アンテナシステムは、送信アンテナと受信アンテナで構成されるシステムである。前者は、導波モードの電波電流または電磁波を拡散波モードの空間電磁波に変換する伝送モードコンバータです。後者は逆変換のトランスミッションモードコンバータです。
誘導波拡散波モード変換用の送信アンテナとして、拡散波誘導波モード変換用受信アンテナIが、拡散波誘導波モードの変換に使用される。送信アンテナを除き、電力運搬能力と耐電圧は受信アンテナよりはるかに大きい。それは同じ意味で使用することができ、アンテナの基本的な特性パラメータは変わりません。これは、相互の定理と呼ばれます。アンテナのもう一つの重要な機能は、電磁波エネルギーを集中させること、つまり、送信アンテナとして使用される場合に送信方向にエネルギーを集中させ、他の方向のエネルギーを低減させることです。受信アンテナとして使用される場合、受信方向に受信波からより多くのエネルギーをインターセプトすることができ、他の方向に受信波の場合、入力エネルギーは位相キャンセルによって減少します。これはアンテナの指向性です。非指向性アンテナと比較すると、エネルギー濃度の増加はアンテナのゲインと呼ばれます。アンテナ指向性の拡張意味は、非通信方向における負の利得(減衰)であり、アンテナの別の関連する性能指標、すなわち、送信アンテナの側ローブ(干渉)放射抑制、または受信アンテナの受信アンテナの受信干渉の阻害の程度を表すために使用することができる。
1. 移動通信アンテナシステムの定義
アンテナシステムの定義と範囲
移動通信システムにおいて、通信アンテナは通信装置の回路信号と空間放射電磁波のコンバータである。本稿では、主に基地局/室アンテナ、関連フィーダケーブル、その他の無線周波数装置、および関連機器を含む移動通信システムにおける通信アンテナフィーダシステムの一部を分析します。
2. 基地局アンテナの性能パラメータの説明
総合電気指数
1. 動作周波数範囲(周波数範囲)
動作周波数帯域:アンテナやその他の通信製品は、常に指標の要件に応じて一定の周波数範囲(バンド幅)内で動作します。一般に、インデックスの要件を満たす周波数範囲は、アンテナの動作周波数とすることができます。
作業周波数帯域の幅は、作業帯域幅と呼ばれます。一般的に、全方向性アンテナの動作帯域幅は中心周波数の3~5%に達し、指向性アンテナの動作帯域幅は中心周波数の5~10%に達する可能性があります。
2. インプットインピーダンス
入力インピーダンス:アンテナの入力時の信号電流に対する信号電圧の比をアンテナの入力インピーダンスと呼びます。一般移動通信アンテナの入力インピーダンスは50Ωです。
入力インピーダンスは、アンテナの構造、サイズ、動作波長に関連しています。必要な動作周波数範囲内では、入力インピーダンスの虚数部分が非常に小さく、実際の部分が50Ωに非常に近く、アンテナがフィーダとのインピーダンスに合わせるために必要です。
3. 電圧定動波比(VSWR)
電圧定動波比:アンテナの電圧定動波比は、無損失伝送路の負荷としてアンテナを使用する際に伝送線路に沿って発生する電圧定在波パターンの最小値に対する最大値の比です。
定在波比の生成は、アンテナの入力端に送信される入射波エネルギーによって発生する反射波の重ね合わせによるものであり、完全に吸収されない(放射)。VSWR が大きいほど、反射が大きくなり、照合が悪化します。移動通信システムでは、定在波比は一般に1.5未満であることが要求される。
4. アイソレーション
絶縁は、別のポート(別の偏光)の二極アンテナの1つのポート(1つの偏光)に供給される信号の割合を表します。
5. 第3次インターモジュレーション(3次インターモジュレーション)
三次相互変調信号:線形系における2つの信号を指し、非線形因子の存在により、ある信号の第2の高調波と別の信号の基本波が拍動(混合)スプリアス信号を生成する。
インターモジュレーション現象とは、周波数帯域外の2つ以上のキャリア周波数と周波数帯域内に入る新しい周波数成分の混合により、システムの性能が低下する現象である。
