Что такое юстировка антенны сотовой связи

Что такое юстировка антенны сотовой связи

СБОРНИК
ИНСТРУКЦИЙ И РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО НАСТРОЙКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ СИСТЕМ

СОГЛАСОВАНО Начальником НИИР В.П.Минашиным 26 октября 1981 г.

УТВЕРЖДЕНО Начальником ГУМТС А.Н.Тюляевым 10 ноября 1981 г.

Приводятся наиболее существенные рекомендации, инструкции и методики, содержащие дополнительные сведения, полученные из опыта эксплуатации отечественных радиорелейных систем и в результате научно-исследовательских работ, направленных на повышение качества и эксплуатационной надежности аппаратуры каналов и трактов радиорелейных систем передачи.

Для инженерно-технических работников и эксплуатационного персонала РРЛ.

1. МЕТОДИКА НАСТРОЙКИ АНТЕНН С КРУГЛЫМ ВОЛНОВОДОМ С ПОМОЩЬЮ ВОЛНЫ Е

1.1. ВВЕДЕНИЕ

Уровень попутного потока на приеме будет определяться произведением коэффициента прямого преобразования волны из основного в высший тип, который для антенны определяется из диаграмм рис.1.1 и коэффициента обратного преобразования на неоднородностях и на селекторе поляризации. При точной юстировке антенны на корреспондента паразитные волны, возбуждаемые антенной в тракте, будут отсутствовать независимо от величины коэффициента преобразования их в основную волну. При разъюстировке за счет роста коэффициента уровень попутного потока из-за паразитных волн высших типов становится недопустимо большим. Фильтры высших типов волн Е ; Н решают задачу их подавления до нужной величины при не очень больших уровнях паразитных волн, а для большинства высших типов волн фильтры не разработаны. Поэтому точная юстировка антенн при многомодовых трактах совершенно необходима.

Если учесть, что опоры РРЛ и система подвески антенн имеют определенную (не бесконечную) жесткость и упруго деформируются при ветровых и тепловых нагрузках, а также то, что при изменении условий распространения изменяются углы прихода волны (рефракция и горизонтальная девиация), то совершенно очевидным требованием является установка антенн точно на минимум приема паразитных волн, совпадающий к тому же с максимумом главного лепестка диаграммы направленности. Это тем более целесообразно, что за счет большой крутизны скатов в минимуме диаграммы по волне Е и малой ширины провала точность юстировки увеличивается примерно на порядок и позволяет практически исключить даже малую разъюстировку, имеющую место при закреплении антенн после юстировки из-за люфтов в конструкции подвески и фиксаторов.

Как показывает опыт настройки РРЛ по предлагаемой методике (с помощью точной подстройки антенн с возбудителем волны Е ), кроме обеспечения и ускорения точной настройки самой антенны облегчается процесс получения высококачественных характеристик неравномерности группового времени запаздывания, так как резко уменьшается возможность появления начального размаха некорректируемой НГВЗ и отпадает необходимость длительной процедуры настройки участков линии с целью взаимной компенсации суммарной неравномерности ГВЗ.

Таким образом, следует рекомендовать настройку антенн по предлагаемой методике во всех случаях, когда облучатель антенны имеет сечение, допускающее распространение волны Е (антенны РПА, РПА-2П-2, АДЭ-5, АДЭ-3,5, АДУ-2,5 и т.д.), и когда необходимо обеспечить высококачественную работу АВТ.

1.2. ИНСТРУКЦИЯ ПО ЮСТИРОВКЕ АНТЕНН РРЛ НА ВОЛНЕ Е

1.2.1. Сборка антенны

1.2.1.1. Перед установкой на опоре антенна должна быть распакована и собрана в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации антенны.

1.2.1.2. Юстировка и проверка электрических параметров антенны производится до монтажа волноводного тракта.

ЮСТИРОВАТЬ АНТЕННУ С ПРИСОЕДИНЕННЫМ ВОЛНОВОДНЫМ ТРАКТОМ ЗАПРЕЩАЕТСЯ!

