Kontynuując poprzednią dyskusję, chociaż anteny występują w wielu różnych kształtach i formach, można je ogólnie podzielić na kategorie na podstawie podobieństw.
Według długości fali: anteny średniofalowe, anteny krótkofalowe, anteny ultrakrótkofalowe, anteny mikrofalowe...
Ze względu na wydajność: anteny o dużym zysku, anteny o średnim zysku...
Ze względu na kierunkowość: anteny dookólne, anteny kierunkowe, anteny sektorowe...
Według zastosowania: anteny stacji bazowych, anteny telewizyjne, anteny radarowe, anteny radiowe...
Ze względu na konstrukcję: anteny przewodowe,anteny planarne...
Według typu systemu: anteny jednoelementowe, anteny tablicowe...
Dzisiaj skupimy się na omówieniu anten stacji bazowych.
Anteny stacji bazowych są elementem systemu antenowego stacji bazowej i ważną częścią systemu komunikacji mobilnej. Anteny stacji bazowych dzielą się na anteny wewnętrzne i zewnętrzne. Anteny wewnętrzne zazwyczaj obejmują anteny dookólne sufitowe i kierunkowe anteny ścienne. Skupimy się na antenach zewnętrznych, które również dzielą się na dookólne i kierunkowe. Anteny kierunkowe dzielą się dalej na anteny kierunkowe jednopolaryzacyjne i anteny kierunkowe dwupolaryzacyjne. Czym jest polaryzacja? Nie martw się, omówimy to później. Najpierw omówmy anteny dookólne i kierunkowe. Jak sama nazwa wskazuje, antena dookólna nadaje i odbiera sygnały we wszystkich kierunkach, podczas gdy antena kierunkowa nadaje i odbiera sygnały w określonym kierunku.
Anteny dookólne zewnętrzne wyglądają tak:
Zasadniczo jest to pręt – niektóre są grube, inne cienkie.
W porównaniu z antenami dookólnymi, anteny kierunkowe są najszerzej stosowane w rzeczywistych zastosowaniach.
Najczęściej wygląda jak płaski panel, dlatego nazywa się ją anteną panelową.
Antena płaska składa się głównie z następujących części:
Element promieniujący (dipol)
Reflektor (płyta bazowa)
Sieć dystrybucji energii (sieć zasilająca)
Hermetyzacja i ochrona (osłona anteny)
Wcześniej widzieliśmy te dziwnie ukształtowane elementy promieniujące, które w rzeczywistości są elementami promieniującymi anten stacji bazowych. Czy zauważyłeś, że kąty tych elementów promieniujących układają się według pewnego wzoru: albo w kształt „+”, albo w kształt „×”.
To jest to, co wcześniej nazywaliśmy „polaryzacją”.
Gdy fale radiowe rozchodzą się w przestrzeni, kierunek ich pola elektrycznego zmienia się według pewnego wzorca. Zjawisko to nazywa się polaryzacją fal radiowych.
Jeśli kierunek pola elektrycznego fali elektromagnetycznej jest prostopadły do ziemi, nazywamy ją falą spolaryzowaną pionowo. Podobnie, jeśli jest równoległa do ziemi, nazywamy ją falą spolaryzowaną poziomo. Ponadto istnieją również polaryzacje ±45°.
Co więcej, kierunek pola elektrycznego może być również spiralnie wirujący, co nazywamy falą spolaryzowaną eliptycznie.
Podwójna polaryzacja oznacza, że dwa elementy anteny są połączone w jedną całość, tworząc dwie niezależne fale.
Zastosowanie anten dwupolaryzacyjnych może zmniejszyć liczbę anten potrzebnych do zapewnienia zasięgu sieci komórkowej, obniżyć wymagania dotyczące instalacji antenowej, a tym samym obniżyć koszty inwestycji, zapewniając jednocześnie efektywny zasięg. Krótko mówiąc, oferuje wiele korzyści.
Kontynuujemy dyskusję na temat anten dookólnych i kierunkowych.
Dlaczego anteny kierunkowe mogą kontrolować kierunek promieniowania sygnału?
Przyjrzyjmy się najpierw diagramowi:
Ten typ diagramu nazywany jest charakterystyką promieniowania anteny.
Ponieważ przestrzeń jest trójwymiarowa, widok z góry i z przodu do tyłu zapewnia wyraźniejszy i bardziej intuicyjny sposób obserwacji rozkładu natężenia promieniowania anteny.
Na powyższym obrazku widać również charakterystykę promieniowania anteny wytwarzaną przez parę półfalowych symetrycznych dipoli, przypominającą nieco leżącą płasko oponę.
A skoro już o tym mowa, jedną z najważniejszych cech anteny jest zasięg promieniowania.
Jak możemy zwiększyć zasięg tej anteny?
Odpowiedź brzmi — uderzając!
