摘要:本文讨论移动通信基站天馈线系统安装施工技术要求。
关键词: 天线 馈线 施工 技术
中***分类号: C35 文献标识码: A
1 天线基本功能的重要性
为了有效地将能量馈送到天线上,在馈线末端的天线所呈现的阻抗应满足匹配要求,故它又是一个终端匹配器件; 为了有效地利用天线辐射的功率或提高天线系统的信噪比,天线应具有向所需方向辐射或接收所需方向无线电波的能力,即定向辐射或接收,因此天线又是一个聚焦或接收器件; 天线极化通常是在最大辐射方向上电场矢量取向随时间的变化规律,可分为直线极化、圆极化和椭圆极化。在同一系统中,收发天线应只有同一极化形式,若不一致,则产生极化失配,将降低传输效率,这样天线又是一个极化器件。几乎在所有情况下,天线都具有这些器件的功能。
1.1 为保证基站覆盖整个服务区,天线安装质量必须保证方向性***满足设计要求
由于天线的作用首先是实现自由空间传输的电磁能量与无线设备中的高频电流(或电磁)能量的相互转换,同时还要按设备的用途和技术要求,使电磁能量在指定的区域内传输,所以天线的安装质量必须满足设计要求,保证基站覆盖整个服务区。
全向天线要求在水平内基本上具有无方向的辐射特性,而在垂直面内则具有定向的辐射特性; 全向天线的水平方向性***是一个圆,在水平面上全向天线朝每个方向的增益是相同的。
定向天线要求在空间特定方向上具有比其它方向上能更有效地发射或接收电磁波。定向天线的水平方向性***为一个确定方向,即在某一个方向的增益大,另外一些方向上的增益小,辐射方向的范围是半功率角。
由于天线安装于铁塔、楼顶抱杆、山顶等高处,天线周围存在着金属导体,包括天线的支撑件,它们对天线的辐射产生影响,使方向***发生改变,因此必须留足够的间距,工程中常使天线辐射体中心距铁塔是3λ/4以上长度时,要使全向天线真圆性变好,或者使定向性天线获得理想的方向性 。
天线共塔安装时,相互间因靠得太近会产生能量耦合,发射天线间耦合过大,会产生互调干扰,影响通信;收发射天线间耦合过大,会造成收信机阻塞或使收信机输出信噪比下降; 撇开能量耦合作用,天线间靠得很近,尺寸短的天线对尺寸长的天线起到了引向器作用;尺寸长的天线对尺寸短的天线又起到了反射器作用,反射和引向又导致了原天线方向性***的改变。因此天线共塔安装时,要尽量减少天线之间的耦合和相互影响。设法增大天线相互之间的隔离度,最好的办法是拉开天线的安装距离, 既包括天线水平安装时水平间距的电长度,也包括天线垂直安装时的垂直间距电长度,天线共塔时,应优选垂直安装,其次考虑水平安装。
1.2 提高天线辐射效率,天线安装质量必须保证天馈线系统阻抗匹配
在天馈线系统中,阻抗匹配程度用电压驻波比(VSWR)描述,VSWR 通常要求在1.05~1.5 以内,阻抗匹配程度越高,VSWR 越小。天馈线的阻抗特性,对发射设备来说,天线可以看作它的一个负载。为了有效地使发射设备取得能量,必须知道天线的输入阻抗,然后才能考虑匹配问题,而且实际天线往往不只应用于一个频率,因此必须重视在频率范围内天线输入阻抗的变化,此外对天线的馈电,天线阵中各辐射元间阻抗的相互影响也应重视。
