CN202406312U - 用于移动通信基站的六扇区天线结构 - Google Patents
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Abstract
一种用于移动通信基站的六扇区天线结构，包括一个天线塔，天线塔上设置有平台，平台上固定设置有六个窄波瓣天线，六个窄波瓣天线围绕天线塔的轴心设置，任意两个相邻的窄波瓣天线之间的夹角均为60度，任意一个窄波瓣天线均为33度窄波瓣天线。采用六个窄波瓣天线构成一个六扇区基站。由于窄波瓣天线半功率角较窄，可避免基站相邻扇区间的干扰，同时减小宽波瓣天线分裂小区后、由于软切换增加带来的容量损失。因为窄波瓣天线的增益增加较大，所以可以增加覆盖区域内电平强度，改善深度覆盖效果。本实用新型用6个33度窄波瓣天线替解决了现有技术中室外宏基站天线导致基站容量受限的技术问题。
Description
技术领域：
本实用新型涉及电学领域，尤其涉及移动通信技术，特别是一种用于移动通信基站的六扇区天线结构。
背景技术：
目前CDMA2000蜂窝系统室外宏基站采用360度全向天线的一扇区形式、或65度定向天线的三扇区形式，所有基站再采用码分多址技术组成整个蜂窝网络。由于受限于目前的频点资源，在个别业务忙区，一扇区或三扇区结构的基站容量已经满足不了业务发展的需求。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种用于移动通信基站的六扇区天线结构，所述的这种用于移动通信基站的六扇区天线结构要解决现有技术中CDMA2000蜂窝系统室外宏基站天线导致基站容量受限的技术问题。
本实用新型的这种用于移动通信基站的六扇区天线结构，包括一个天线塔，其中，所述的天线塔上设置有平台，所述的平台上固定设置有六个窄波瓣天线，所述的六个窄波瓣天线围绕天线塔的轴心设置，任意两个相邻的窄波瓣天线之间的夹角均为60度，任意一个窄波瓣天线均为33度窄波瓣天线。
进一步的，所述的天线塔上设置有一个第一平台和一个第二平台，所述的第一平台和第二平台上下间隔设置，第一平台上固定设置有三个所述的窄波瓣天线，第二平台上固定设置有其余的三个窄波瓣天线，在水平面中的投影中，任意两个相邻的窄波瓣天线投影之间的夹角均为60度。
进一步的，所述的第一平台离天线塔底的距离为38.5米，所述的第二平台离天线塔底的距离为30.5米，所述的第一天线平台和第四天线平台上的天线均为33度定向天线，第一平台上的窄波瓣天线的方位角分别是磁北60度、磁北90度和磁北270度，第二平台上的三个定向天线的方位角分别是磁北30度、磁北150度和磁北210度。
具体的，本实用新型中所述的33度窄波瓣天线采用现有技术中的公知方案。窄波瓣天线通过振子的排列组合，波瓣的半功率角压缩为33度，天线增益可增加到21dBi。有关窄波瓣天线的公知技术方案，本领域的技术人员均已经了解，在此不再赘述。
本实用新型的工作原理是：采用六个窄波瓣天线构成一个六扇区基站。由于窄波瓣天线半功率角较窄，可避免基站相邻扇区间的干扰，同时减小宽波瓣天线分裂小区后、由于软切换增加带来的容量损失。由于无线场景的复杂性和主要覆盖目标经常较为分散，所以相邻扇区夹角设置在50度～70度间。因为窄波瓣天线的增益增加较大，所以可以增加覆盖区域内电平强度，改善深度覆盖效果。
本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型用6个33度窄波瓣天线替换现有技术中的360度全向天线和90度/65度定向天线，增加最低50％的CDMA20001X和CDMA20001XEVDO系统容量，并且提升15％的信号优质区域(1xEc/Io＞4；1xEVDO＞10)占比，解决了现有技术中CDMA2000蜂窝系统室外宏基站天线导致基站容量受限的技术问题。
附图说明：
图1是本实用新型的用于移动通信基站的六扇区天线结构的示意图。
图2是本实用新型的用于移动通信基站的六扇区天线结构中的第一平台上的三个天线的方位角示意图。
图3是本实用新型的用于移动通信基站的六扇区天线结构中的第二平台上的三个天线的方位角示意图。
图4是本实用新型的用于移动通信基站的六扇区天线结构中的6扇区33度天线方向示意图。
具体实施方式：
实施例1：
如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的用于移动通信基站的六扇区天线结构，包括一个天线塔1，其中，所述的天线塔1上设置有平台，所述的平台上固定设置有六个窄波瓣天线2，所述的六个窄波瓣天线2围绕天线塔1的轴心设置，任意两个相邻的窄波瓣天线2之间的夹角均为60度，任意一个窄波瓣天线2均为33度窄波瓣天线2。
进一步的，所述的天线塔1上设置有一个第一平台3和一个第二平台4，所述的第一平台3和第二平台4上下间隔设置，第一平台3上固定设置有三个所述的窄波瓣天线2，第二平台4上固定设置有其余的三个窄波瓣天线2，在水平面中的投影中，任意两个相邻的窄波瓣天线2投影之间的夹角均为60度。
进一步的，所述的第一平台3离天线塔底的距离为38.5米，所述的第二平台4离天线塔1底的距离为30.5米，所述的第一天线平台和第四天线平台上的天线均为33度定向天线，第一平台3上的窄波瓣天线2的方位角分别是磁北60度、磁北90度和磁北270度，第二平台4上的三个定向天线的方位角分别是磁北30度、磁北150度和磁北210度。
