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摘要：天线是发送方通过电磁波将信息经过相关处理后发送到接收方的设备，天线是移动通信系统的重要组成部分，其特性直接影响整个无线网络的整体性能，由于数量巨大，天线的使用量就更大。随着网络覆盖和容量的不断增加，目前我国移动通信数已经超过60万个，以每个3面天线计算，我国天线保有量已超过180万套，这使得在很多地方天线林立，天线的视觉污染也越来越受到重视，又由于长时间的室外应用，使得天线的维护量也日趋繁重。由于天线的重要性，使得各方面都越来越重视天线的具体解决方案。 正文：
一、天线发展情况
目前，TD-SCDMA室外普遍采用了智能天线技术，其天线尺寸要比之前普通的2G天线大两倍左右。根据调查，由于智能天线尺寸的增大使得公众易形成新的辐射担忧，TD天线的面子问题也是困扰建设的问题之一。问题的出现必然带来新的解决方案，相关天线厂家在天线在小型化和美化方面做了大量的工作，取得了一些进展。在北京通信展上，TD天线在小型化和美观化方面已经取得很大进展，可以预计，TD小型化天线和美观化天线将在未来的网络建设中起到越来越重要的作用。
天线的小型化：就目前的天线技术发展状况来讲，天线的小型化、集成化可应用很多种技术：如双极化天线技术、介质天线技术、多天线（MIMO）技术、有源天线技术、新型的电磁材料天线技术、等离子天线技术等。
二、天线类型
1、电调天线
所谓电调天线，即指使用电子调整下倾角度的移动天线。电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线的垂直方向性图下倾。由于天线各方向的场强强度同时增大和减小，保证在改变倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向性图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。实践证明，电调天线下倾角度在1°-5°变化时，其天线方向图与机械天线的大致相同；当下倾角度在5°-10°变化时，其天线方向图较机械天线的稍有改善；当下倾角度在10°-15°变化时，其天线方向图较机械天线的变化较大；当机械天线下倾15°后，其天线方向图较机械天线的明显不同，这时天线方向图形状改变不
大，主瓣方向覆盖距离明显缩短，整个天线方向图都在本扇区内，增加下倾角度，可以使扇区覆盖面积缩小，但不产生干扰，这样的方向图是我们需要的，因此采用电调天线能够降低呼损，减小干
扰。另外，电调天线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整，实时监测调整的效果，调整倾角的步进精度也较高（为0.1°），因此可以对网络实现精细调整；电调天线的三阶互调指标为-150dBc，较机械天线相差30dBc，有利于消除邻频干扰和杂散干扰。
2、双极化天线
双极化天线是一种新型天线技术，组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省单个定向的天线数量；一般GSM数字移动通信网的定向（三扇区）要使用9根天线，每个扇形使用3根天线（空间分集，一发两收），如果使用双极化天线，每个扇形只需要1根天线；同时由于在双极化天线中，±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求（≥30dB），因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm；另外，双极化天线具有电调天线的优点，在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样，可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务质量。如果使用双极化天线，由于双极化天线对架设安装要求不高，不需要征地建塔，只需要架一根直径20cm的铁柱，将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可，从而节省基建投资，同时使布局更加合理，站址的选定更加容易。对于天线的选择，我们应根据自己移动网的覆盖，话务量，干扰和网络服务质量等实际情况，选择适合本地区移动网络需要的移动天线：在密集的高话务地区，应该尽量采用双极化天线和电调天线；在边、郊等话务量不高，不密集地区和只要求覆盖的地区，可以使用传统的机械天线。我国目前的移动