1.2.1.3. Перед юстировкой следует произвести внешний осмотр антенны. Металлические поверхности антенны не должны иметь трещин, вмятин и деформаций. Защитная пенопластовая крышка антенны РПА-АП-2 и кожух облучателя антенны АДЭ не должны иметь трещин, вырывов пенопласта и сквозных отверстий.

1.2.2. Установка антенны по азимуту

1.2.2.1. Установка антенны на опоре осуществляется лишь при наличии утвержденного проекта организации работ, составляемого специализированной организацией с содержанием конкретных указаний по технике безопасности.

1.2.2.3. Проверка установки антенны в вертикальной плоскости осуществляется с помощью уровня, который устанавливается на верхней части рамы.

1.2.3. Юстировка антенны

1.2.3.1.1. Юстировка антенны производится в режиме работы На прием. Приемным сигналом является выходной сигнал передатчика, излучаемый антенной соседней станции. Рабочие поляризации юстируемой и передающей антенн должны совпадать.

1.2.3.1.2. Юстировку антенны следует производить только в дневное время, так как в это время по условиям распространения сигнал наиболее устойчив.

1.2.3.1.3. Индикатором уровня приемного сигнала могут служить:

а) приемник СВЧ, например, марки TZ A-404 с отдельным генератором в качестве гетеродина;

в) стойка приемника, напряжение с гнезда АРУ которой подано на микроамперметр, установленный рядом с антенной.

1.2.3.1.4. Подключение антенны к одному из указанных индикаторов удобно производить при помощи КВП сечением 25х58 мм через специальный переходный фланец (рис.1.2). Переходный фланец обеспечивает подключение измерительного приемника к волноводам сечением 72х72 мм и диаметром 70 мм.

1.2.3.1.5. Как правило, при предварительной установке приемной и передающей антенн по азимуту сигнал от соседней станции удается зарегистрировать сразу. При отсутствии сигнала (антенны на пролете сильно разориентированы) необходимо:

а) на передающей станции подключить передатчик к эталонному рупору и направить рупор в сторону приемной станции. Эталонный рупор имеет широкую диаграмму направленности и в сравнении с остро направленной антенной не требует столь точной установки по азимуту;

б) если в качестве приемника используется приемная стойка, то подать на микроамперметр напряжение с детекторной секции на выходе УПЧ. В этом случае чувствительность измерительного тракта увеличивается на 15-20 дБ.

1.2.3.1.6. Вращают антенну в горизонтальной плоскости в секторе ±5° от направления, указанного геодезистом. С помощью индикаторного прибора отмечают максимумы главного и первого бокового лепестка слева и справа от главного. Отмечают положение антенны на площадке в максимумах первых боковых лепестков. При правильной юстировке антенны уровень первых боковых лепестков должен быть ниже уровня главного лепестка для антенны РПА-2П-2 на 13-15 дБ при горизонтальной поляризации поля и на 20-25 дБ при вертикальной. Для антенн типа АДЭ эти уровни составляют соответственно 12 и 17 дБ. Антенну установить посередине между положениями, в которых наблюдаются максимумы первых боковых лепестков.

1.2.3.2.2. Для юстировки антенны на волне Е измерительный приемник подключается к антенне через возбудитель волны E (рис.1.3). Возбудитель волны Е должен подключаться непосредственно к облучателю антенны (не через длинный волноводный тракт). При подключении возбудителя через длинный волноводный тракт из-за компенсации с другими паразитными волнами либо нет четкого минимума, либо минимум прорезается не посередине главного лепестка.

1.2.3.2.4. Юстировку антенны производят по минимуму принимаемого сигнала на волне Е в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

1.2.3.2.5. Окончательную фиксацию антенны после настройки целесообразно производить при подключенном через возбудитель волны Е индикаторе сигнала, не допуская разъюстировки антенны, контролируемой по уходу показаний индикатора из минимума.

1.2.3.2.6. Монтаж вертикальной части жесткого волноводного тракта следует начинать от закрепленной отъюстированной антенны.

1.2.4. Измерение коэффициента усиления антенны

1.2.4.1. При необходимости производится дополнительная проверка правильности юстировки антенны путем измерения ее коэффициента усиления.

