用於移動通信基站的六扇區天線結構的製作方法
2023-05-26 03:34:41 1
專利名稱：用於移動通信基站的六扇區天線結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電學領域，尤其涉及移動通信技術，特別是ー種用於移動通信基站的六扇區天線結構。
技術背景目前CDMA2000蜂窩系統室外宏基站採用360度全向天線的ー扇區形式、或65度定向天線的三扇區形式，所有基站再採用碼分多址技術組成整個蜂窩網絡。由於受限於目前的頻點資源，在個別業務忙區，一扇區或三扇區結構的基站容量已經滿足不了業務發展 的需求。
發明內容本實用新型的目的在於提供ー種用於移動通信基站的六扇區天線結構，所述的這種用於移動通信基站的六扇區天線結構要解決現有技術中CDMA2000蜂窩系統室外宏基站天線導致基站容量受限的技術問題。本實用新型的這種用於移動通信基站的六扇區天線結構，包括一個天線塔，其中，所述的天線塔上設置有平臺，所述的平臺上固定設置有六個窄波瓣天線，所述的六個窄波瓣天線圍繞天線塔的軸心設置，任意兩個相鄰的窄波瓣天線之間的夾角均為60度，任意一個窄波瓣天線均為33度窄波瓣天線。進ー步的，所述的天線塔上設置有ー個第一平臺和ー個第二平臺，所述的第一平臺和第二平臺上下間隔設置，第一平臺上固定設置有三個所述的窄波瓣天線，第二平臺上固定設置有其餘的三個窄波瓣天線，在水平面中的投影中，任意兩個相鄰的窄波瓣天線投影之間的夾角均為60度。進ー步的，所述的第一平臺離天線塔底的距離為38. 5米，所述的第二平臺離天線塔底的距離為30. 5米，所述的第一天線平臺和第四天線平臺上的天線均為33度定向天線，第一平臺上的窄波瓣天線的方位角分別是磁北60度、磁北90度和磁北270度，第二平臺上的三個定向天線的方位角分別是磁北30度、磁北150度和磁北210度。具體的，本實用新型中所述的33度窄波瓣天線採用現有技術中的公知方案。窄波瓣天線通過振子的排列組合，波瓣的半功率角壓縮為33度，天線增益可増加到21dBi。有關窄波瓣天線的公知技術方案，本領域的技術人員均已經了解，在此不再贅述。本實用新型的工作原理是採用六個窄波瓣天線構成ー個六扇區基站。由於窄波瓣天線半功率角較窄，可避免基站相鄰扇區間的幹擾，同時減小寬波瓣天線分裂小區後、由於軟切換增加帶來的容量損失。由於無線場景的複雜性和主要覆蓋目標經常較為分散，所以相鄰扇區夾角設置在50度 70度間。因為窄波瓣天線的增益增加較大，所以可以增加覆蓋區域內電平強度，改善深度覆蓋效果。本實用新型和已有技術相比較，其效果是積極和明顯的。本實用新型用6個33度窄波瓣天線替換現有技術中的360度全向天線和90度/65度定向天線，増加最低50%的CDMA20001X和CDMA2000IXEVDO系統容量，並且提升15%的信號優質區域(lxEc/Io > 4 ；IxEVDO > 10)佔比，解決了現有技術中CDMA2000蜂窩系統室外宏基站天線導致基站容量受限的技術問題。
圖I是本實用新型的用於移動通信基站的六扇區天線結構的示意圖。圖2是本實用新型的用於移動通信基站的六扇區天線結構中的第一平臺上的三個天線的方位角示意圖。圖3是本實用新型的用於移動通信基站的六扇區天線結構中的第二平臺上的三個天線的方位角示意圖。圖4是本實用新型的用於移動通信基站的六扇區天線結構中的6扇區33度天線方向示意圖。
具體實施方式
