室外天线介绍

新型全向吸顶天线应用介绍

福建泰克通信有限公司2013年04月08日

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新型全向吸顶天线概述

全向吸顶天线是室分中用于信号覆盖的主要天线类型，其性能直接影响系统效率、通信质量和网络投资。 传统室分全向吸顶天线存在一些技术缺陷，在高频段信号的正下方

聚集，信号分布不均匀等。新型天线性能稳定，质量可靠，各项指标均优于现有传统天线，有 效覆盖面积至少增加1到2倍，可使3G室分新建成本降低50%以上，改 造成本降至10%以下。

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新型全向吸顶天线传统全向吸顶天线缺陷在高频段，天线最大辐射方向下垂

900MHz实测E面方向图

2170MHz实测E面方向图

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新型全向吸顶天线传统全向吸顶天线缺陷 系统组成天线辐射特性： 在低频段(806-960MHz)呈现“∞”形，天线最大辐射边 缘在距离竖直方向90°左右。 在高频段(1710-2500MHz)呈现双“叶肺”形，天线最大 辐射边缘在距离竖直方向35°左右。 空间衰减: 在高频段(1710-2500MHz),方向图显示60°衰减3dB, 在90°衰减9dB以上。 随机抽测现有全向吸顶天线，发现普遍存在类似问题， 有的天线在高频段θ=90°方向衰减甚至超过10dB。

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新型全向吸顶天线传统全向吸顶天线缺陷产生的影 响

覆盖范围及质量一般建筑室内层高为3m,通信终端(如正常通话、电脑)离 地1m以上，通信收发端高度差不足2m。现有天线高频段最大辐射 方向(θ≈35°)对应的覆盖半径1.40m,3dB衰减处(θ=60°)对 应的覆盖半径约3.46m,到天线覆盖半径10~20米的覆盖边沿，天 线增益衰减7~8dB。换而言之，对高频段信号，80%以上的信号功 率集中在天线正下方覆盖面积不足10%的范围内，而覆盖半径大于 3.46米到10~20米的覆盖边缘、占有效覆盖面积90%以上的区域仅 有不足20%的信号功率。

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新型全向吸顶天线传统全向吸顶天线缺陷产生的影 响

天线60°

信号功率区域范围10% 区域范围90%

3m 1m

最大辐射角35°

覆盖半径1.4m

覆盖半径3.46m 半径10-20m

红色圆锥区增益域衰减3dB 绿色圆锥区域增益衰减7-8dB

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新型全向吸顶天线传统全向吸顶天线缺陷产生的影 响

系统兼容性也正是由于现有全向吸顶天线在高低频段E面最大辐射方向 相差较大(约50º ),导致2G和3G室分信号无法协同设计，3G 网络室分天线比2G网络的室分天线几乎要加密一倍，使3G室分 新建和改造工程投资倍增，而且造成3G信号分配不均匀和2G网 络信号过强和外泄严重。

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线研制

确定新型全向吸顶天线的研发目标：1、总体符合全向吸顶天线技术规范和指标，保证天线完全对称。

2、尽可能提高天线在高频段的辐射角度，改善目标覆盖区域边缘

场强，确定最大增益方向调整到θ=70°以上，同时降低小辐射角增 益、提高大辐射角θ=60°~85°范围的增益，使3G信号更均匀。 3、争取将适用频率向上扩展3GHz以上，避免将来再次改造。

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线研制

新型全向吸顶天线频点 (MHz)

806

860

880

960

1710

1880

1920

2170

2300

2400

2500

增益(dBi) 2.05

2.15

2.19

2.36

3.38

3.37

3.53

3.51

3.51

3.6

3.66

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线外观图

天线尺寸(mmxmm)

208(直径)x 115(高度)

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线技术指标项 目频率范围 增益 最大辐射方向 (与天线法线夹角) 电压驻波比 极化方向 功率容量 三阶互调 输入阻抗 806–960MHz 2±1dBi ≤100° ≤1.5 垂直 50W ≤-85dBm(2W) 50Ω

性能参数1710–2500MHz 3±1dBi ≥60°

备注

项 目接口型号 天线尺寸(mmxmm) 重量 颜色 工作温度 安装

机械参数N型 208(直径)x 115(高度) 290 g 白色 -40 ~ +55℃ 坚固螺母

备注

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线主要特点天线结构简单，新型天线增益与现有天线相当，但最大增 益方向却有明显差别。

