智能天线规范.doc

TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网智能天线
第1部分：天线
1范围
    本部分规定了TD-SCDMA系统智能天线天线部分的术语定义、分类、电性能、机械特性、环境条件、测量方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存。
    本部分适用于工作频段为l 880-1 920MHz、2 010-2 025MHz、2 300-2 400MHz的TD-SCDMA系统智能天线。同类型其他频段、规格的天线也可参照使用。
2规范性引用文件
    下列文件的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注明日期的引用文件．其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分。然而，鼓励根据本部分达成协议的各方，研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
    GB/T 19l       包装储运图示标志
    GB/T 2423.1    电工电子产品环境试验规程试验A：低温试验方法
    GB/T 2423.2    电工电子产品环境试验规程试验B：高温试验方法
    GB/T 2423.3    电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定湿热试验方法
    GB/T 2423.5    电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击
    GB/T 2423.6    电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Eb和导则：碰撞
    GB/T 2423.10  电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）
    GB/T 2423.38    电工电子产品基本环境试验规程试验R：水试验方法
    GB/T 2828.1    计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划
    GB/T 2829    周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验）
    GB/T 3873    通信设备产品包装通用技术条件
    GB/T 9410    移动通信天线通用技术规范
    YD/T 828.22    数字微波传输系统中所用设备的测量方法第2部分：地面无线接力系统的测量第2节：天线
    YD/T 1059-2004移动通信系统基站天线技术条件
3定义
  GB/T 9410确立的以及下列定义适用于本部分。
3.1  智能天线阵Smart Antenna Array
  N个取向相同的天线按照一定方式排列和激励，利用波的干涉原理可以产生强方向图，能形成预定波束的多单元组成的阵列结构天线。
3.2  全向智能天线阵  Omni-Directional Smart Antenna Array
    在360°任意方位上均可进行波束扫描的智能天线阵列。
3.3  定向智能天线阵  Directional Smart Antenna Array
    在特定方向内的方位上均可进行波束扫描的智能天线阵列。
3.4  单元波束  Element Beam Pattern
    智能天线阵列中任意馈电端口在其他所有端口都接匹配负载时发射或接收到的辐射方向图。
3.5  广播波束  Broadcast Beam Pattern
    对智能天线阵列施加特定的幅度和相位激励所形成的全向覆盖或扇区覆盖的辐射方向图。
3.6  业务波束  Traffic Beam Pattern
    对智能天线阵列施加特定的幅度和相位激励所形成的在工作角域内具有任意波束指向扫描以及具有高增益窄波束的方向图。
3.7隔离度  Isolation
    多端口天线的一个馈电端口上的入射功率与该入射功率在其他馈电端口上可得到的功率之比。
3.8  智能天线阵列的基准轴  Basic Axis of smart Antenna Array
    全向阵列的基准轴为全向阵列天线中心到生产商规定的起始端口（例如l﹟端口）的连线方向(如图l(a)所示）；直线阵（定向阵）的基准轴为阵列结构的法线方向(如图l(b)所示）。端口排序分别如图l(a)和图l(b)所示。
3.9业务波束指向角  Boresight of Traffic Beam
    业务波束方向图主波束最大值所在的垂直平面与基准轴所在的垂直平面之问的夹角Φ（如图l所示）。
3.10智能天线端口定义Definition of Antenna Array Port

