室內吸頂天線是移動通信系統天線的一種，主要用於室內信號覆蓋。在3G時代室內語音、數據、高速多媒體業務呈現密集分布特徵，室內分布系統將在3G網路建設和最佳化中發揮重要的作用。
基本介紹
- 中文名：室內吸頂天線
- 外文名：Indoor ceiling antenna
- 作用：用於室內信號覆蓋
- 優點：外形比較美觀，功率小
作用,原理,室內分布系統,設計與套用,
作用
室外信號覆蓋用的都是板狀天線，功率大，信號強，覆蓋遠；相對來講，室內覆蓋，比如會場、賓館、寫字樓、電影院、住宅樓內等，需要採用室內分散式系統來覆蓋，就採用吸頂小天線，外形比較美觀，不影響室內觀瞻，功率小，覆蓋一層樓內即可。白色向下的帽就是天線體了，往外輻射信號，那根向上彎曲的繩子就是饋線，把信號從移動基站引入到天線。
原理
吸頂天線的內部結構，雖然尺寸很小，但由於是在天線寬頻理論的基礎上，藉助計算機的輔助設計，以及使用網路分析儀進行調試，所以能很好地滿足在非常寬的工作頻帶內的駐波比要求，按照國家標準，在很寬的頻帶內工作的天線其駐波比指標為VSWR≤2 。當然，能達到VSWR≤1.5更好。順便指出，室內吸頂天線屬於低增益天線。
在室內，由於建築物材料固有的禁止作用，增加了無線信號的穿透損耗，影響了網路的信號接收和通話質量。如隔牆的阻擋5~20dB、樓層的阻擋20dB以上、家具及其它障礙物的阻擋2~15dB。
通常，在建築物的低層，如地下停車場，信號弱，手機無法正常使用，形成了移動通信的盲區和陰影區；在建築物中高層，由於基站天線或網路規劃原因，產生多個強度相近的導頻信號，這些導頻相互干擾而產生導頻污染，另由於高速大容量數據傳輸的需要，會使網路產生硬阻塞或軟阻塞等。
室內分布系統
在3G時代室內語音、數據、高速多媒體業務呈現密集分布特徵，室內分布系統將在3G網路建設和最佳化中發揮重要的作用。其主要作用表現在：
改善室內信號強度：通過樓宇內分布天線系統，將移動通信信號通過天饋線傳輸到樓內各個角落，達到解決室內信號強度和質量問題。另外，可通過加裝幹線放大器，彌補因饋線損耗損失的能量，擴大主機覆蓋範圍。
解決室內話務量擁塞和干擾問題：在室內利用基站或微蜂窩+室內分布系統可以有效吸收室內話務量，分擔室外基站話務負荷；同時對高層桌球切換、鄰頻干擾引起的質量問題，可以通過選擇性放大，提高信號場強，解決干擾問題。
利用原有2G分布系統升級，降低3G建設投資：採用天彥公司獨立匯流排和共用匯流排兩種組網方式方式，合理接入信號源，增加功率補償接點；利用現有“分區”結構，減少升級改造難點以及降低3G升級成本。
設計與套用
自2013年LTE牌照發放以來，LTE建設已經進入第5年，網路建設從無到有，目前進入深度最佳化階段。目前部分室分網路存在LTE弱覆蓋問題，LTE與低頻網路（如CDMA）不同步覆蓋。上述問題的其中一個原因是傳統室分吸頂天線高頻和低頻特性不一致造成，傳統室分吸頂天線高頻信號能量集中天線下方，而水平信號弱，水平覆蓋距離小。LTE新型室內分布吸頂天線的可解決上述問題，使得高頻LTE與低頻CDMA信號同步覆蓋，增加LTE信號的水平覆蓋距離，節省綜合投資，節能減排。
1、傳統室分吸頂天線存在的問題
對於傳統室分吸頂天線的高頻段特性，信號向天線正下方集中，絕大部分信號能量都集中在60度輻射角以內，85度輻射方向的衰減高達6dB以上，如圖1右邊的高頻方向圖特性，而低頻段在85度輻射方向為正增益，高頻和低頻特性不一致。85度方向是信號往遠處輻射的方向由於傳統天線在此方向對於高頻段有較大衰減，信號增益比低頻段低6dB以上，造成了高頻段覆蓋距離遠小於低頻段。也就是說，高頻信號能量集中天線下方，水平信號弱，水平覆蓋距離小，高低頻覆蓋不同步。
2、設計概要
傳統室分吸頂天線採用單錐形結構（如圖2右邊示意圖所示），由於高頻和低頻共用一套振子，無法兼顧高頻和低頻的性能。新型室分吸頂天線採用雙錐形結構（如圖2左邊示意圖所示），高頻和低頻使用不同振子對信號進行輻射，這樣可以分別最佳化高頻和低頻的輻射性能，是的高頻與低頻的輻射性能相當。在此設計中，低頻振子採用錐形振子，高頻振子採用自補矩狀振子。採用自補矩狀振子作為輻射振子，展寬了振子的寬頻，提高了輻射角度，降低了駐波比，提高了交調穩定性。
對於低頻特性，新型天線和傳統天線相當；對於高頻特性，在30度方向，新型天線的增益比傳統天線降低了10.41dB，在85度方向，新型天線的增益比傳統天線增加了4.3dB。也就是說，相對於傳統天線，新型天線的高頻段信號能量從小方向角度轉移至大方向角度，從天線底下轉移至周圍。
3、性能指標
新型室內吸頂天線的方向圖和電氣性能如圖3所示。
從圖3可知，高頻信號特性與低頻特性相當，輻射信號能量往水平方向傳播，增強了水平覆蓋距離。
4、優勢
（1）實現2G/3G/4G系統同步覆蓋由於新型天線的高頻特性與低頻特性相當，使得高頻段與低頻段覆蓋範圍一致，實現2G/3G/4G系統同步覆蓋。
（2）高頻覆蓋性能增強。
以載頻為2100MHz的LTE系統為例，邊緣場強=天線口功率+85°天線增益-（空間損耗+遮擋損耗）其中，典型值為：邊緣場強為-105dBm，天線口功率為-15dBm（單載波天線口功率15dBm，20M頻寬含1200子載波，子載波功率回退30dB），遮擋損耗取值30dB（包括人體損耗、遮擋損耗、工程餘量等）。
空間損耗=32.4+20logD+20LogF（D為km、F取2100MHZ）。傳統天線85°天線增益= -1.89 dB，新型天線85°天線增益= 2.41dB。由上面的條件計算可得，傳統天線的覆蓋半徑為9.2米，新型天線的覆蓋半徑為15.1米，新型天線比傳統天線覆蓋距離增加64%，覆蓋面積增加169%。
（3）降低投資，節能減排。
由於新型天線的高頻段覆蓋性能比傳統天線更優，可增加天線間距，因此天線數量減少，整個室分的饋線、無源器件相應減少，可降低投資15-30%。