由于天线的馈电是指发射机能量通过馈线输送至天线的过程,天线馈电对馈线的要求是:(1)原则上馈电线应没有天线效应,连接发射机的馈电线不应辐射电磁能量,连接接收机的馈电线不应受外电场感应而拾取电磁能量(;2)馈电线输送电磁能量的效率在合理条件下应尽可能高,即馈电线上的损耗(包括传输损耗和各接口处的反射损耗等)均应尽可能小(;3)馈电线上的驻波应尽可能小,即馈电线的特性阻抗应与天线的输入阻抗相匹配,避免因失配而导致传输效率下降引起过高电压,产生电晕或击穿现象;(4)馈电线应有足够宽的频带宽度和功率容量(;5)在同轴馈电线上需接入元器件时,如双工器,放大器,均应尽可能地减少插入损耗和反射损耗。
2 天线安装施工技术要求
基站天线的安装高度由无线覆盖区设计决定,天线的实际安装高度要符合基站设计文件要求的高度;
天线安装位置应避开周围50m 以内的高层建筑物、广告牌、各种高塔和地形地物;
基站中不同频率的发射天线相邻安装时,应保持一定的水平或垂直间距,间距的大小按照隔离要求确定;
基站天线安装在铁塔上时,为避免铁塔对天线的方向性***的影响,全向天线应安装塔顶位置,定向天线可安装在塔身侧面。天线距天线杆或铁塔的距离应大于等于1.5个波长;天线间距应达到设计标准。
基站天线,天线共用器的安装及加固应符合工程设计要求,安装应稳定、牢固、可靠。馈电部分要具有防水、防潮装置;
基站天线的防雷保护接地系统应良好,接地电阻应符合工程设计要求,天线应处于避雷针下45°角的保护范围内;
天线的固定方式应符合工程设计要求,天线固定后,应牢固可靠,天线与支撑之间不应产生相对摆动,天线的锁紧螺母应紧固,螺杆应上双螺母;
天线安装完毕应按设计要求核对天线的方位度、俯仰角;
天线结构应具有较好的机械强度,能够抗风、抗雨雪的影响,为了提高防雷能力,天线系统必须有较好的防雷接地系统;
3馈线安装施工技术要求
移动基站馈线应沿铁塔爬梯一侧安装,吊装馈线时要在离电缆最上端3m 处用钢丝网悬挂在铁塔上,以防馈线脱落; 电缆放完后,为了防止潮气侵入电缆,应将电缆头密封严密。
安装馈线时,不准打折、打节、扭曲、挤压和损伤电缆外皮;不能将电缆直接放在地上拖拉,以免擦伤电缆,安装布放馈线时,塔上塔下操作人员要密切配合,以免损伤电缆。
安装馈线,应每隔1~1.5m安装固定卡子; 馈线从机房到天线均应安装平行或垂直一致,布局合理规范,整齐有序;馈线转弯时,应符合曲率半径的要求,并保持一致,7/8”馈线的曲率半径为≥250mm,1/2”馈线曲率半径为≥120mm,1~5/8”馈线的曲率半径为≥508mm,
馈线安装完毕,各条馈线进入机房的孔洞要严格密封,以防雨水渗入机房; 馈线安装长度符合要求,剩余度不能太多,不允许盘圈,安装牢固,可靠,馈线走向愈短愈好。
4 天馈线的连接技术要求
馈线接头安装,切开馈线头,切口要平整,外皮无损伤,无塑性变形,并清理干净馈线内的铜屑;接头内装好橡皮垫,涂上凡士林,安装时注意不要损伤接头芯针;天馈线接头安装要牢固,接触可靠。各接头处应保持平直以避免应力。
馈线下接头与机房走线架要有良好绝缘层,下接头处要安装避雷器,避雷地线必须引到室外铜排上。
馈线接头做好后,用1/2”软馈线连接天线接头与馈线接头,1/2”馈线不能盘圈、打弯。
天线接头与1/2”软馈线的连接处,馈线上下接头连接处,应用防水胶带从上至下包扎严密,防水胶泥要饱满,不能有潮气和水进入,以防短路。
天馈线接头安装,应按顺时针方向,均应以正北0度为起点,依次连接,以免反接或错接。
安装天馈线接头不能在雨雪天操作。
5馈线接头施工技术要求