1.2.4.2. Измерение производится на основной волне Н методом сравнения с эталонным рупором, коэффициент усиления которого заранее известен. Размеры (а) и зависимость коэффициента усиления эталонного рупора от частоты (б) в диапазонах 4 и 6 ГГц приведены на рис.1.4 и 1.5 соответственно.

Коэффициент усиления измеряемой антенны (в децибелах) рассчитывается по формуле

,

Коэффициент усиления антенны (в децибелах) на средних частотах диапазонов 4 и 6 ГГц должен быть не менее приведенного в табл.1.

Источник

Что такое юстировка антенны сотовой связи

Под юстировкой антенн понимается выяснение взаимного расположения в пространстве отсчетной оси антенны, связанной сдатчиками ее углового положения, и электрической оси антенны, напротив, тоже их сопряжение. Взаимное расположение механической (геометрической) и отсчетной осей определяется в процессе привязки датчиков то геодезическим знакам на регионе перед электрической юстировкой. Точно уже отмечалось, эта привязка проводится с поддержкой оптических приборов, закрепленных на антенне.

Ежели поворотное конструкция антенны разрешает употребить перекидку, то параллельности осей оптического прибора и антенны свободно завоевать, устанавливая на геодезическом знаке щит с двумя симметричными марками. Перед юстировкой обязаны быть тоже с нужной точностью установлены оси поворота антенн (иначе, по крайней, найдено их фактическое место).

Самых четко данное деление обнаружено в способе с независимым формированием диаграмм, где каждому каналу соответствует своя пространственная диаграмма. При аддитивном моно импульсном методе на дискриминаторе выделяется взаимоотношение штрихпунктирная кривая. В области малых отходов от оси общая диаграмма не меняется и крутизна дискриминационной кривой S вполне определяется (крутизной разностной диаграммы.

Ежели РСН не секрет, то при исследовании действия каких-либо факторов на его утверждение целесообразно поставить начальное смещение от направления РСН и, пользуясь линейным участком центральной части FA и дискриминационной кривой, установить уход PCrt по изменению напряжения н

р. В последствии калибровки дискриминационной кривой устанавливается соответствие промеж значениями напряжения и смещения от РСН.

Источник

Описание установки направленных антенн для сотовой связи стандарта GSM-900

Измерения проводились в селе Светлогорское Криничанского района Днепропетровской области. Трасса Днепропетровск — Кривой Рог находится в зоне покрытия двух операторов сотовой связи — UMC и Kyivstar (единственный провал в связи наблюдается в низине около села Долинское). Два телефона Motorola cd930 переключались с канала на канал по ходу движения автомобиля (все-таки инженерное меню мобильного телефона — это великая вещь!). В одних местах поле было сильнее у UMC, в других — у Kyivstar. На участке, который мы проехали, больше базовых станций было у Kyivstar. UMC покрывал трассу несколькими мощными лучами из низкочастотной части разрешенного диапазона каналов, особенно сильным был уровень RxLev канала номер три — 60-70 дБ. Поэтому при пересечении низких участков уровень поля быстро падал — до 100 дБ. У Kyivstar поле было более равномерным, с уровнем сигнала 75-85 дБ. Интересно, что сами базовые станции, установленные вдоль трассы, обнаружить не удалось, хотя местность была в основном открытая.

Село Светлогорское расположено между высокими холмами в долине маленького ручья с названием Мокрая Сура. Перепад высот в радиусе 3 км составляет более 60 метров. Один из холмов закрывает направление на Днепропетровск, другой — на Днепродзержинск. До Запорожья, направление на которое открыто, около 100 км. До Днепродзержинска чуть более 20 км через холмы по прямой, там находится базовая станция Kyivstar. До окраин Днепропетровска по прямой — 30-35 км. Сразу же после начала спуска в долину Мокрой Суры «умирают» сначала UMC, затем (через сотню метров) Kyivstar. Отъезжаем от трассы в противоположную Днепродзержинску сторону на 3 км.

