天线阵

对于TD-LTE网络，在8通道天线的设计中，首先需要考虑FAD频段的超宽带应用需求，实现天线的宽频化。智能天线最初应用于TD-SCDMA网络，其工作频段为F频段（1880～1920MHz）和A频段（2010～2025MHz）。在这两个频段，天线采用了0.5波长设计，水平面半功率波束宽度为90°，通过广播赋形权值合成65°广播波束。在TD-LTE阶段，智能天线若要兼容TD-SCDMA，可在F频段和A频段沿用0.5波长设计，保持和TD-SCDMA窄带天线的同等性能。同时，TD-LTE智能天线还需要支持D频段（2575～2635MHz），为了在此频段获得良好的波束特性，提高辐射效率，可采用兼容的0.7波长设计，将水平面半功率波束宽度变为65°，实现单元阵列直接用于广播信道。这样，通过F、A频段0.5波长和D频段0.7波长设计技术的融合，兼顾了TD-SCDMA和TD-LTE的要求，实现了对F、A、D多频段的支持。

早期的单极化智能天线面积较大（结构尺寸达1300mm×660mm×110mm），尤其是宽度巨大，给站址选取和工程安装造成很大难度。为了减小智能天线的结构尺寸，业界先后提出过6列单极化智能天线、紧缩型智能天线和镂空型智能天线等方案，后来又引入了4列双极化智能天线方案。4列双极化智能天线将±45极化的两列通道以“×”型组合，大大降低了智能天线的整体宽度，很大程度上解决了工程安装的难题，而性能上接近于单极化天线。目前智能天线基本上都采用双极化方式，如图1所示。

智能天线双极化之后，天线尺寸有了很大改观，但在密集城区的某些区域，天面资源非常有限，普通双极化天线仍然难以架设；另一方面，对于密集城区，站点间距小，对天线的增益要求不高，但对其覆盖的均匀性要求较高。在损失部分增益但保证天线基本性能的前提下，可以通过改进设计进一步降低天线尺寸，使其更易于在空间资源匮乏的站点安装。发展小型化天线（如图2所示）正是基于上述考虑。通过优化馈电网络等设计，小型化天线在尺寸减少一半的同时，增益仅降低约1.5dB。

从外场初步测试的情况来看，小型化天线的拉远距离与普通天线差距不大。按照站间距500m以内的密集城区来评估，小型化天线在覆盖能力和吞吐量方面与普通天线基本相当，其测试结果如图3和图4所示。

小型化天线在面积上仅有垂直极化8天线的24%，重量减轻了70%。由于外形轻巧，工程安装的难度大大降低，单人即可完成上站安装的全部过程，体现出极大的工程优势。

由于密集城区是LTE部署的重点区域，灵活的天线部署方案将成为未来天馈建设的重要需求，同时也是难点所在。结合LTE技术发展的趋势及运营需要，未来天馈的设计将着重考虑以下“四化”目标：

— 宽带化：支持超宽带多天线技术和双极化8通道设计方案；

— 多模化：支持BF/MIMO，覆盖3G/4G需求；支持未来MU-MIMO技术；

— 简易化：与电调、远端控制等技术相结合；支持集束接口，减少接头数量；

— 小型化：发挥城区及密集城区应用设计特色，减小天线尺寸以获得安装空间。