一、概述

早在 3G 試驗網(wǎng)建設初期，研究人員就發(fā)現：3G 信號衰減快、穿透損耗大、繞射能力差，在室內分布系統中，2G、3G 信號覆蓋不能同步，3G 信號覆蓋范圍小、盲點(diǎn)和弱區多。這些問(wèn)題是3G 信號頻率高所致，通常被認為是不可逾越的技術(shù)障礙。要獲得良好的3G 室內信號，唯有增加天線(xiàn)密度。所以，對3G 室內分布系統，業(yè)界普遍認同“小功率、多天線(xiàn)”的設計原則。然而，這一原則雖然解決了3G 信號覆蓋問(wèn)題，卻帶來(lái)了建設投資成倍增加和大規模的2G 室內分布系統改造，同時(shí)，還導致更嚴重的2G 信號泄漏。

通過(guò)長(cháng)期觀(guān)察、測試和研究，我們發(fā)現傳統全向吸頂天線(xiàn)存在一些技術(shù)缺陷，如高頻信號向天線(xiàn)正下方聚集，信號分布不均勻、不穩定等。高頻信號聚集效應是導致3G 等高頻信號快速衰減和覆蓋半徑小的真正技術(shù)原因。經(jīng)過(guò)對寬帶天線(xiàn)的技術(shù)研究、反復實(shí)驗和不斷改進(jìn)，我們研發(fā)出了寬帶、高效、節能和環(huán)保的新型全向吸頂天線(xiàn)。

新型全向吸頂天線(xiàn)拓寬了工作頻帶，降低了高頻信號電磁輻射，單天線(xiàn)覆蓋面積擴大一倍以上，改善了信號覆蓋均勻度，克服了技術(shù)障礙，彌補了缺陷，提高覆蓋效率，大大簡(jiǎn)化了3G 室內分布系統，改變了3G 室分建設基本原則，實(shí)現了全頻段、多網(wǎng)絡(luò )同步覆蓋，避免了重復建設，提高了室分資源的利用率，有效提升了整個(gè)室內分布系統整體效率和室內網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量，節約了大量的網(wǎng)絡(luò )建設投資和運營(yíng)成本，降本增效、節能降耗、低碳環(huán)保，社會(huì )效益和經(jīng)濟效益顯著(zhù)。

本文介紹新型全向吸頂天線(xiàn)主要技術(shù)特性，探討其技術(shù)標準。

二、新型全向天線(xiàn)吸頂天線(xiàn)主要技術(shù)特性

新型全向吸頂天線(xiàn)檢測技術(shù)指標見(jiàn)表 1。在覆蓋半徑邊緣對應的85°輻射角，天線(xiàn)高頻段增益比低頻段增益高1dB～2dB，對比傳統全向吸頂天線(xiàn)，平均增益提高了4.22dB，有效擴大了高頻信號覆蓋范圍，加上3G 系統CDMA 技術(shù)優(yōu)勢，使2G、3G 信號覆蓋范圍基本一致，改變了“小功率、多天線(xiàn)”的3G 室分設計原則。

高頻信號輻射最強對應天線(xiàn)下方30°輻射角，天線(xiàn)高頻段平均增益為-5.5dB，對比傳統全向吸頂天線(xiàn)，平均增益降低了10dB，有效降低了電磁輻射，提高了最小耦合損耗，因此，降低了輻射，提高了天線(xiàn)口饋入信號功率的允許值。

通過(guò)適當設計天線(xiàn)覆蓋半徑，調整天線(xiàn)口饋入功率，可以使高、低頻段不同邊緣場(chǎng)強要求的通信系統同步覆蓋，解決了2G、3G 網(wǎng)絡(luò )覆蓋不同步的技術(shù)難題，突破室內分布系統多系統共享的技術(shù)障礙。

另外，新型全向吸頂天線(xiàn)結構簡(jiǎn)單，完全軸對稱(chēng)，85°輻射角不圓度可控制在1dB 以?xún)�，信號分布更均勻，而且工作帶寬更寬。新型全向吸頂天線(xiàn)主要技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)有：
（1）突破思維定式，首先發(fā)現并證實(shí)了傳統天線(xiàn)存在的技術(shù)缺陷，找到了3G 信號快速衰減的真正技術(shù)原因。
（2）提出了輻射角增益和輻射角不圓度技術(shù)指標，并定義30°和85°輻射角作為衡量全向天線(xiàn)下方和覆蓋邊緣技術(shù)性能的典型角度，更加準確地反映了全向天線(xiàn)信號覆蓋均勻性和穩定性，完善了全向天線(xiàn)指標體系，豐富了天線(xiàn)
技術(shù)理論。
（3）在設計思路上，突破了傳統全向吸頂天線(xiàn)單純追求高增益的設計理念，將天線(xiàn)實(shí)際應用中信號分布均勻、穩定性和全頻段信號覆蓋邊緣場(chǎng)強的一致性作為全向天線(xiàn)設計的重點(diǎn)。
（4）在寬帶天線(xiàn)技術(shù)上，將半波振子和雙錐天線(xiàn)巧妙結合起來(lái)，低頻段為半波振子、高頻段為雙錐天線(xiàn)，避免了偶極天線(xiàn)高、低頻率垂直方向圖差異過(guò)大問(wèn)題，并將高頻信號最大增益輻射角調整到70°左右，加強了目標覆蓋半徑邊緣的信號，解決了高頻信號聚集問(wèn)題，擴大了覆蓋范圍，提高了覆蓋效率，同時(shí)，有效緩解了天線(xiàn)近處電磁輻射。
（5）提出了更高的互調指標要求，三階互調小于-140dBc，有效降低了多系統合路時(shí)系統間的互調干擾。
（6）設計精準，取消了阻抗匹配片（線(xiàn)）和振子防雷接地，結構簡(jiǎn)單、對稱(chēng)，無(wú)需阻抗調測，生產(chǎn)裝配容易，便于規�；�生產(chǎn)，產(chǎn)品一致性、穩定性好，不圓度指標低。
（7）制定了明確的技術(shù)性能指標、制造材質(zhì)和組件質(zhì)量要求，質(zhì)量可控，成本清晰。
（8）擴展了工作帶寬（800MHz-3000MHz），比傳統天線(xiàn)高端擴展了500MHz，利于WLAN 接入和網(wǎng)絡(luò )向LTE 演進(jìn)，避免再次改造。

