移动通信基站天馈线的几个重要问题

1 调节天线的俯仰角到底起什么作用?
天线是无线信号与基站之间的接口 , 没有天线 , 基站将无法实现与手机之间的信号交流 。900MHz蜂窝天线大多采用柱状天线 , 对于 定向站而言 , 天线通过天线调节支架固定在长约4m、直径约7cm的镀锌钢管(俗称抱杆)上 。天线的俯仰角 , 即天线与抱杆之间的夹角 , 可调范围为0°~5° , 施工中可调节它使地面信号状况得到一定的改善 。有人认为依靠调整俯仰角就能改变无线信号的覆盖范围 , 从而达到消除同频干扰的目的 , 这种观点是值得商榷的 。

我们用仪器测得的信号覆盖范围受两方面因素影响:一是天线所发直射波所能达到的最远距离 , 二是到达该地点的信号强度足以为仪器所捕捉 。900MHz移动通信是近地表面视线通信 , 天线所发直射波能达到的最远距离(S)直接与收、发天线的高度有关 , 具体关系式为:

S=2R(H h)
其中:R为地球半径 , 约6370km;
H为基站天线中心点高度;
h为手机或测试仪表天线高度 。
可见 , 基站无线信号所能达到的最大范围是由天线高度所决定的 。

由于900MHz电波频率较高 , 近地表传播易使信号被衰减 , 为尽量减少这种损耗 , 人们采用了垂直极化传播方式 。水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流 , 极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减 , 而垂直极化方式则不易产生极化电流 , 从而避免了能量的大幅衰减;保证了信号的有效传播 。为实现垂直极化 , 使天线保持与地平面呈垂直状态是必要的 。

那么 , 俯仰角是如何影响地面实测信号的呢?通常我们将天线下端A固定在抱杆上 , 上端B则通过无线调节架与抱杆固定 。可在5°范围内调节俯仰角 , 天线中心O距地面的高度H值变化是极为微小的 , 也就是说俯仰角的变化对信号所能达到的最远距离S的影响是极为微小的 。另一方面 , 假设抱杆垂直于地平面 , 改变了俯仰角 , 也就改变了天线与地平面的垂直状态 , 从而使所发信号产生了水平极化分量 , 这个分量在传播中很快被衰减掉 , 这样到达实测地点的信号强度也就发生了变化 , 这才是仪器能反映出俯仰角变化的主要原因 。天线严重偏离垂直状态时 , 电信号会发生严重衰减 , 有例可证;在某地基站A网扩容期间 , 曾发生过某扇区用户电话无法接通和拨出的故障 , 由于及时检查天线 , 发现因调节支架的“U”型卡子断裂、该扇区天线倒在了平台上 , 扶正天线后故障立即排除 。

总之 , 俯仰角的变化对信号有效覆盖面的影响是微弱的 , 原则上讲 , 俯仰角的调整主要是为了克服天线抱杆与地平面的不垂直度 , 而使天线尽可能垂直于地平面 , 保证信号的有效传播 。那么 , 如何避免因基站数增多、信号覆盖区域重叠而产生的同频干扰?本人认为要害在于工程技术人员合理规划蜂窝小区的频率 , 并通过调整基站的发信功率及无线高度来改变信号的有效覆盖面 , 才能从根本上解决同频干扰问题 。

2 馈线的接地要求
近来 , 在馈线接地方面 , 大多采用3点接地防护方式 , 即第一点在天线处 , 馈线防护层接地;第二点在铁塔与天桥联接处 , 馈线防护层接地;第三点在孔板前 , 馈线防护层接地 。这3点“地” , 通常都连在铁塔地上 。众所周知 , 铁塔是非常轻易遭受雷电袭击的 。虽然 , 塔基下面有较好的防护接地网 , 但在碰到超低空雷击时 , 其静电电流很大 , 在雷电入地前 , 可能早已通过馈线防护层窜入了室内机架 , 这样 , 馈线接地非但没有起到防雷保护效果 , 相反可能“引狼入室” , 自找苦吃 。这里 , 建议馈线接地必须接到单独的馈线保护地上(采用一点接地即可) , 这一地与铁塔地、设备工作地分开 , 以确保设备安全 。

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