通信网在高话务密度区的呼损较高，干扰较大，其中一个重要原因是机械天线下倾角度过大，天线下倾角度过大，天线方向图严重变形。要解决高话务区的容量不足，必须缩短站距，加大天线下倾角度，但是使用机械天线，下倾角度大于5°时，天线方向图就开始变形，超过10°时，天线方向图严重变形，因此采用机械天线，很难解决用户高密度区呼损高、干扰大的问题。因此建议在高话务密度区采用电调天线或双极化天线替换机械天线，替换下来的机械天线可以安装在农村，郊区等话务密度低的地区。三、天线的优化案例
天线除了其类型和参数指标会影响无线覆盖效果之外，安装的位置、高度、方向角、下倾角对于无线网络覆盖性能也至关重要。在实际工程中，由天线选择设置不当造成无线网络覆盖质量下降的情况很多，例如：
（1）天线选择及方位角设置不当导致覆盖问题。在某GSM网络A（配置为S（1/1/1）的覆盖范围内，农场的覆盖不好，部分型号的手机能够上网打电话（手机接收信号显示有1、2格），部分手机处于上网的临界状况（手机接收信号显示有1格或没有或下网），打电话很容易掉话。测试过程中发现，在去农场的路上一直是3小区的频点。在接近农场时，切换（重选）为相邻B（相距约10km）的某一频点，而在农场区域，TCH（业务信道）一直是B的该频点，接收电平为-100dBm左右。当离开农场一段距离时，切换为A的2小区。也就是说：在农场的覆盖区域内，没有采用较近的A作为服务区，而是采用了更远B。经分析，其原因在于天线的主瓣方向没有正对农场，
而天线的半功率角为65°，农场处于2、3小区两个天线旁瓣区域内；另一方面，半功率角65°的天线在郊区覆盖范围较大的情况下，旁瓣的覆盖不如在市区覆盖好。将天线更换为半功率角90°的天线，并调整天线的方位角，使2小区的天线主瓣正对农场后，故障排除。
（2）天线下倾角选择不当造成呼叫建立异常。
某地出现手机显示接收信号较强（2～3格），但是无法通话的情况：做主叫时，拨号后无反应；做被叫时，可振铃但不能通话。使用测试手机观察故障地区接收信号情况，发现最强的信号（-85 dBm左右）来自距该地20 km以外的，由于GSM系统MS（移动台）小区选择使用的是搜索到的信号强度最高的频点，而利用此频点所属离MS过远，上行信号达到时的信号电平低于该的接收机灵敏度，因而造成了上述现象。根据实地勘测，发现所在地的海拔高度比故障区域约高200m，且之间几乎没有任何阻挡，另外该的天线下倾角为0°，所以该的信号到故障区域基本上为视距传播，导致了非常严重的越区覆盖。采用加大天线下倾角，对干扰小区的覆盖范围进行控制后，故障排除。
（3）天线挂的过高，引起切换成功率低、掉话率高。
某GSM网络切换成功率不足80%，掉话率超过2%，通话质量差。通过查看分析任务数据，发现切换原因及不成功主要是由于上、下行电平差造成，且下行质量差的次数大大高于上行质量差的次数。实
马胶配方的大全际路测结果表明，市区内室外信号强度能达到-80dBm以上，覆盖没有问题。但存在比较严重的越区覆盖问题。如在A所在楼内，手机所在的服务小区为与A 1小区具有相同BCCH（广播控制信道）频点的B小区，而B小区位于市郊距A6 km 处。这样，就产生两方面的问题：在A1小区覆盖范围内，B小区信号形成同频干扰，导致下行链路质量；当选择B小区作为服务小区时，由于它的邻区只做了与它地理上有相邻关系的小区，而在A附近的小区没有做成它的邻区，这样当它的信号变得不可用时，它的邻区信号也不好，产生孤岛效应，就容易发生切换失败乃至掉话。经实地勘测，B小区天
线挂高为50m，造成严重的越区干扰。因此可采用降低B小区的天线挂高或者将更换为电调下倾天线以加大下倾角度，从而减小B小区的覆盖范围，避免对A1小区的干扰。双向丝杆
小结：现在通信质量的好坏取决于的建设，随着科学技术的发展，天线建设有了新的突破，信号的传输技术也有了新的发展，通信质量在逐步提高。面对以上出现的问题，可能现在还不能解决，但是我们完全可以的依靠现在的科学技术去改善，这就凸显了《电磁场与电磁波》这门课的重要性，要想改进通信技术，我们必须要学号这门课。空包弹助退器
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参考文献：《电磁场与电磁波》西安电子科技大学出版社王家礼等编著聚烯烃弹性体
《微波技术》合肥工业大学出版社孟庆鼎主编
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