于普通移动通信系统,其辐射的电磁辐射流通密度,更远低于国家电磁辐射限制值, “绿色环保”也成为TD的一大特性。

但由于智能天线尺寸的增大使得公众易形成新的辐射担忧,通过努力,相关基站天线厂家在基站天线在小型化和美化方面做了大量的工作,在TD基站天线在小型化、一体化和美观化方面已经取得很大进展,目前的双极化智能天线已经广泛使用,并为多方面所接受,TD双极化、小型化、一体化和美观化天线将在未来的网络建设中起到越来越多的应用。

对于当前各个运营商的共建共享,就存在多天线共用一个平台、多系统共用一套天线的情况,这样的场景要求基站天线具有更高的垂直隔离度,多频段基站天线将可能大幅度减少天线个数,从而减轻对铁塔或是抱杆的要求。

基站天线的特性直接影响整个无线网络的整体性能,由于基站数量巨大,基站天线的使用量就更大。随着网络覆盖和容量的不断增加,目前我国移动通信基站数已经到达100多万个,以每个基站3面天线计算,我国基站天线保有量将在300万套,这使得在很多地方基站天线林立,基站天线的视觉污染也越来越受到重视,又由于长时间的室外应用,使得基站天线的维护量也日趋繁重。而由于价格的不断下降必然带来基站天线质量的下降和厂家后期维护力量的不足,这些也将给基站天线的维护带来一线不确定因素。

2、基站天线的发展

移动通信系统在不断发展,做为系统的组成部分,基站天线技术也在不断演进,目前,我国基站天线应用正朝着双极化、电调化、小型化、多频段、一体化、伪装化、智能化及低成本等方向发展。

双极化天线是一种组合的天线技术,它利用电磁波垂直极化的非相干性和移动通信系统电波传输的多经等特点,组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下。因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量。双极化天线的使用同样可以降低机械承载,方便天线的安装,节省宝贵的天面资源,从而节省基建投资,同时使基站布局更加合理,基站站址的选定更加容易。

电调化就是依靠电气来调整天线的下倾角度,从而来改变基站覆盖范围。采用电调天线首先可以减轻工程安装和网络优化的工作强度,使基站天线对下倾角的调整变得简单起来;其次,采用电调天线对基站的覆盖范围可以实施动态调整;第三,机械天线调整下倾角度过大时,天线方向图严重变形,天线极化也发生变化,电调天线则无此问题。

基站天线小型化就是一个发展方向,就目前的天线技术发展状况来讲,天线的小型化、集成化可应用很多种技术;多频段基站天线是由于多频段移动通信系统的存在,多系统共用一套基站天线,这种应用大大减少了天线个数,但由于多系统天线指向相同,这对后期多系统的网络优化增加了一定的难度。

一体化基站天线可将室内基站设备转移到室外并与基站天线相结合,这样就节省了室内部分的空间,降低了成本,提高了网络建设速度。一体化基站天线以及基站无机房化一直是人们追求的理想化目标。

城市建设对美化环境要求和居民对基站辐射的恐惧心理又要求基站天线进行适当的美化和伪装,基站天线的伪装化就是将天线伪装一些经过装饰的壳体内,美化了环境,避免了视觉污染,减轻了个别居民基站的辐射产生了恐惧心里,减少了移动通信基站的建设难度。此外,基站天线的智能化和基站天线的低成本化也是目前基站天线发展的一大特点。运营商对建设成本的控制还要求基站天线价格不断的下降,而基站天线就是在各种因素作用下,不断修正、前进并发展。

随着移动通信系统的拓展和演进,多方面影响着基站天线系统应用及发展,新的系统必然会对基站天线提出新的要求,而移动通信精细化网络建设的实施,也必然将会给基站天线提出更多的要求,不同场景、不同要求、不同系统也要求基站天线具有更多不同的特点,新类型、新品种的基站天线不断出现,这样循环演进和发展,也推进了基站天线更进一步的发展。
 

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