實施例I :如圖I、圖2、圖3和圖4所示，本實用新型的用於移動通信基站的六扇區天線結構，包括一個天線塔1，其中，所述的天線塔I上設置有平臺，所述的平臺上固定設置有六個窄波瓣天線2，所述的六個窄波瓣天線2圍繞天線塔I的軸心設置，任意兩個相鄰的窄波瓣天線2之間的夾角均為60度，任意一個窄波瓣天線2均為33度窄波瓣天線2。進ー步的，所述的天線塔I上設置有ー個第一平臺3和ー個第二平臺4，所述的第一平臺3和第二平臺4上下間隔設置，第一平臺3上固定設置有三個所述的窄波瓣天線2，第二平臺4上固定設置有其餘的三個窄波瓣天線2，在水平面中的投影中，任意兩個相鄰的窄波瓣天線2投影之間的夾角均為60度。進ー步的，所述的第一平臺3離天線塔底的距離為38. 5米，所述的第二平臺4離天線塔I底的距離為30. 5米，所述的第一天線平臺和第四天線平臺上的天線均為33度定向天線，第一平臺3上的窄波瓣天線2的方位角分別是磁北60度、磁北90度和磁北270度，第二平臺4上的三個定向天線的方位角分別是磁北30度、磁北150度和磁北210度。本實施例的工作原理是採用六個窄波瓣天線2構成ー個六扇區基站。由於窄波瓣天線2的半功率角較窄，可避免基站相鄰扇區間的幹擾，同時減小寬波瓣天線分裂小區後、由於軟切換增加帶來的容量損失。由於無線場景的複雜性和主要覆蓋目標經常較為分散，所以相鄰扇區夾角設置在50度 70度間。因為窄波瓣天線2的增益增加較大，所以可以增加覆蓋區域內電平強度，改善深度覆蓋效果。採用六扇區33度天線後，兩副相鄰天線夾角為60度，本小區主瓣方向與鄰小區的差異在18dB，具體的，根據目前CDMA2000室外基站的實際測試結果，CDMA20001X單載頻ー個扇區能同時滿足40個用戶同時通話需求，CDMA20001EVD0單載頻一個扇區能滿足前向I. 2Mbps的流量需求。本實用新型將原全向天線或90度/65度定向天線替換成33窄波瓣天線。窄波瓣天線通過振子的排列組合，波瓣的半功率角壓縮為33度，天線增益則增加到了 21dBi。改造後的六扇區基站相鄰小區間隔控制在60度時可以取得最理想的覆蓋效果。由於無線場景的複雜性和主要覆蓋目標較為分散，相鄰扇區夾角可以根據實際覆蓋需要在50度 70度間進行調整。現有的多數廠家基站設備均支持六扇區形式。個別基站雖不支持六扇區形式，但可以採用背靠背形式，即採用兩臺獨立的相同配置的基站設備同樣組成一個六扇區基站，經過測試對比，可以取得同樣容量提升效果，僅會略微提高軟切換率。此夕卜，由於改造後基站容量得到了 50% 100%的提升，所以需要増加基站相應的傳輸配置。本發明人對某通信運營商位於某區的ー個CDMA2000基站用窄波瓣天線進行了 6扇區改造。基站原為三扇區形式，採用半功率角為65度，增益為15dBi的定向天線，天線掛高位38. 5米。本實用新型用半功率角為33度，增益為23dBi的定向天線替換原有三幅天線，並增加三幅天線共同組成六扇區基站。改造前後的扇區天線方位角如下表所示
改造前扇區號方位角(度)改造後扇區號方位角(度)
1-130
I40__1-2 60本實用新型涉及到對現網的設備的調整和割接，所以在工程改造前需制定ー個詳細的割接方法將對現網的影響降低到最小。割接步驟如下I)割接前確認鐵塔承重已覆核2)割接前確認鐵塔加固工程，新增傳輸資源工程，電源擴容工程已到位3)安裝新增扇區天線4)安裝新增主設備，連接新增天饋5)避開早晚忙時，關閉原主設備，開通調試新主設備6)對新站進行DT和CQT測試，如出現問題需及時復原老站，並及時查明原因，重新開通調試老站7)替換原設備天線，連接替換後天饋8)開通調試原設備9)對新、老基站進行DT和CQT測試，如出現問題需及時復原老站和天線，並及時查明原因，以便重新割接調試改造後通過仿真、DT測試、現網性能、容量加載測試對上述實例進行了對比論證。