I forlængelse af den foregående diskussion, selvom antenner findes i en bred vifte af former og udformninger, kan de bredt kategoriseres baseret på ligheder.
Efter bølgelængde: mellembølgeantenner, kortbølgeantenner, ultrakortbølgeantenner, mikrobølgeantenner...
Efter ydeevne: antenner med høj forstærkning, antenner med mellem forstærkning...
Efter retningsbestemmelse: rundstrålende antenner, retningsbestemte antenner, sektorantenner...
Efter anvendelse: basestationsantenner, tv-antenner, radarantenner, radioantenner...
Efter struktur: trådantenner,plane antenner...
Efter systemtype: enkeltelementantenner, antennearrays...
I dag vil vi fokusere på at diskutere basestationsantenner.
Basestationsantenner er en komponent i basestationens antennesystem og en vigtig del af mobilkommunikationssystemet. Basestationsantenner er generelt opdelt i indendørs og udendørs antenner. Indendørs antenner omfatter normalt omnidirektionelle loftsantenner og retningsbestemte vægmonterede antenner. Vi vil fokusere på udendørs antenner, som også er opdelt i omnidirektionelle og retningsbestemte typer. Retningsbestemte antenner er yderligere opdelt i retningsbestemte enkeltpolariserede antenner og retningsbestemte dobbeltpolariserede antenner. Hvad er polarisering? Bare rolig, vi diskuterer det senere. Lad os først tale om omnidirektionelle og retningsbestemte antenner. Som navnet antyder, sender og modtager en omnidirektionel antenne signaler i alle retninger, mens en retningsbestemt antenne sender og modtager signaler i en bestemt retning.
Udendørs omnidirektionelle antenner ser sådan ud:
Det er i bund og grund en stang, nogle er tykke, andre er tynde.
Sammenlignet med omnidirektionelle antenner er retningsbestemte antenner de mest anvendte i virkelige applikationer.
Det meste af tiden ligner det en fladskærm, hvilket er grunden til, at det kaldes en panelantenne.
En plan antenne består hovedsageligt af følgende dele:
Strålende element (dipol)
Reflektor (bundplade)
Strømforsyningsnetværk (forsyningsnetværk)
Indkapsling og beskyttelse (antenne radome)
Tidligere så vi de mærkeligt formede udstrålende elementer, som faktisk er de udstrålende elementer på basestationsantenner. Har du bemærket, at vinklerne på disse udstrålende elementer følger et bestemt mønster: de er enten i en "+"-form eller en "×"-form.
Det er det, vi tidligere omtalte som "polarisering".
Når radiobølger udbreder sig i rummet, ændrer retningen af deres elektriske felt sig i henhold til et bestemt mønster; dette fænomen kaldes polarisering af radiobølger.
Hvis det elektriske feltretning for en elektromagnetisk bølge er vinkelret på jorden, kalder vi den en vertikalt polariseret bølge. Tilsvarende, hvis den er parallel med jorden, kaldes den en horisontalt polariseret bølge. Derudover er der også ±45° polarisationer.
Desuden kan retningen af det elektriske felt også være spiralformet roterende, hvilket kaldes en elliptisk polariseret bølge.
Dobbeltpolarisering betyder, at to antenneelementer kombineres i en enkelt enhed og danner to uafhængige bølger.
Brug af dobbeltpolariserede antenner kan reducere antallet af antenner, der er nødvendige for celledækning, sænke kravene til antenneinstallation og dermed reducere investeringer, samtidig med at effektiv dækning stadig sikres. Kort sagt, det giver mange fordele.
Vi fortsætter vores diskussion om omnidirektionelle og retningsbestemte antenner.
Hvorfor kan retningsbestemte antenner styre retningen af signalstråling?
Lad os først se på et diagram:
Denne type diagram kaldes et antennestrålingsmønster.
Fordi rummet er tredimensionelt, giver denne top-down-visning og forfra-bagfra-visning en klarere og mere intuitiv måde at observere fordelingen af antennestrålingsintensiteten.
Billedet ovenfor er også et antennestrålingsmønster produceret af et par halvbølgesymmetriske dipoler, der ligner et fladt dæk.
Apropos, er en af de vigtigste egenskaber ved en antenne dens strålingsområde.