本实施例的工作原理是：采用六个窄波瓣天线2构成一个六扇区基站。由于窄波瓣天线2的半功率角较窄，可避免基站相邻扇区间的干扰，同时减小宽波瓣天线分裂小区后、由于软切换增加带来的容量损失。由于无线场景的复杂性和主要覆盖目标经常较为分散，所以相邻扇区夹角设置在50度～70度间。因为窄波瓣天线2的增益增加较大，所以可以增加覆盖区域内电平强度，改善深度覆盖效果。采用六扇区33度天线后，两副相邻天线夹角为60度，本小区主瓣方向与邻小区的差异在18dB，
具体的，根据目前CDMA2000室外基站的实际测试结果，CDMA20001X单载频一个扇区能同时满足40个用户同时通话需求，CDMA20001EVDO单载频一个扇区能满足前向1.2Mbps的流量需求。本实用新型将原全向天线或90度/65度定向天线替换成33窄波瓣天线。窄波瓣天线通过振子的排列组合，波瓣的半功率角压缩为33度，天线增益则增加到了21dBi。改造后的六扇区基站相邻小区间隔控制在60度时可以取得最理想的覆盖效果。由于无线场景的复杂性和主要覆盖目标较为分散，相邻扇区夹角可以根据实际覆盖需要在50度～70度间进行调整。现有的多数厂家基站设备均支持六扇区形式。个别基站虽不支持六扇区形式，但可以采用背靠背形式，即采用两台独立的相同配置的基站设备同样组成一个六扇区基站，经过测试对比，可以取得同样容量提升效果，仅会略微提高软切换率。此外，由于改造后基站容量得到了50％～100％的提升，所以需要增加基站相应的传输配置。
本发明人对某通信运营商位于某区的一个CDMA2000基站用窄波瓣天线进行了6扇区改造。基站原为三扇区形式，采用半功率角为65度，增益为15dBi的定向天线，天线挂高位38.5米。本实用新型用半功率角为33度，增益为23dBi的定向天线替换原有三幅天线，并增加三幅天线共同组成六扇区基站。改造前后的扇区天线方位角如下表所示：
本实用新型涉及到对现网的设备的调整和割接，所以在工程改造前需制定一个详细的割接方法将对现网的影响降低到最小。割接步骤如下：
1)割接前确认铁塔承重已复核
2)割接前确认铁塔加固工程，新增传输资源工程，电源扩容工程已到位
3)安装新增扇区天线
4)安装新增主设备，连接新增天馈
5)避开早晚忙时，关闭原主设备，开通调试新主设备
6)对新站进行DT和CQT测试，如出现问题需及时复原老站，并及时查明原因，重新开通调试老站
7)替换原设备天线，连接替换后天馈
8)开通调试原设备
9)对新、老基站进行DT和CQT测试，如出现问题需及时复原老站和天线，并及时查明原因，以便重新割接调试
改造后通过仿真、DT测试、现网性能、容量加载测试对上述实例进行了对比论证。
仿真、DT测试结果表明，当六扇区相邻小区间隔为60度时，采用了六扇区后，近点信号纯净区域有所增加，对于系统Rx和Tx指标都有所改善，其中DT实际测试提升比例要大于仿真结果，尤其是终端反向发生功率会明显降低。
现网性能测试结果则表明当六扇区相邻小区间隔为60度时，六扇区改造对本基站和邻近基站CDMA20001X系统的掉话率、呼叫建立成功率、CDMA20001XEVDO系统的掉线率、连接建立成功率无明显影响，但相邻小区间隔小于60度，如本次试验第一扇区分裂后呈30度时，上述指标会有所恶化。所以在选择小区裂化时，需考虑小区分裂后的两个相邻小区的夹角，避免过近。
对于CDMA20001X容量加载测试表明，三扇区情况下，容量受限于反向底噪的抬升。当基站改造成六扇区后，容量受限条件从反响底噪受限转变为walsh码资源受限。这点原因从仿真和DT测试都可以加以验证，六扇区的改造大大降低了终端发射功率。本次试验三个扇区容量分别提升从47.92％(改造后未饱和)，112.00％和80.39％。但由于限于本次试验的局限性，并留有一定余量，建议以50％为1X容量提升参考。
对于CDMA20001XEVDO容量加载测试表明，每用户平均速率提升了117％。两者差异可归因于现网DO数据业务含大量低流量业务而加载测试为FTP下载业务，单业务高速下载更能体现极限容量的提升，现网性能指标则更能反映对现网用户感知体验的改善。鉴于数据业务行为多样性、复杂性以及本次试验的局限性，并留有一定余量，建议仍以50％为DO容量提升为参考。
Claims (3)
1.一种用于移动通信基站的六扇区天线结构，包括一个天线塔，其特征在于：所述的天线塔上设置有平台，所述的平台上固定设置有六个窄波瓣天线，所述的六个窄波瓣天线围绕天线塔的轴心设置，任意两个相邻的窄波瓣天线之间的夹角均为60度，任意一个窄波瓣天线均为33度窄波瓣天线。
2.如权利要求1所述的用于移动通信基站的六扇区天线结构，其特征在于：所述的天线塔上设置有一个第一平台和一个第二平台，所述的第一平台和第二平台上下间隔设置，第一平台上固定设置有三个所述的窄波瓣天线，第二平台上固定设置有其余的三个窄波瓣天线，在水平面中的投影中，任意两个相邻的窄波瓣天线投影之间的夹角均为60度。
3.如权利要求2所述的用于移动通信基站的六扇区天线结构，其特征在于：所述的第一平台离天线塔底的距离为38.5米，所述的第二平台离天线塔底的距离为30.5米，所述的第一天线平台和第四天线平台上的天线均为33度定向天线，第一平台上的窄波瓣天线的方位角分别是磁北60度、磁北90度和磁北270度，第二平台上的三个定向天线的方位角分别是磁北30度、磁北150度和磁北210度。
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