[科普中国]-双极化天线

双极化天线是一种新型天线技术，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。

简介双极化天线是一种新型天线技术，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；一般GSM数字移动通信网的定向基站（三扇区）要使用6根天线，每个扇形使用2根天线（空间分集，一发两收），如果使用双极化天线，每个扇形只需要1根天线；同时由于在双极化天线中，±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求（≥30dB），因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm；另外，双极化天线具有电调天线的优点，在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样，可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务质量。如果使用双极化天线，由于双极化天线对架设安装要求不高，不需要征地建塔，只需要架一根直径20cm的铁柱，将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可，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。

同时由于±45°为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果（其极化分集增益约为5dB，比单极化天线提高约2dB）1。

主要参数电气参数 Electric Specifications

频率范围 Frequency rang（MHz） 2300～2700

极化方式 Polarization ±45º

增益 Gain（dBi） 2×15

波瓣宽度Beamwidth（°） H:65 V:14

前后比Front-to-back ratio（dB） ≥25

输入阻抗Input Impedance（Ω） 50

电压驻波比 VSWR ≤1.5

隔离度Isolation between ports ≥28dB

交叉极化鉴别率Cross-polar ratio ≥15dB@0º ≥10dB@+/-60º

上第一副瓣抑制Sidelobe suppression for first sidelobe above horizon 15 dB

最大功率 Max power（W） 200

雷电保护Lightning protection 直流接地DC Ground

机械参数Mechanical Specifications

接头类型Connector model 2-N母头 2-N Female

天线尺寸antenna size （mm） 500*114*54

包装尺寸Packing size（mm） 530*125*105

天线重量Antenna weight （kg） 4

天线罩材料Radome material UPVC

天线罩颜色Radome color 灰色Gray

机械可调倾角Mechanical tilt（°） 0～10

工作温度Working Temperatu（°c） -40～60

极限风速Rated Wind Velocit（m/s） 60

抱杆直径Pole diamete（mm） 35～502

方向性图下倾技术为了使信号限制在服务小区覆盖范围内，并且降低对其他同频小区的干扰，天线垂直方向性图下倾是一种比较有效的天线技术。其作用可以使小区覆盖范围变小，加强本覆盖区内的信号强度，增加抗同频干扰能力，同时使天线在干扰方向上的增益下降，降低其他同频小区的干扰；选择合适的下倾角可以使天线至本小区边界的射线与天线至受干扰小区边界的射线之间处于垂直方向图中增益衰减变化最大的部分，从而使受干扰小区的同频干扰减至最小。通常采用机械下倾和电子下倾两种方法实现天线垂直方向性图下倾。

⑴ 机械下倾是物理地向下倾斜天线。虽然采用这种技术也能使同频干扰降低，但由于采用物理下倾，其施工和维护十分麻烦，且其调整倾角的精度较低（步进精度为1°）。此外由于下倾角度是模拟计算软件的理论值，和理论最佳值有一定偏差。在网络调整中，必须先将基站系统停机，不能在调整天线中同时监测调整效果，不可能对网络实行精细调整。

⑵ 电子下倾是改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，使天线的垂直方向性图下倾。由于天线各方向的场强强度同时增大和减小，从而保证在改变倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向性图在服务小区扇区内减少覆盖面积但又不产生干扰。可调电子下倾天线允许系统不停机的情况下对垂直方向性图下倾角调整，实时监测调整的效果，调整倾角的步进精度也较高（为0.1°），因此可以对网络实施精细调整）。天线下倾后，覆盖边缘区由于偏离天线的的主瓣，使信号强度有所下降，这可以通过合理增大发射机功率来补偿。 移动网络中用户投诉集中在高密度话务区中，接通率低和呼损率高实际上反映了高话务区地区的容量不足和同频干扰。但是天线下倾角度要适当，如果倾角过大，天线方向图会严重变形，欲控制覆盖范围和降低同频干扰反而适得其反；下倾角如果太小就起不了作用。因此采用机械下倾方式较难解决高话务区接通率低和掉话率高的问题，只有采取可调电子下倾天线技术才能解决高话务区中的问题3。

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学