Hvordan kan vi få denne antenne til at udstråle yderligere?
Svaret er – ved at ramme den!
Nu vil strålingsafstanden være meget større ...
Problemet er, at stråling er usynlig og uhåndgribelig; du kan ikke se den eller røre ved den, og du kan heller ikke fotografere den.
I antenneteorien er den korrekte fremgangsmåde at øge antallet af udstrålende elementer, hvis man vil "slå" den.
Jo flere udstrålende elementer, desto fladere bliver strålingsmønsteret...
Okay, dækket er blevet fladtrykt til en skive, signalrækkevidden er udvidet, og den udstråler i alle retninger, 360 grader; det er en omnidirektionel antenne. Denne type antenne er fremragende til brug i fjerntliggende, åbne områder. Men i en by er denne type antenne vanskelig at bruge effektivt.
I byer, hvor der er tæt befolkning og mange bygninger, er det normalt nødvendigt at bruge retningsbestemte antenner til at give signaldækning til bestemte områder.
Derfor er vi nødt til at "modificere" den omnidirektionelle antenne.
Først skal vi finde en måde at "komprimere" den ene side af den:
Hvordan komprimerer vi det? Vi tilføjer en reflektor og placerer den på den ene side. Derefter bruger vi flere transducere til at "fokusere" lydbølgerne.
Endelig ser det opnåede strålingsmønster således ud:
I diagrammet kaldes den lap med den højeste strålingsintensitet hovedlap, mens de resterende lapper kaldes sidelapper eller sekundære lapper, og der er også en lille hale bagtil kaldet baglap.
Øh, denne form ligner lidt ... en aubergine?
Hvordan kan man maksimere signaldækningen med hensyn til denne "aubergine"?
At holde den, mens man står på gaden, vil bestemt ikke fungere; der er for mange forhindringer.
Jo højere man står, jo længere kan man se, så vi skal helt sikkert sigte mod højere terræn.
Når man er i stor højde, hvordan retter man så antennen nedad? Det er meget simpelt, bare vip antennen nedad, ikke?
Ja, direkte vipning af antennen under installationen er en metode, som vi kalder "mekanisk nedvipning".
Moderne antenner har alle denne funktion under installationen; en mekanisk arm tager sig af det.
Mekanisk nedadgående hældning udgør dog også et problem—
Ved brug af mekanisk nedadrettet hældning forbliver amplituderne af antennens vertikale og horisontale komponenter uændrede, hvilket resulterer i alvorlig forvrængning af antennemønsteret.
Dette vil helt sikkert ikke fungere, da det ville påvirke signaldækningen. Derfor har vi valgt en anden metode, som er elektrisk nedadtiltning, eller blot e-nedadtiltning.
Kort sagt involverer elektrisk nedadrettet hældning at holde antennekroppens fysiske vinkel uændret og justere antenneelementernes fase for at ændre feltstyrken.
Sammenlignet med mekanisk nedadrettet hældning udviser elektrisk nedadrettet antenner mindre ændring i deres strålingsmønster, tillader større nedadrettet vinkler, og både hovedloben og bagloben er rettet nedad.
I praktisk brug anvendes mekanisk og elektrisk nedtilt naturligvis ofte i kombination.
Efter at have påført downtilt ser det sådan ud:
I denne situation udnyttes antennens primære strålingsområde ret effektivt.
Der er dog stadig problemer:
1. Der er et nulpunkt i strålingsmønsteret mellem hovedloben og den nedre sidelobe, hvilket skaber en blind plet i signalet i det område. Dette kaldes almindeligvis "skyggeeffekten".
2. Den øvre sidelap har en høj vinkel, hvilket påvirker områder i større afstand og let forårsager interferens mellem celler, hvilket betyder, at signalet vil påvirke andre celler.
Derfor må vi stræbe efter at udfylde hullet i den "nedre nuldybde" og undertrykke intensiteten af den "øvre sidelobe".
De specifikke metoder involverer justering af sidelobeniveauet og anvendelse af teknikker som beamforming. De tekniske detaljer er noget komplekse. Hvis du er interesseret, kan du selv søge efter relevante oplysninger.
For at lære mere om antenner, besøg venligst:
Udsendelsestidspunkt: 4. dec. 2025