电缆头的规格型号必须与射频同轴电缆相吻合;
电缆头的组装要求: 电缆头口面平整,无损伤、变形,各配件完整无损。电缆头与电缆的组合良好,内导体的焊接或插接应牢固可靠,电气性能良好;
芯线为焊接式的电缆头的焊接质量应牢固端正,焊点光滑、无虚焊、无气泡,不损伤电缆绝缘层。焊剂宜用松香酒清溶液,严使用焊油;
芯线为插接式的电缆头,组装前应将电缆芯线(或铜管)和电缆接头芯子和接触面清洁干净,并涂防氧化剂后再进行组装;
组装密封电缆头的电缆应涂密封剂(如硅胶),但要适量,不宜过多,否则将影响反射衰减;
组装好电缆头的电缆反射衰减(在工作频段内)应满足设备或工程设计要求;
机架间的(软)射频同轴电缆沿布走线架放,进入设备后应紧贴机框内壁两侧面,拐弯圆滑均匀,弯曲半径大于等于电缆外径6倍,并做适当绑扎。
6馈线三点接地连接施工技术要求
移动通信馈线的三点接地,主要是指馈线的三点接地,即每条馈线在离开馈线上接头处,馈线离开铁塔处,馈线进入机房前做三点接地。当铁塔高度超过60米时,应在铁塔中部增加一处接地点。
馈线接地点不要选在馈线弯曲变形应力较大的地方。接地的安装方法是将每条馈线接地处电缆皮剖开,把专用接地线的铜箍紧紧地箍到电缆的外导体上,接触要可靠,然后再用防水胶带密封,防水胶泥要饱满,安装接地线时喇叭口朝下,以防进水氧化短路;馈线接地处包扎好后,再将专用接地线小尾巴线接到铜排上,铜排应固定在塔体上,用φ16紫铜线将塔体上馈线接地铜排连起来就近接地。
7同轴避雷器检验技术要求
避雷器型号应符合设计要求,同轴避雷器应安装在同轴电缆进机房入口处,避雷器外壳接地点应就近在机房外侧与接地系统连接;
各接地点应做防腐蚀处理。
8基站天馈线检验技术要求
监理工程师应检查天线、天线共用器、馈线的安装及加固情况,天线的加固应符合要求,紧固螺母应上紧上齐,螺栓、螺母应涂黄油,天线与铁架间的加固U型卡子或夹板螺栓应上双母;
监理工程师应抽查天线垂直度、俯仰角、方位角,要求抽查指标应符合工程设计要求;
监理工程师必须检查天线的防雷保护接地系统(必要时可测试接地电阻阻值,测试结果应符合工程设计要求),并检查天线安装后应处于避雷针下45°的保护范围内;必须检查馈线接地符合工程设计和验收规范要求。
监理工程师应检查天馈系统驻波比检测情况。
9基站天馈线竣工验收
9.1 天线安装工艺验收内容
(1)天线安装位置、安装高度、天线的方位角、俯仰角;
(2)天线固定方式及牢固度;
(3)天线接头及防水部位;
(4)天线的防雷接地;
(5)天线与小馈线的连接;
(6)天线器件;
(7)天线与避雷针保护角度。
9.2 馈线安装工艺验收内容
(1)馈线的走向、路由;
(2)馈线固定方式及牢固度;
(3)馈线上接头与天线小馈线的连接;
(4)馈线下接头与设备的连接;
(5)馈线曲率半径;
(6)馈线接头防水部位密封情况;
9.3 天馈线防雷接地系统验收内容
(1)馈线三点接地装置;
(2)馈线三点接地密封情况;
(3)馈线三点接地连接母线;
(4)避雷器接地;
(5)馈线接地引线与铜排连接;
(6)接地铜排与接地上引线的连接;
9.4 测试指标
(1)天线方位度;
(2)天线俯仰角;
(3)天馈线驻波比;
(4)天馈线接地电阻;
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