Было понятно, что базовая станция в Днепродзержинске недоступна из-за высокого холма и неизвестно куда направленных передающих антенн, ведь часто бывает, что на расстоянии нескольких километров от трассы сигнал пропадает полностью, так как максимум диаграммы направленности передающей антенны направлен вдоль трассы. Со стороны Днепродзержинска не было даже следов поля.

Днепропетровские городские базы находятся на расстоянии, превышающем 35 км, и время задержки сигнала не укладывается в тайм-слот, отведенный стандартом GSM-900. Самый сильный сигнал с распознаваемыми телефоном параметрами (24 канала) шел с базовой станции, расположенной где-то в направлении на ж/м Западный. Временные параметры других каналов (даже намного более сильных по уровню) не распознавались телефоном из-за большого расстояния.

После того как я укоротил кабель до 10 метров, уровень сигнала активного 24-го канала поднялся до 99-100 дБ при горизонтальной поляризации антенны.

Отсюда вывод: юстировку направленной антенны необходимо делать по инженерному меню в горизонтальной или вертикальной поляризации с ВЫКЛЮЧЕННЫМ режимом автоматической регистрации в сети телефона, иначе придется ездить к базовой станции. Эти рекомендации даны для зон границ покрытия, где без внешней антенны телефон сеть вообще не находит.

Источник

Советы по выбору усилителя сигнала сотовой связи 2G/3G/4G/5G

Статья о вариантах усиления сигнала сотовой связи на различных объектах: дача, офис, склад. так же краткий обзор популярных предложений на рынке.

Существует два основных варианта усиления сотовой связи:

Первый вариант для усиления интернета 3G/4G/5G, не усиливает голосовую связь в обычном для нас формате (но можно пользоваться звонками через мессенджеры: WhatsApp, Viber, Skype, Telegram).

Второй вариант универсальный – усиливает интернет и голосовую связь, но имеет ряд ограничений (о ограничениях ниже).

Усиление 3G/4G-интернета с помощью антенны, модема и Wi-Fi-роутера

Система состоит из двух узлов: антенна на улице и модем + Wi-Fi-роутер внутри помещения.

Внешняя антенна для 3G/4G модема/роутера

4G-модем, подключенный переходниками к уличной антенне и вставленный в Wi-Fi-роутер

Как это работает? Антенна направлена в сторону предполагаемой базовой станции сотового оператора. Дальше сигнал попадает на 4G-модем с роутером, который раздает интернет путем распространения Wi-Fi сигнала. Вариант популярен среди частных мастеров по установке дачного интернета. Дешево и работает!

Wi-Fi-роутер со встроенным 3G/4G-модемом

Если брать модем и роутер отдельно, то кабель, идущий от уличной антенны, попадает на модем через переходники с тонким кабелем и очень маленькие СВЧ-разъемы TS-9 или CRC-9. Во-первых, это достаточно ощутимые потери уровня и качества сигнала, во-вторых, механически не надежно. Например, протирая пыль, вы легко можете повредить разъем на модеме, и, как следствие, придется покупать новое устройство.

Решается это просто – достаточно изначально купить роутер с уже встроенным 4G-модемом. Например, на нашем рынке продается несколько моделей роутеров компании Huawei. Без рекламы: работают отлично и разъем у них надежней – SMA.

Huawei-роутер со встроенным 4G-модемом

Почему частные мастера предлагают модем и роутер по отдельности? Ответ простой: ценовая маржа больше.

Что такое MIMO-антенна и для чего она нужна

MIMO-антенна для интернета 3G/4G

MIMO-антенна – устройство, имеющее два параллельных коаксиальных кабеля, идущих до модема/роутера. Из практики это означает, что прирост скорости интернета на прием будет от 0 до 20%, а на отдачу – 50-100%. Нужно тем, кто пользуется видеосвязью или удаленным видеонаблюдением, т.е. активно использует исходящий канал интернета. В других случаях практической пользы нет.