6. 電力容量
電力容量: アンテナの電力容量は、指定された条件下でのパフォーマンスを低下させることなく、指定された時間内にアンテナに継続的に追加できる最大連続 RF 電力を指します。
宇宙放射線指数
7. ゲイン
同じ入力電力での、基準アンテナの最大放射電力束密度(通常は理想的なポイントソース)に対する、指定された方向におけるアンテナの放射電力束密度の比。
アンテナ ゲインは、特定の方向に信号を送受信するアンテナの能力を測定するために使用されます。基地局アンテナを選択する際の重要なパラメータの1つです。アンテナゲインが高いほど、指向性が高くなり、エネルギーが集中し、ローブが狭くなります。
8. 水平/垂直ハーフパワービーム幅(H/Vプレーンハーフパワービーム幅)
電力パターンの主ローブでは、相対最大放射電力が3dB以下に低下する2点間のビーム幅間の角度を半電力ローブ幅と呼ぶ。
水平面の半出力ビーム幅は、水平ビーム幅と呼ばれます。垂直面の半出力ビーム幅を垂直ビーム幅と呼びます。
9. 電気下向きの傾き
電気下降式とは、通信アンテナの垂直放射面上の最大放射方向とアンテナ法線との間の角度を指す。
通信アンテナは、電気ダウンチルト調整をサポートするかどうかに応じて固定ダウンチルトアンテナと電気調整アンテナに分かれています:固定ダウンチルトアンテナは、無線カバレッジ要件に応じてアンテナ放射素子アレイの振幅と位相を形成することによって形成される固定ダウンチルトアンテナを指します。電気的に調整可能なアンテナとは、位相シフトユニットを介してアレイ内の異なる放射要素の位相差を変更し、それによって異なる放射主ローブのダウンチルトを生成することを指します。一般に、電気的に調節可能なアンテナのダウンチルトは、ある程度の調整可能な角度範囲内にしかありません。
10. フロントツーバック比
アンテナの前後比とは、主ローブの最大放射方向(0°)の最大放射方向における電力束密度と反対方向付近の最大電力束密度(180±30°の範囲内で指定)F/B=10log(前後電力/後方電力)の比を指します。
11. サイドローブ抑制とゼロフィル(標高上側ローブ&ヌルフィル)
Sidelobe 抑制: 垂直方向の主葉のサイドローブ (つまり、天頂角の正方向) は、上側葉と呼ばれます。基地局アンテナのカバレッジ効果については、通常、ネットワーク計画のアンテナに特定の機械的ダウンチルトが適用されます。これにより、アンテナの最初の(または特定の角度内)の上側のローブが水平位置または水平位置よりも低くなる可能性があり、隣接する領域に干渉が発生しやすくなります。したがって、それは抑制される必要があります、すなわち、上側のローブ抑制。
上側の葉は、アンテナによって放射されるエネルギーを浪費するだけでなく、隣接するセル、特に隣接するセルの高層ビルと干渉するので、上側のローブは、特に大きなエネルギーを持つ第一上側のローブを可能な限り抑制する必要があります。
ゼロ充填: アンテナの垂直面では、下側のローブの最初のゼロ点がビームフォーミング設計で満たされ、基地局の近くの面積のカバレッジが改善され、近くの領域のデッドゾーンと死角のカバレッジが減少します。
12. 交差偏光比
アンテナのコポーラ受信(最大受信レベル)の電力レベルと、パターンの3dBビーム幅内のヘテロ極受信(最小受信レベル)の電力レベルとの差
13. 方向の円形 (円形)
全方向性アンテナ パターンの丸みとは、水平平面パターンの平均値からの最大または最小レベル値の偏差を指します。
平均値は、最大間隔が5°を超えない水平面における方位のレベルのdB値の算術平均値を指します。
14. 分極化
アンテナにより放射される電磁波の電界方向はアンテナの偏光方向である。電波の電界方向が地面に対して垂直である場合、それを垂直偏波と呼びます。電波の電界方向が地面に平行である場合、それは水平偏光波と呼ばれます。電波の電界方向が地面に45°の角度にある場合、これは+45°または-45°偏光と呼ばれます。