Teraz zasięg promieniowania będzie znacznie większy...
Problem polega na tym, że promieniowanie jest niewidzialne i nieuchwytne; nie można go zobaczyć ani dotknąć, nie da się go też sfotografować.
W teorii anteny, jeśli chcesz coś „uderzyć”, właściwym podejściem jest zwiększenie liczby elementów promieniujących.
Im więcej promieniujących pierwiastków, tym bardziej płaski staje się wzór promieniowania...
Dobrze, opona została spłaszczona w dysk, zasięg sygnału jest zwiększony i promieniuje we wszystkich kierunkach, 360 stopni; to antena dookólna. Ten typ anteny doskonale sprawdza się w odległych, otwartych przestrzeniach. Jednak w mieście trudno jest jej efektywnie używać.
W miastach, gdzie występuje gęsta zaludnienie i duża liczba budynków, zazwyczaj konieczne jest stosowanie anten kierunkowych, aby zapewnić zasięg sygnału na określonych obszarach.
Dlatego musimy „zmodyfikować” antenę dookólną.
Najpierw musimy znaleźć sposób na „skompresowanie” jednej strony:
Jak to skompresować? Dodajemy reflektor i umieszczamy go z jednej strony. Następnie używamy wielu przetworników, aby „skupić” fale dźwiękowe.
Ostatecznie otrzymany wzór promieniowania wygląda następująco:
Na schemacie płat o najwyższym natężeniu promieniowania nazywany jest płatem głównym, natomiast pozostałe płaty nazywane są płatami bocznymi lub płatami wtórnymi. Z tyłu znajduje się także mały ogon, nazywany płatem tylnym.
No cóż, ten kształt trochę przypomina... bakłażana?
Jeśli chodzi o tego „bakłażana”, w jaki sposób można zmaksymalizować zasięg jego sygnału?
Trzymanie go stojąc na ulicy na pewno nie ma sensu; jest zbyt wiele przeszkód.
Im wyżej stoisz, tym dalej możesz widzieć, więc zdecydowanie powinniśmy dążyć do wyżej położonego miejsca.
Jak skierować antenę w dół, będąc na dużej wysokości? To bardzo proste, wystarczy przechylić antenę w dół, prawda?
Tak, jedną z metod jest bezpośrednie pochylenie anteny podczas instalacji. Nazywamy to „mechanicznym pochyleniem w dół”.
Wszystkie nowoczesne anteny posiadają taką możliwość już podczas instalacji; zajmuje się tym ramię mechaniczne.
Jednakże mechaniczne pochylenie w dół również stwarza problem —
Podczas stosowania mechanicznego downtiltu amplitudy składowych pionowej i poziomej anteny pozostają niezmienione, co powoduje poważne zniekształcenie charakterystyki anteny.
To zdecydowanie nie zadziała, ponieważ wpłynęłoby to na zasięg sygnału. Dlatego przyjęliśmy inną metodę, czyli elektryczne obniżanie sygnału, lub po prostu elektroniczne obniżanie sygnału.
Krótko mówiąc, elektryczne pochylenie anteny polega na zachowaniu niezmiennego kąta fizycznego korpusu anteny i dostosowaniu fazy elementów anteny w celu zmiany natężenia pola.
W porównaniu z antenami z mechanicznym pochyleniem w dół, anteny z elektrycznym pochyleniem w dół wykazują mniejsze zmiany w charakterystyce promieniowania, pozwalają na większe kąty pochylenia w dół, a zarówno główny, jak i tylny płat są skierowane w dół.
Oczywiście w praktyce często stosuje się kombinację regulacji pochylenia mechanicznego i elektrycznego.
Po zastosowaniu pochylenia w dół wygląda to tak:
W tej sytuacji główny zakres promieniowania anteny jest wykorzystywany bardzo efektywnie.
Jednakże problemy nadal istnieją:
1. Między głównym listkiem a dolnym listkiem bocznym występuje zerowe pasmo promieniowania, co powoduje powstanie martwej strefy sygnału w tym obszarze. Zjawisko to jest powszechnie nazywane „efektem cienia”.
2. Górny płat boczny ma duży kąt, co wpływa na obszary znajdujące się w większej odległości i łatwo powoduje interferencje międzykomórkowe, co oznacza, że sygnał będzie oddziaływał na inne komórki.
Dlatego musimy dążyć do wypełnienia luki w „dolnej głębokości zerowej” i stłumić intensywność „górnego płata bocznego”.
Konkretne metody obejmują regulację poziomu listków bocznych i stosowanie technik takich jak formowanie wiązki. Szczegóły techniczne są dość skomplikowane. Jeśli jesteś zainteresowany, możesz samodzielnie poszukać odpowiednich informacji.
Aby dowiedzieć się więcej o antenach, odwiedź stronę:
Czas publikacji: 04-12-2025