仿真、DT測試結果表明，當六扇區相鄰小區間隔為60度時，採用了六扇區後，近點信號純淨區域有所増加，對於系統Rx和Tx指標都有所改善，其中DT實際測試提升比例要大於仿真結果，尤其是終端反向發生功率會明顯降低。現網性能測試結果則表明當六扇區相鄰小區間隔為60度時，六扇區改造對本基站和鄰近基站CDMA20001X系統的掉話率、呼叫建立成功率、CDMA20001XEVD0系統的掉線率、連接建立成功率無明顯影響，但相鄰小區間隔小於60度，如本次試驗第一扇區分裂後呈30度時，上述指標會有所惡化。所以在選擇小區裂化吋，需考慮小區分裂後的兩個相鄰小區的夾角，避免過近。[0035]對於CDMA2000IX容量加載測試表明，三扇區情況下，容量受限於反向底噪的抬升。當基站改造成六扇區後，容量受限條件從反響底噪受限轉變為walsh碼資源受限。這點原因從仿真和DT測試都可以加以驗證，六扇區的改造大大降低了終端發射功率。本次試驗三個扇區容量分別提升從47. 92% (改造後未飽和)，112. 00%和80. 39%。但由於限於本次試驗的局限性，並留有一定餘量，建議以50%為IX容量提升參考。對於CDMA20001XEVD0容量加載測試表明，每用戶平均速率提升了 117%。兩者差異可歸因於現網DO數據業務含大量低流量業務而加載測試為FTP下載業務，單業務高速 下載更能體現極限容量的提升，現網性能指標則更能反映對現網用戶感知體驗的改善。鑑於數據業務行為多樣性、複雜性以及本次試驗的局限性，並留有一定餘量，建議仍以50%為DO容量提升為參考。
權利要求1.一種用於移動通信基站的六扇區天線結構，包括一個天線塔，其特徵在於所述的天線塔上設置有平臺，所述的平臺上固定設置有六個窄波瓣天線，所述的六個窄波瓣天線圍繞天線塔的軸心設置，任意兩個相鄰的窄波瓣天線之間的夾角均為60度，任意一個窄波瓣天線均為33度窄波瓣天線。
2.如權利要求I所述的用於移動通信基站的六扇區天線結構，其特徵在於所述的天線塔上設置有一個第一平臺和一個第二平臺，所述的第一平臺和第二平臺上下間隔設置，第一平臺上固定設置有三個所述的窄波瓣天線，第二平臺上固定設置有其餘的三個窄波瓣天線，在水平面中的投影中，任意兩個相鄰的窄波瓣天線投影之間的夾角均為60度。
3.如權利要求2所述的用於移動通信基站的六扇區天線結構，其特徵在於所述的第一平臺離天線塔底的距離為38. 5米，所述的第二平臺離天線塔底的距離為30. 5米，所述的第一天線平臺和第四天線平臺上的天線均為33度定向天線，第一平臺上的窄波瓣天線的方位角分別是磁北60度、磁北90度和磁北270度，第二平臺上的三個定向天線的方位角分別是磁北30度、磁北150度和磁北210度。
專利摘要一種用於移動通信基站的六扇區天線結構，包括一個天線塔，天線塔上設置有平臺，平臺上固定設置有六個窄波瓣天線，六個窄波瓣天線圍繞天線塔的軸心設置，任意兩個相鄰的窄波瓣天線之間的夾角均為60度，任意一個窄波瓣天線均為33度窄波瓣天線。採用六個窄波瓣天線構成一個六扇區基站。由於窄波瓣天線半功率角較窄，可避免基站相鄰扇區間的幹擾，同時減小寬波瓣天線分裂小區後、由於軟切換增加帶來的容量損失。因為窄波瓣天線的增益增加較大，所以可以增加覆蓋區域內電平強度，改善深度覆蓋效果。本實用新型用6個33度窄波瓣天線替解決了現有技術中室外宏基站天線導致基站容量受限的技術問題。
文檔編號H04W88/08GK202406312SQ201120524999
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者張紅河, 蘇晨, 錢小康, 陳翔 申請人:上海郵電設計諮詢研究院有限公司