    l～8为八列单元天线阵单元馈电端口，六单元阵列排列序号1-6,四单元阵列排列序号1-4，排列顺序如图l所示。

(a)全向智能天线阵列                         (b)定向智能天线阵列
图1  智能天线阵外部结构及基准轴坐标
4  分类
    智能天线阵列典型有以下五类。八列单元定向直线智能天线阵、六列单元定向直线智能天线阵、四列单元定向直线智能天线阵、八列单元全向环形智能天线阵、六列单元全向环形智能天线阵。其他类型的天线也可进行参照使用。
5要求
5.1  电性能要求
5.1.1八列单元定向直线智能天线阵（见表1）
表1  八列单元定向直线智能天线阵
频段（MHz）注1
1880-1920  2010-2025
结构参数
阵列排列形式
直线
端口数目
8（单元端口）+1（校准端口）
极化方式
垂直
单元之间间距（mm）
75
接口类型
N-50K
馈电位置
底部或中部
电路参数
垂直面电下倾预设置值注2(°)
0,3,6,9
垂直面电下倾角精度(°)
±1
垂直面机械下倾范围(°)
0-10
输入阻抗（Ω）
50
各单元端口驻波比
≤1.5
相邻单元端口隔离度(dB)
≥20
每端口连续波功率容量(W)
≥50
校准参数
校准端口至各单元端口的耦合度（dB）
-26±2
校准端口到各单元端口幅度最大偏差注3（dB）
≤0.7
校准端口到各单元端口幅度最大偏差注3(°)
≤5
校准端口驻波比
≤1.5
校准通道耦合方向性（dB）
≥15
性能参数
有源输入回波损耗
各单元端口有源输入损耗（Φ=±60°之间，相对于50Ω）（dB）
≤-10
垂直面波束
垂直面半功率波束宽度(°)
≥6.5
上部第一旁瓣电平(dB)
≤-16
下部第一零点填充(dB)
≥-18
单元波束
水平面半功率波束宽度(°)
100±15
增益(dBi)
>14.5
前后比注4（dB)
≥23
交叉极化比（轴向）(dB)
≥15
交叉极化比（士60°范围内）(dB)
≥10
业务波束
波束1注5
水平面半功率波束宽度(°)
≤15
视轴增益(dBi)
≥23.5
水平面旁瓣电平(dB)
≤12
前后比(dB)
≥28
波束2注6
水平面半功率波束宽度(°)
≤25
视轴增益（dBi）
≥18
水平面旁瓣电平(dB)
≤-7
前后比(dB)
≥25
广播波束注7
65°
视轴增益（dBi）注8
65±5
视轴增益@Φ=±60处电平下降（dB）
≥16
半功率波束宽度内的电平波动(dB)
-10±2
半功率波束宽度内的电平波动(dB)
≤2
前后比(dB)
25
表1（续）
性能参数
广播波束注7
90°
水平面半功率波束宽度(°)
90±8
视轴增益（dBi）注8
≥15
视轴增益@Φ=±60处电平下降（dB）
-7±2
半功率波束宽度内的电平波动(dB)
≤2
前后比(dB)
≥25
30°注9
水平面半功率波束宽度(°)
30±14
半功率波束宽度内的电平波动(dB)
≤2
前后比(dB)
25
100°注9
水平面半功率波束宽度(°)
100±10
半功率波束宽度内的电平波动(dB)
≤2
前后比(dB)
≥25
注1:2 300-2 400MHz频段的天线指标待定，未在此表中列出．
注2：电下倾角预设值不为0时，允许相应的增益指标下降为0.07xΘtdB，其中Θt为电下倾角预设值．
注3：校准端口与每个馈电端口形成一个校准通道，对任意端口进行测量得到相位，幅度误差，在相同频点上取所有测量值之间的最大偏差即得到本指标．
注4：范围为主方向l80°±30°．取同极化与交叉极化前后比中较差者．
注5：波束1为天线端口输入等幅同相信号得到的波束．
注6：波束2为8列单元的激励幅度均匀、且激励相位呈线性递增（差分相位规定为△Ψ=2л/λdsinΔΦ,其中：为工作λ频段的中心频点的波长,d为相邻列的水平方向间距，ΔΦ60°时所得到的增益．
注7：广播波束的幅相加权系数参见5.1.8节．
注8：广播波束增益需要计入由于激励幅/相分布不均匀所引起的与等效各向同性辐射功率相比的电平降低．
注9：参考值

5.1.2六列单元定向直线智能天线阵（见表2）
    频段(MHz)
1 880-1 920, 2010--2025

阵列形式
    直线
端口数目
6（单元端口）+1（校准端口）
极化方式
    垂直   
    结构参数

单元之间间距（mm）
    75
接口类型
    N-50K
馈电位置
    底部或中部

垂直面电下倾预设置值注2(°)
    0,3,6,9
垂直面电下倾角精度(°)
    土l
垂直面机城下倾范围(°)
    0-10
    电路参数
输入阻抗(Ω)
    50
各单元端口驻波比
    ≤1.5
相邻单元端口隔离度(dB)
    ≥20
每端口连续波功率容量(W)
    ≥50

校准端口至各单元端口的耦合度（dB）
    -26±2
校准端口到各单元端口幅度最大偏差注3(dB)
    ≤0.7
    校准参数
校准端口到各单元端口相位最大偏注23(°)
    ≤5
校准端口驻波比
    ≤1．5
校准通道耦合方向性(dB)
    ≥15
表2（续）
频段(MHz)注1
1880-1920,2010-2025
性
能
参
数

有源输入回波损耗
各单元端口有源输入损耗（Φ=±60°之间，相对于50Ω）（dB）
≤-10
垂直面波束
垂直面半功率波束宽度(°)
≥6.5
上部第一旁瓣抑制(dB)
≤ -16
下部第一零点填充CdB)
≥-18
单元波束
水平面半功率波束宽度(°)
1001±15
增益(dB)
> 14.5
前后比注4(dB)
≥23
交叉极化比（轴向）(dB)
≥15
交叉极化比（±60度范围内）(dB)
≥10
业
务
波
束
波束l注5
水平面半功率波束宽度(°)
≤20
视轴增益(dBi)
≥22
水平面旁瓣电平(dB)
≤-12
前后比(dB)
≥25
波束2注6

