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基站天线简史

网优雇佣军  · 公众号  · 通信  · 2025-03-20 16:00

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进入2G时代,数字技术的引入推动设备成本大幅下降,移动产业迎来蓬勃发展的黄金时代。与此同时,天线技术迎来空前的创新和发展。


首先是扇区化,即从全向天线发展为定向天线。


随着移动用户快速增长,运营商的建网原则开始从“覆盖优先”向“提升容量”转变。提升容量的技术之一是扇区化,即把之前的360度全向覆盖划分为三个扇区,每个扇区覆盖120度。


于是,天线的形态从“棍状”演变为平板状的定向天线,天线被封装在更宽的外壳中。


定向天线的好处不仅能提升系统容量,由于信号辐射更集中,还具有更高的天线增益,能实现更远的覆盖距离。


但由于基站被划分为三个扇区后,每个扇区都需要安装两根空间分集的单极化天线,这意味铁塔上的天线数量倍增,不仅需要更多的天面空间,也增加了网络建设和维护的工作量。


2G早期的基站天线


也许正是出于这个原因,基站天线又迎来了一次重大技术进步——从单极化天线演进为双极化天线。


作为一种电感器件,天线会产生电场和磁场,语音和数据信号靠电场传送或接收。极化,就是天线电场的振动方向。无线电波传输都以某种极化方式运行,比如垂直极化和水平极化,前者指电场垂直于地面,后者指电场平行于地面。


考虑人们打电话的姿势与垂直极化信号更匹配,早期的基站天线一般采用基于垂直极化方式的单极化天线。


而双极化天线将两组极化方向相互正交(通常为+45度和-45度)的阵子交叠在一起,可在确保足够隔离度的前提下,以一根天线的外观形态收编过去的两根单极化天线。在外观上,双极化与单极化天线的最大区别是,双极化天线有两个天线端口,分别对应+45度和-45度偏振的两组天线阵列。


双极化天线


双极化天线打破了空间分集带来的部署空间限制,让基站天线可以轻松安装在桅杆、支撑杆、抱杆、灯杆等更多占地面积较小的通信杆塔设施上,使得基站分布越来越密集,网络覆盖也越来越广泛。







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