校准端口至各辐射端口的幅度/相位最大偏差定义指标既考虑到系统对天线硬件的精度要求,又考虑到天线硬件电路实现的可能性。校准端口电压驻波比指标的定义也是如此。
5、有源回波损耗、单元驻波比及相邻端口隔离度参数定义
智能天线系统在实际工作状态下各列单元馈电幅度和相位是任意可变的,会引起各辐射端口的有源回波损耗的变化。以定向智能天线为例:在±60°扫描角内,由于单元馈电幅度和相位的变化,有源回波损耗应该有一个指标予以限制,否则,某些扫描角度上或者某些波束状态下严重失配的有源回波损耗将造成这些角度的波束扫描盲点,这在雷达自适应相控阵天线中已经得到证明。根据智能天线系统的要求并结合天线设计的可能性,有源回波损耗指标定在-10dB较为合适。由此,各辐射端口的无源电压驻波比和端口间的隔离度指标即有了一个相关的定义,因为这2个指标的大小决定了有源回波损耗的指标,如果其中有一个偏大,另一个必须很小才行。如果2个指标都偏大,有源回波损耗的指标实际上不能通过。根据其相互关系,各辐射端口的电压驻波比定为1.5,相邻辐射端口之间隔离度定为20dB较为合理。这些指标也是衡量各列单元之间的相关性以及智能天线自适应波束的准确成形的依据。
6、垂直面波束参数定义
根据第二代基站天线在应用过程中的经验,在标准中对全系列天线进行了完整的赋形天线的定义,对上旁瓣抑制和下零点填充进行了规定,提高了智能天线的性能,为网络规划和优化提供了有力的支持。在第二代天线标准中作为参考值的垂直面波束宽度在该标准中成了强制的指标,定义为≥6.5°。
7、单元波束定义
单元波束参数分为水平面半功率波束宽度和单元波束增益,它们在定向天线和全向天线的情况下有所不同。
对于定向智能天线,下行的业务窄波束和广播波束的实现都是由多个单元波束合成而来,上行的自适应波束也是对多个单元波束进行相关加权后形成的。由于定向智能天线典型覆盖120°扇区,因此,单元波束方向图的水平面半功率波束宽度应该有适当的范围限制。当波束宽度偏窄时,其±60°边缘的电平下降过多,造成业务波束扫描到±60°边缘时的增益也下降过多,同样,综合的广播波束在±60°边缘也呈现更低的电平;当波束宽度偏宽时,其±60°边缘的电平下降过少,单元波束更多能量进入相邻物理扇区产生额外干扰,同时单元波束的增益降低引起业务波束扫描和广播波束增益的同步降低。综合来看,单元波束的水平面半功率宽度应在90°~120°之间,拟定为100°±15°,如此可以包含更宽范围的系统对智能天线的要求。其中±15°的容差比较大,因为要考虑到物理边缘单元列的方向图边缘效应。相应地,根据限定的波束宽度,单元的波束增益也应该在一个合理的范围,并不是越高越好,拟定为≥14.5dBi。
8、广播波束定义
广播波束参数在定向天线和全向天线的情况下有所不同:前者分为水平面半功率波束宽度、广播波束增益、波束在±60°边缘的功率电平下降;后者分为广播波束的平均增益和水平面方向图的圆度指标。
对于定向智能天线,下行的广播波束主要情况为覆盖120°的角域,其水平面半功率波束宽度在65°为宜,而波束在±60°边缘的功率电平下降在10dB为宜,这样既不至于造成覆盖盲区,又可以避免对相邻物理扇区过多的信号重叠。根据水平面半功率波束宽度即可以合理地确定其广播波束增益。此外又增加了30°、90°和100°的广播波束宽度作为补充。
对于全向智能天线,下行的广播波束需要覆盖360°的角域,因此希望各列单元等幅等相馈电,以实现全向辐射的广播波束,根据系统的要求,其水平面方向图波束的圆度指标拟定为±1dB,由于水平面方向图±1dB的起伏,广播波束的增益也有起伏,考虑这一因素,拟定广播波束的平均增益为>8.5dBi。
9、业务波束定义
业务波束参数在定向天线和全向天线的情况下有所不同,前者覆盖120°空域,后者覆盖360°空域。