三、室內全向吸頂天線(xiàn)技術(shù)標準探討

GB/T 9410-2008《移動(dòng)通信天線(xiàn)通用技術(shù)規范》和 GB/T 21195-2007《移動(dòng)通信室內信號分布系統天線(xiàn)技術(shù)條件》對我國室內全向吸頂天線(xiàn)提出了技術(shù)要求，但現行標準存在以下不足：
（1）GB/T 9410-2008 中5.1 條表1 中提出了室內全向吸頂天線(xiàn)電性能要求，但只規定了增益，沒(méi)有明確最大增益的方向，不圓度指標高、低頻段采用不同的輻射角，不能真實(shí)反映室內分布系統對全向吸頂天線(xiàn)信號覆蓋性能。實(shí)
際上，提高覆蓋邊緣對應的高輻射角增益和圓度才是有益的，而低輻射角增益高卻是增強輻射，是無(wú)益的。

（2）GB/T 9410-2008 中4.1.3 條提到了天線(xiàn)材料要求，但實(shí)際上沒(méi)有相關(guān)技術(shù)規范對天線(xiàn)組件材質(zhì)和性能提出明確要求，導致移動(dòng)通信天線(xiàn)質(zhì)量參差不齊和惡性?xún)r(jià)格競爭，不利于行業(yè)健康發(fā)展。

（3）GB/T 9410-2008 中4.1.4 條提出“天線(xiàn)設計應有利于防雷”，GB/T21195-2007 中5.1.5 條提出“防雷要求：直接接地”，與YD/T 1059-2004《移動(dòng)通信系統基站天線(xiàn)技術(shù)條件》中5.1 條一致，室內天線(xiàn)和室外天線(xiàn)防雷要求完全等同，顯然，現行標準沒(méi)有考慮室內、室外的差異。事實(shí)上，室外天線(xiàn)一般安裝在建筑和桿塔的頂部，天線(xiàn)尺度大，遭雷直擊概率大，因此，天線(xiàn)振子直接接地要求是合理的。但對室內天線(xiàn)，天線(xiàn)振子體積小，且安裝于建筑物內部，一般建筑都有防雷措施，室內被雷擊的可能性極小，因此，振子接地要求意義不大。

為了更準確描述室內全向吸頂天線(xiàn)實(shí)際覆蓋性能，新型全向吸頂天線(xiàn)引入了輻射角增益和輻射角不圓度指標，并根據室內實(shí)際場(chǎng)景信號覆蓋分布情況，定義85°和30°輻射角作為天線(xiàn)高、低輻射角的典型角度，85°輻射角代表天線(xiàn)覆蓋半徑邊緣，30°輻射角代表天線(xiàn)下方最強輻射對應角度。天線(xiàn)85°輻射角增益越高意味著(zhù)覆蓋半徑邊緣信號越強，單天線(xiàn)覆蓋范圍更廣，85°輻射角不圓度越低意味著(zhù)覆蓋半徑邊緣信號越穩定；天線(xiàn)30°輻射角增益越低意味著(zhù)
天線(xiàn)下方電磁輻射越小，室內信號分布越均勻。

為了更確切反映室內全向吸頂天線(xiàn)在室內分布系統中實(shí)際覆蓋性能，統一產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求，在GB/T 21195-2007 技術(shù)規范的基礎上，我們制定了新型全向吸頂天線(xiàn)主要技術(shù)指標，見(jiàn)表2。對比天線(xiàn)整體技術(shù)性能，新型全向吸頂天線(xiàn)技術(shù)指標中明確了不同覆蓋角增益和覆蓋邊緣不圓度，并把高、低頻段增益和不圓度控制指標統一到85°輻射角，更容易體現信號分布的均勻性和穩定性。對天線(xiàn)組件材質(zhì)及性能，新型全向吸頂天線(xiàn)也作了明確規定，利于產(chǎn)品的規范生產(chǎn)和統一質(zhì)量控制標準。

表2 新型全向吸頂天線(xiàn)主要技術(shù)指標（中國聯(lián)通暫行標準）
四 結束語(yǔ)

新型全向吸頂天線(xiàn)改變了高頻段技術(shù)性能，突破了2G、3G 網(wǎng)絡(luò )覆蓋不同步的技術(shù)障礙，解決了室內分布系統多系統合路共享的技術(shù)難題，改變了3G 室內分布系統設計的基本原則，給3G 室內分布系統建設帶來(lái)了根本性變革，是傳統全向吸頂天線(xiàn)的替代性產(chǎn)品。新型全向吸頂天線(xiàn)已在中國聯(lián)通推廣應用，中國聯(lián)通已制訂新型全向吸頂天線(xiàn)技術(shù)指標企業(yè)標準，并在積極推動(dòng)盡快形成行業(yè)、國家和國際標準，促進(jìn)全球電信業(yè)的健康發(fā)展。