Параболическая антенна и антенны с высоким коэффициентом усиления

Параболическая антенна имеет высокий коэффициент усиления – обычно от 25 дБ и более. Многие потребители при выборе антенны смотрят именно на этот параметр. Однако это ошибочно, объясню почему…

Параболическая 4G-антенна с высоким КУ

Во-первых, антенна с таким высоким КУ имеет крайне узкую диаграмму направленности, и отклонение направления на 1-2 градуса уже уменьшает КУ до значений 0-3 дБ! То есть о самостоятельной установке на крыше и тем более на мачте речь уже не идет.

Диаграмма антенны с КУ=16 дБ:

Диаграмма направленности панельной антенны с КУ=16 дБ

Видно, что при отклонении в 5-10 градусов КУ сильно не меняется, а при отклонении, например, в 25 градусов КУ антенны равен почти 2 дБ.

Диаграмма антенны с КУ=27 дБ:

Диаграмма направленности параболической антенны

Видно, что при отклонении в 2-3 градуса КУ равен практически нулю.

Во-вторых, антенны с узкой диаграммой направленности (т.е. с высоким КУ) плохо ловят отраженный и рассеянный сигнал, что ощутимо уменьшает такой параметр, как качество сигнала (отношение сигнал/шум). Например, лес достаточно сильно рассеивает сигнал.

Распространение сотового сигнала в пространстве

В роутерах и модемах качество сигнала обозначается как RSRQ и SINR. А интернет в первую очередь зависит именно от качества сигнала, а не от его мощности (RSRP или RSSI).

Источник

способ грубой юстировки антенн радиорелейных станций

Формула изобретения

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к способу грубой юстировки антенных систем при прокладке трасс радиорелейных станций. Технический результат заключается в упрощении настройки.

Известны способы юстировки для различной протяженности трассы. Первый при большой протяженности (30-50 км) заключается в детальном изучении топографических карт с последующей привязкой к местности. Привязка производится на основе ближайших триангуляционных пунктов, от которых производится съемка местности оптическими геодезическими приборами.

1. Радиорелейная станция Р404М. Техническое описание.

2. Аппаратура цифровых радиорелейных станций МИК-РЛ7. 18Р и МИК-РЛ23. 40Р. Техническое описание. НПФ «Микран» г.Томск.

3. Радиорелейные и спутниковые системы передачи. Под редакцией А.С.Немировского. М. «Радио и связь». 1986.

1. Оборудование эфирно-кабельного телевидения MVDS РРС-42/40. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. КПП «ДОК» г.Санкт-Петербург.

Во всех источниках слабо описана юстировка антенных систем на этапе первоначального поиска. Внимание уделяется точной настройке, когда есть приемный сигнал. Так, в радиорелейных станциях МИК-РЛ7. 18Р и МИК-РЛ23. 40Р задействован специальный канал служебной телефонной связи, и точная юстировка антенны производится по уровню приемного сигнала.

Недостатки известных способов: при большой протяженности трассы (30-50 км) для точной привязки к местности на основании топографических карт необходимо знать положение ближайших к точкам приемо-передачи триангуляционных пунктов. От них затем производят съемку местности оптическими геодезическими приборами и определяют направленность антенны по азимуту. Настройку угла местоположения осуществляют на основании расчета по данным топографических карт и высотам антенных мачт. Все это требует значительных временных и рабочих ресурсов. Кроме того, значительное влияние могут оказать ошибки карт и не точно установленные триангуляционные пункты. Работа с оптическими геодезическими приборами требует определенной квалификации персонала.

При небольших расстояниях (5-15 км) настройка «на глаз» возможна только в условиях хорошей видимости, на которую оказывают влияние неблагоприятные погодные условия (дождь, снег, туман).

Сходное решение с использованием навигационного прибора для ориентации антенн реализовано компанией KVH Industries, Inc. в мобильных системах спутникового телевидения TracVision [KVH Trac Vision G4/G6/G8. Техническое описание]. Антенны систем комплектуются дополнительным внешним электронным магнитным гиростабилизированным компасом GyroTrac. Наличие компаса в комплекте позволяет ускорить первоначальный («холодный») поиск запрограммированного спутника, а в процессе эксплуатации с его помощью осуществляется переориентация антенны на другой спутник из записанной библиотеки. Однако данный способ для юстировки антенных систем при прокладке трасс радиорелейных станций имеет следующие недостатки:

1. Ориентацию антенны можно осуществить только в случае заранее известного азимутального направления. (Телевизионные спутники находятся на геостационарных орбитах и «висят» над экватором, т.е. их азимутальное положение заранее известно.) В нашем же случае азимутальное направление необходимо определить.

