基站天线向何处去

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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,其发展受到多方面因素的影响,特别是移动通信网络不断向广度和深度的扩张,造成基站布局越来越密集。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,移动通信的不断发展,新的系统不断推出,对基站天线提出了新要求,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,建设更多基站;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,这使得基站建设和基站天线的发展都面临着新的挑战。

寸土寸金,基站天线急需瘦身

        随着移动通信产业的发展,我国基站天线产业也有长足的发展,目前已经打破网络建设初期国外产品的垄断并且基本占领了国内市场。由于基站天线制造技术的发展和激烈的市场竞争,目前基站天线产品的价格比初期大幅度下降,产业面临着过度竞争的局面。

        在应用方面,随着站址资源的日益稀缺,基站天线要适用于各种环境场所;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,各个场景中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;用户对高质量、精细化的网络优化要求,促生了多种基站天线的新应用方案;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要求,多系统共站、共天线的问题也相应显现出来。

        在技术方面,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,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,基站天线作为系统的一部分也随之演进。不同系统的差异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。智能天线作为该系统的一大特点,不但保证了系统的正常工作,也提升了整个系统的性能。TD-SCDMA的特性使得TD基站的辐射要低于普通移动通信系统,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。但智能天线尺寸的增大容易使公众对辐射形成新的辐射担忧,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并已经取得很大进展。目前已经广泛使用并为多方面所接受的TD双极化智能天线有望在未来的网络建设中得到越来越多的应用。

        当前各个运营商的共建共享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。而多频段基站天线将可能大幅度减少天线个数,减轻对铁塔或是抱杆的要求。

        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接近100万个,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,正因为如此,基站天线的视觉污染越来越受到重视。基站天线的特性直接影响整个无线网络的整体性能,而其长时间的室外应用,使得基站天线的维护量不可忽视。此外由于价格不断下降带来的基站天线质量下降和厂家后期维护力量的不足,也将给基站天线的维护带来一些不确定因素。

因地制宜,新产品多方改进

        移动通信系统的不断发展也带动了基站天线技术的不断演进,目前,我国基站天线正朝着双极化、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,降低机械承载,方便天线的安装。同时由于这种天线节省了宝贵的天面资源,减少基建投资,使基站布局更加合理,所以基站站址的选定也更加容易。

        电调化就是依靠电力来调整天线的下倾角度,从而改变基站覆盖范围。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,简化基站天线下倾角的调整;其次,采用电调天线对基站的覆盖范围可以实施动态调整;此外,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、集成化是目前很重要的一个发展方向,这两点上可应用很多种技术;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。这种技术大大减少了天线个数,但由于多系统天线指向相同,为后期多系统的网络优化增加了一定难度。

        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,以节省室内部分的空间,达到降低成本,提高网络建设速度的目的。一体化基站天线以及无机房基站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担忧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装到一些装饰壳体内,避免了视觉污染,并减轻个别居民对基站辐射产生的担忧,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,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,正好推进了基站天线更进一步的发展。
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