Антенны в системах сотовой мобильной связи.

3.2.  Антенны в системах сотовой мобильной связи

Так как в системах сотовой мобильной связи используется дециметровый диапазон длин волн, то обычно в качестве антенн применяют электрические вибраторные антенны.
Для понимания особенностей конструкций и параметров таких антенн необходимо чет­кое представление о параметрах передачи и приема элементарного электрического вибрато­ра (диполя), что упростит знакомство читателя с конкретными антеннами базовых и мо­бильных станций, а также явится основой для понимания методов расчета электромагнит­ного поля, излучаемого антеннами MS и BTS.

Излучение электромагнитного поля элементарным электрическим диполем.

то есть напряженность магнитного поля в ближней зоне относительно напряженности элек­трического поля сдвинута на 90° по фазе.
Поэтому плотность потока мощности (вектор Умова-Пойнтинга) представляется в виде:
 

 
> Статья схожей тематики: Секторные антенны, минусы и плюсы, особенности.
 

Это значит, что в ближней зоне в идеальном случае отсутствует излучение, так как со­ставляющие вектора Умова-Пойнтинга оказываются чисто комплексными.
Реально в ближней зоне существует большое реактивное поле, а поле излучения (рас­пространяющееся от излучателя-диполя в окружающее пространство) чрезвычайно мало (так как значения 1 /(кг)2значительно больше 1 /(кг))по сравнению с реактивным полем.
Таким образом, в ближней зоне возникает реактивное электромагнитное поле, причем плотность потока мощности значительно больше, чем в дальней зоне — зоне излучения. Промежуточная зонаявляется переходной от ближней зоны к дальней, когда значение 
то есть ни одним из слагаемых 1 /(kr)nв выражениях для проекций Н^,Егепренебречь
нельзя, как это было сделано для ближней зоны. Это приводит к тому, что в промежуточной зоне поле излучения и реактивное поле оказываются почти одного порядка. Выражения для Ну,Ёгедля промежуточной зоны позволяют исследовать структуру электромагнитного
поля электрического диполя. При этом необходимо отметить следующее:
-   в промежуточной зоне, называемой также зоной френелевской дифракции, на моно­тонное убывание составляющих от расстояния по закону 1 /гнакладывается осцилли­рующее, затухающее поле реактивного характера;
-   модули проекций векторов Е и Н с различными законами изменения 1 /гпимеют в про­межуточной зоне близкие величины;
-   электромагнитная энергия, излучаемая диполем, сложным образом распределяется в пространстве, окружающем электрический диполь, и зависит как от времени, так и пространственных координат.
Кроме излучаемой энергии, в промежуточной зоне возникает колебательный режим (энергия то «уходит», то «возвращается» к диполю), что приводит к увеличению и умень­шению плотности потока мощности на различных расстояниях от излучателя, то есть воз­никает в пространстве режим смешанных электромагнитных волн.
Дальняя зона, называемая часто волновой зоной или зоной излучения, характеризуется условием:
Основные параметры элементарного электрического диполя Мощность и сопротивление излучения
Распространение электромагнитных волн (ЭМВ) в дальней зоне сопровождается пере­носом энергии и связанного с ней плотности потока мощности.
Средний за период вектор плотности потока мощности (вектор Умова-Пойнтинга) равен:

Направленные свойства электрического диполя.

Для более наглядного представления о характере излучения диполя (а в общем случае и для вибраторных антенн, используемых в дециметровом диапазоне в MS и BTS) обычно строят графики зависимости амплитуды напряженности электромагнитного поля (то есть £е(в,ср) или //Ф(0,ф)) или плотности потока мощности Пг(0,ф) от направления к точке наблю­дения при постоянном радиусе г= const, либо в декартовой — рис. 3.3, а, либо в полярной системах координат.
На рис. 3.3, бивпоказаны зависимости нормированных значений напряженности элек­трического поля, излучаемого диполем, от соответствующих угловых координат, называе­мые диаграммами направленности в полярной системе координат меридианальной плоско­сти (рис. 3.3, б):

Апертура— эффективная площадь антенны Аэ, то есть площадь, из которой приемная антенна извлекает энергию падающей на нее электромагнитной волны, определяется по формуле:

В заключение следует отметить, что вышеизложенное в дальнейшем будет использова­но как для оценки параметров антенн, использующихся в аппаратуре систем сотовой мо­бильной связи, так и при изучении условий распространения радиоволн и приема сигналов мобильными и базовыми станциями.


Основы сотовой связи стандарта GSM. 
       1. ВВЕДЕНИЕ В СТАНДАРТ GSМ.
       2. ОРГАНИЗАЦИЯ СОТОВОЙ СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSМ.
       3. АНТЕННЫ И ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.

                3.1. Общие положения.
                3.2. Антенны в системах сотовой мобильной связи. 
                3.3. Антенны мобильных станций.
                3.4. Особенности антенных систем базовых станций.
                3.5. Особенности распространения радиоволн.
                3.6. Параметры систем радиосвязи.
                3.7. Влияние лесных массивов на распространение радиоволн.

       4. МОБИЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
       5. БАЗОВЫЕ СТАНЦИИ.
       6. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM.
       7. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
       8. УСЛУГИ, ФРОД И БЕЗОПАСНОСТЬ В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
       9. УПРАВЛЕНИЕ СЕТЯМИ СВЯЗИ В СТАНДАРТЕ GSM.
      10. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.


 
   
Стол заказов: (067)194-45-55 | Киев