新型天线全频段辐射特性

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线主要特点在测试的时，将新型天线与目前市场上销售的比较典型的同类 天线的辐射方向性进行比较，其中对比天线1为国产某型号室内吸 顶全向天线，对比天线2为国外某型号室内吸顶全向天线，选取高 频端三个频点进行了比较，结果如下图所示。

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线主要特点

如上图所示，新型全向吸顶天线达到了研制目标，在 60°~85°关注角度范围内，在低频段增益保持在2dBi以上；在高

频段，最大增益约在3dBi以上，方向调整到了θ=70°~85°范围。在θ=85°覆盖半径边缘，新型全向吸顶天线增益约3~4dBi,比现有 全向吸顶天线增益(-2~-3dBi)高5~7dB。

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线现场试验和应用 在广州广天大厦地下室做了新旧天线单天线和整层覆盖效果 的对比测试，路测结果表明，新天线的覆盖效果明显优于原天线。

大厦整层覆盖路测轨迹图

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新型全向吸顶天线单天线覆盖对比试验，DCS1800和WCDMA信号不同覆盖半径和不同 天线口输入功率的场强路测平均值。广天大厦地下室测试数据 测试项目 楼层 整层 覆盖 B1F B2F 覆盖半径(m) 径向 3.6 6.3 19.4 B2F层 单天 线覆 盖 径向 3.6 6.3 19.4 径向 3.6 65 65 75 85 65 75 85 辐射角 (°) 旧天线 -60.76 -61.31 旧天线 -66.44 -57.08 -62.13 -72.68 -63.38 -62.03 -68.31 -80.93 -63.41 -58.06 RxLev(dBm) 新天线 -58.27 新天线 -60.23 -53.65 -59.26 -66.59 -61.66 -58.87 -62.05 -70.67 -59.45 -54.76 改善值 3.04

改善值 6.21 3.43 2.87 6.09 1.72 3.16 6.26 10.26 3.97 3.30 旧天线 -64.24 -64.57 旧天线 -67.36 -57.32 -65.02 -76.97 -72.35 -63.42 -68.85 -81.74 -68.36 -58.87 RSCP(dBm) 新天线 -62.51 新天线 -64.84 -52.7 -60.15 -71.18 -67.96 -59.77 -68.41 -79.99 -64.90 -54.74 改善值 2.06 改善值 2.52 4.62 4.87 5.79 4.39 3.65 0.44 1.75 3.45 4.14 正常功率 折算平均 衰减3dB 天线口功 率

正常

6.319.4

7585

-63.72-75.31

-59.16-67.13

4.578.18

-65.44-77.86

-62.78-74.09

2.663.77

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线优势和效益分析 实现了2G和3G网络协同设计新天线将全频段最大增益方向调整到70 º~90 º 之间，高低频率辐射方 向性差异不超过20 º ,大辐射角θ=85°天线在整个工作频段

(806~2500Mhz)增益均在2dBi以上，辐射能力的增强(3~9dB),从一定程度上弥补了路径损耗(3G信号比2G 900MHz信号综合路径损耗高约 7dB),再加上CDMA制式的技术优势，使2G和3G信号单天线覆盖范围基 本一致，因此，从根本上决了室分系统2G、3G网络无法协同设计的矛盾， 使多网、多系统更好地共享室分天馈系统，使室内外信号更好地协调覆盖， 避免了3G信号过弱，或2G信号过强，泄漏严重的矛盾。

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线优势和效益分析

新天线提高电磁辐射效能，避免了在天线正下方信号过强的问 题，有效缓解了人们普遍关注的电磁环境污染问题，具有良好的 节能和环保效益。

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新型全向吸顶天线新型全向吸顶天线优势和效益分析节约建设成本。新天线提高了单天线的有效覆盖范围，覆盖面积至少增加一倍，因此，成倍地减少信源、馈线和功、分耦合等器件使用量，简化了室分系统，同 时，避免了因为信源功率分配不足而增加小区，减少重叠覆盖和软切换比 例，既提升网络质量和容量，又降低建设投资和维护成本。

新天线工作频率超过3GHz,适用WLAN合路,利于通信系统 LTE演进，可避免将来室分系统的再次改造。