如何準(zhǔn)確的測(cè)試及評(píng)估移動(dòng)通信天線的性能

　　天線在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的作用好比人的眼睛和耳朵，好比足球隊(duì)的臨門(mén)一腳，其性能的好壞直接影響網(wǎng)絡(luò)覆蓋的效果，其可靠性屬于單點(diǎn)失效，會(huì)直接導(dǎo)致本扇區(qū)覆蓋失效。而如何準(zhǔn)確的測(cè)試及評(píng)估天線性能，目前仍存在一些問(wèn)題需要探討及優(yōu)化。一、天線測(cè)試場(chǎng)地及要求天線輻射參數(shù)要求在自由空間中進(jìn)行測(cè)試，現(xiàn)實(shí)中，只能盡可能的模擬自由空間，稱(chēng)為準(zhǔn)自由空間。高質(zhì)量的現(xiàn)代微波暗室是目前最好的準(zhǔn)自由空間。通常有室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試、室內(nèi)緊縮場(chǎng)測(cè)試及室內(nèi)近場(chǎng)測(cè)試三類(lèi)測(cè)試方法。理論上，這三類(lèi)方法都是正確的，都有可能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測(cè)試，但實(shí)際上由于各自硬件條件的限制、經(jīng)費(fèi)預(yù)算的限制、以及對(duì)測(cè)試效率的期望，導(dǎo)致每一種測(cè)試方法所對(duì)應(yīng)的實(shí)際系統(tǒng)會(huì)引入各自固有的測(cè)試誤差，從而限制了輻射參數(shù)測(cè)試的準(zhǔn)確性。對(duì)此，需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行量化的要求，如靜區(qū)反射電平、尺寸的要求等等，保證測(cè)試精度。舉例如下（以直接遠(yuǎn)場(chǎng)和緊縮場(chǎng)輻射參數(shù)測(cè)試場(chǎng)地為例）：

　　二、增益的準(zhǔn)確標(biāo)定天線增益測(cè)試中，影響其精度的因素較多，如標(biāo)準(zhǔn)增益天線的增益精度、擬合的光滑增益頻響曲線的準(zhǔn)確性、不同場(chǎng)地環(huán)境誤差的影響及不同口徑、寬帶/窄帶喇叭的駐波比、波束寬度和增益值差別帶來(lái)的增益誤差等。因此，建議在達(dá)到計(jì)量精度要求的場(chǎng)地中，采用理論上嚴(yán)格的三天線法進(jìn)行增益的絕對(duì)測(cè)試和標(biāo)定。其他測(cè)試場(chǎng)地使用的標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭必須經(jīng)過(guò)計(jì)量場(chǎng)地標(biāo)定。三、方向圖主平面的切割基準(zhǔn)在現(xiàn)行的基站天線的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和各家企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于天線輻射性能指標(biāo)要求均是以主面為基準(zhǔn)的定義體系。所謂主面，就是以標(biāo)稱(chēng)的電軸線方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，稱(chēng)為波束指向角。而與天線增益最大值的實(shí)際位置無(wú)關(guān)。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，天線的電軸是網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)計(jì)波束指向的方向依據(jù)，所以在網(wǎng)絡(luò)的工作頻段上，天線的電軸是唯一。因此。水平面方向圖就是包含電軸和水平軸的切割面，垂直面方向圖就是包含電軸和垂直軸的切割面，波束指向的基準(zhǔn)是電軸。以5度下傾角天線為例來(lái)說(shuō)明：對(duì)于水平面方向圖，應(yīng)該切物理上的Θ=95度面所對(duì)應(yīng)的方向圖且以Φ=0 為方向角基準(zhǔn)；對(duì)于垂直面方向圖，應(yīng)該切天線法向瞄準(zhǔn)軸的平面，比如叫Φ=0度面。當(dāng)然，如果是0度下傾角天線，就回歸為常規(guī)定義上的水平面和垂直面。在近場(chǎng)測(cè)量沒(méi)有投入國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信天線測(cè)試運(yùn)營(yíng)之前，行業(yè)內(nèi)的專(zhuān)家對(duì)于上述定義沒(méi)有異議。但在近場(chǎng)測(cè)量投入測(cè)試運(yùn)營(yíng)之后，有專(zhuān)家對(duì)方向圖的切割基準(zhǔn)有了另外一種說(shuō)法，即按最大增益方向進(jìn)行切割。同樣以上面的天線為例，對(duì)于不同的頻點(diǎn)，真實(shí)的波束水平面最大指向可能發(fā)生在96度，也可能在94度。從立體圖看，Θ=95度的水平面方向圖可能是各種各樣的：對(duì)稱(chēng)的標(biāo)準(zhǔn)圓弧尖頂、圓弧平頂、偏斜一側(cè)或者同時(shí)兼有偏斜、馬鞍頂或者多波浪頂，以及各頻點(diǎn)指向的離散性等。同樣，對(duì)于垂直面方向圖，如果在最大值所對(duì)應(yīng)的Φ角去切割，則會(huì)由于波束偏斜的不同、儀表接收值抖動(dòng)的不同、頻點(diǎn)的不同，帶來(lái)Φ角的巨大變化。如下圖1、2所示，按最大增益方向切割方式，天線的測(cè)試誤差將會(huì)增大。