水平面半功率波束宽度(°)
≤30
视轴增益(dBi)
≥17
水平面旁瓣电平(dB)
    ≤-6
前后比(dB)
    ≥25
  广
  播
  波
  束注7
  65度
水平面半功率波束宽度(°)
    65±5
视轴增益(dBi) 注8
    ≥16
视轴增益@Φ=±60处电平下降（dB）
    -10±2
半功率波束宽度内的电平波动(dB)
    ≤2
前后比(dB)
    ≥25
90°
水平面半功率波束宽度(°)
    90±8
视轴增益(dBi) 注8
    ≥15
视轴增益@Φ=±60处电平下降（dB）
    -7±2
半功率波束宽度内的电平波动(dB)
    ≤2
前后比(dB)
    ≥25
  30°注9
水平面半功率波束宽度(°)
    30±4
半功率波束宽度内的电平波动(dB)
    ≤2
前后比(dB)
    ≥25
 100°注9
水平面半功率波束宽度(°)
    100±10
半功率波束宽度内的电平波动(dB)
    ≤2
前后比(dB)
    ≥25
注1:2 300-2 400MHz频段的天线指标待定，未在此表中列出．
注2：电下倾角预设值不为0时，允许相应的增益指标下降为0.07xΘtdB，其中Θt为电下倾角预设值．
注3：校准端口与每个馈电端口形成一个校准通道，对任意端口进行测量得到相位，幅度误差，在相同频点上取所有测量值之间的最大偏差即得到本指标．
注4：范围为主方向l80°±30°，取同极化与交叉极化前后比中较差者。
注5：波束1为天线端口输入等幅同相信号得到的波束．
注6：波束2为6列单元的激励幅度均匀、且激励相位呈线性递增（差分相位规定为△Ψ=2л/λdsinΔΦ,其中：为工作λ频段的中心频点的波长,d为相邻列的水平方向间距，ΔΦ60°时所得到的增益．
注7：广播波束的幅相加权系数参见5.1.8节．
注8：广播波束增益需要计入由于激励幅/相分布不均匀所引起的与等效各向同性辐射功率相比的电平降低．
注9：参考值

5.1.3四列单元定向直线智能天线阵（见表3）
表3四列单元定向直线智能天线阵
频段（MHz）注1
1880-1920  2010-2025
结构参数
阵列排列形式
直线
端口数目
4（单元端口）+1（校准端口）
极化方式
垂直
单元之间间距（mm）
75
接口类型
N-50K
馈电位置
底部或中部
电路参数
垂直面电下倾预设置值注2(°)
0,3,6,9
垂直面电下倾角精度(°)
±1
垂直面机械下倾范围(°)
0-10
输入阻抗（Ω）
50
各单元端口驻波比
≤1.5
相邻单元端口隔离度(dB)
≥20
每端口连续波功率容量(W)
≥50
校准参数
校准端口至各单元端口的耦合度（dB）
-26±2
校准端口到各单元端口幅度最大偏差注3（dB）
≤0.7
校准端口到各单元端口幅度最大偏差注3(°)
≤5
校准端口驻波比
≤1.5
校准通道耦合方向性（dB）
≥15
性能参数
有源输入回波损耗
各单元端口有源输入损耗（Φ=±60°之间，相对于50Ω）（dB）
≤-10
垂直面波束
垂直面半功率波束宽度(°)
≥6.5
上部第一旁瓣电平(dB)
≤-16
下部第一零点填充(dB)
≥-18
单元波束
水平面半功率波束宽度(°)
100±15
增益(dBi)
>14.5
前后比注4（dB)
≥23
交叉极化比（轴向）(dB)
≥15
交叉极化比（士60°范围内）(dB)
≥10
业务波束
波束1注5
水平面半功率波束宽度(°)
≤28
视轴增益(dBi)
≥20.5
水平面旁瓣电平(dB)
≤12dB
前后比(dB)
≥25dB
波束2注6
水平面半功率波束宽度(°)
≤36
视轴增益（dBi）
≥15
水平面旁瓣电平(dB)
≤-4
前后比(dB)
≥25dB
广播波束注7
65°
水平面半功率波束宽度(°)
65±5
视轴增益（dBi）注8
≥16
视轴增益@Φ=±60处电平下降（dB）
-10±2
半功率波束宽度内的电平波动(dB)
≤2
前后比(dB)
>25
注1:2 300-2 400MHz频段的天线指标待定，未在此表中列出．
注2：电下倾角预设值不为0时，允许相应的增益指标下降为0.07xΘtdB，其中Θt为电下倾角预设值．
注3：校准端口与每个馈电端口形成一个校准通道，对任意端口进行测量得到相位，幅度误差，在相同频点上取所有测量值之间的最大偏差即得到本指标．
注4：范围为主方向l80°±30°，取同极化与交叉极化前后比中较差者。
注5：波束1为天线端口输入等幅同相信号得到的波束．
注6：波束2为4列单元的激励幅度均匀、且激励相位呈线性递增（差分相位规定为△Ψ=2л/λdsinΔΦ,其中：为工作λ频段的中心频点的波长,d为相邻列的水平方向间距，ΔΦ60°时所得到的增益．
注7：广播波束的幅相加权系数参见5.1.8节．
注8：广播波束增益需要计入由于激励幅/相分布不均匀所引起的与等效各向同性辐射功率相比的电平降低．