2. Не учитываются требования к точности грубой ориентации из-за относительно большой ширины диаграммы направленности передающих антенн спутников.

3. Не предусмотрена настройка по углу места, что также связано с относительно большой шириной диаграммы направленности передающих антенн спутников.

4. Требуется гиростабилизация, так как антенные системы расположены на мобильных объектах. (В случае юстировки антенн радиорелейных станций нет необходимости в гиростабилизации ввиду стационарности последних, что упрощает процесс.)

Указанную цель достигают тем, что юстировку осуществляют с помощью бытового спутникового навигационного приемника (GPS-приемника) со встроенным барометрическим альтиметром (типа Garmin e-Trex Vista, Garmin e-Trex Summit, Garmin GPSMAP 76/60 CS и т.д.).

Современные радиорелейные линии передачи сигналов работают в сантиметровом и дециметровом диапазонах. Волны сантиметрового и дециметрового диапазонов почти не огибают препятствий (строения, складки местности) и кривизну земной поверхности и могут распространяться в зоне прямой (оптической) видимости. Энергия в дециметровом диапазоне при применении направленных антенн распространяется очень узким пучком, т.е. имеет место направленная передача. Главную трудность представляет грубая юстировка антенных систем трассы точка-точка до появления принимаемого сигнала. Ширина диаграмм направленности (ДН) антенн ограничивается 1-4°. Поэтому ставится задача сориентировать главные лепестки ДН антенн как в азимутальной, так и в угловой плоскостях (фиг.1).

При настройке трассы связи точка-точка с помощью GPS-приемника определяют сначала местоположение и высоту одной точки и заносят данные в память прибора. Затем определяют местоположение и высоту второй точки и, используя функцию поиска обратного пути (TrackBack) по стрелке прибора, ориентируют антенну по азимуту в горизонтальной плоскости.

Угол места определяют расчетным путем на основании полученных данных о высотах над уровнем моря обеих точек и расстояния между точками (все данные снимают из показаний вышеназванного прибора). Угол места равен арктангенсу отношения разности высот h1-h2 к расстоянию между точками l (см. фиг.2):

— угол места.

Затем по той же схеме производят ориентацию антенны в первой точке.

Вычислив (2), получим =0,001 радиан (0,057°). Ширина ДН антенн значительно больше: 1°-4° ˜0,0175-0,0699 радиан.

Для точного определения высоты барометрический альтиметр, встроенный в прибор, требует калибровки. В нашем случае нам не требуется точное определение высот, достаточно их определить с одинаковой погрешностью, так как в расчете угла участвует разность высот.

Точность измерения высоты GPS-приемником составляет ±3 м, границу абсолютной погрешности по углу места можно оценить по формуле:

Граница абсолютной погрешности для разности высот 1000 м составит 0,000216426 радиан (0,0124°), что значительно меньше, чем по азимуту. При меньшей разности высот погрешность уменьшается.

Исходя из этого делаем вывод, что инструментальной точности GPS-приемника достаточно для грубой юстировки направленных антенн РРС. Главный лепесток ДН одной антенны попадет в зону действия главного лепестка ДН другой антенны. Точная же юстировка антенн в пространстве производится традиционно, по максимуму принимаемого сигнала.

Отличительной особенностью изобретения является использование в качестве основного инструмента для грубой юстировки антенн РРС бытового GPS-приемника с интегрированным барометрическим альтиметром.

Преимущество заявляемого способа заключается в простоте и надежности, для его реализации требуется меньшее количество персонала, отсутствует необходимость в специальной квалификации, сокращается время проведения работ. Протяженность трассы и погодные условия не усложняют проведение работ. В силу этого сокращаются материальные затраты на прокладку радиорелейной трассы.

Источник

• ← Что такое юстас и алекс
• Что такое юстировка в геодезии →