基站天线介绍_Oct_09

1、 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL1 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL2内容概要内容概要基站天线研发基站天线研发安德鲁基站天线特点安德鲁基站天线特点基站天线可靠性基站天线可靠性生产线展示生产线展示质量控制质量控制 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL3基站天线研发基站天线研发基站天线研发 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL4基站天线研发中心全球分布图基站天线研发中心全球分布图全球分布图全球分布图达拉斯达拉斯芝加哥芝加哥苏格兰苏格兰苏州苏州苏州苏州五个设计团队五个设计

2、团队可靠性工程可靠性工程Sustaining Engineering远场远场,近场测试近场测试亚太区技术支持亚太区技术支持达拉斯达拉斯两个设计团队两个设计团队电调工程部电调工程部可靠性工程可靠性工程Sustaining Engineering远场测试远场测试Rapid Prototyping美洲美洲,全球技术支持全球技术支持芝加哥芝加哥两个设计团队两个设计团队远场远场,近场测试近场测试全球技术支持全球技术支持苏格兰苏格兰两个设计团队两个设计团队远场测试远场测试欧洲技术支持欧洲技术支持 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL5苏州基站天线研发中心人员构成苏州基站天线研

3、发中心人员构成70 staff (17 Masters+ ) CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL6基站天线研发流程概念设计概念设计 原型设计原型设计 量产量产 试运试运行行 工程样工程样品品方案构思，核心指标模拟方案构思，核心指标模拟完整的定型样品完整的定型样品 满足指标要求满足指标要求2-10根工程样品验证一致性根工程样品验证一致性10-20根小批量生产根小批量生产大批量生产大批量生产 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL7 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL8 CommScopePRIVATE A

4、ND CONFIDENTIAL9仿真软件仿真软件HFSSIE3DMathCADPCCADSolidworks / CosmosServer PC 30pcs CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL10方向图仿真方向图仿真单极化阵列天线仿真 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL11机械强度分析机械强度分析ANSYS天线罩天线罩风载模拟分析和风洞试验风载模拟分析和风洞试验 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL12远场方向图测试系统远场方向图测试系统q 450 MHz to 6 GHzq 倾斜场消除地面发射干扰q

5、 扫频, 多频率点同时收集数据q 两个端口同时取数据 q 16 小时连续工作 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL13方向图分析软件方向图分析软件 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL14近场方向图测试系统近场方向图测试系统室内场立体方向图同时采集水平，垂直面高速切换开关，同时采集端口天线数据 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL15天线系统研发实验室天线系统研发实验室面积: 250 m2测试设备: 8 网络分析仪; 2 测试房; 1 三阶交调测试仪 (0.8-2.5 GHz); Agilent射频矩阵开

6、关 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL16测试仪器测试仪器Agilent 网络分析仪 8753ES/E5071B/C PNA 5230ASummitek 交调分析仪 SI-700/ SI-800/SI-1800/SI-2600 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL17基站天线研发基站天线研发安德鲁基站天线特点 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL1818Decibel Products(深圳戴西博深圳戴西博)引向天线空气微带技术多阵列天线Andrew 宽频17102170宽频移相器技术世界领先的PIMA

7、ndrew Andrew 基站天线产品构成基站天线产品构成Deltec(新西兰新西兰.登达登达) 远程电调EMS Wireless 双极化天线 集成隐蔽天线方案Base Station Antenna SystemsAndrew 以广泛的产品系列和核心技术能力向世界范围的客户提供全套天线系统解决方案 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL1919Andrew BSA Andrew BSA 产品类型产品类型YagiVPolStd.VPolDirected Dipole双极化双极化DualPol OmniYagiActuatorsControllersData Cabl

8、esLightning ProtectionSplittersBias TeeAcCELLeratorSpecial AntennasConcealmentSolutionsVPol Std.VPol Directed Dipole双极化双极化DualPol Std.双极化引向振子双极化引向振子DualPol Directed DipoleOmniYagi17102170MHzVPol双极化双极化DualPol双频/多频Multi BandVPolDualPolMulti-Column智能波束SmartBeamTD-SCDMAExposed DipolesOmniVPol Std.DualPo

9、l Std.UHF/VHF30520 MHzNetworkManagementSoftwareWiMAX基站天线系统800/900 MHzMulti-BeamANMSTeletiltAccessories CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL20高频双极化可调倾角高频双极化可调倾角(1710-2180)优化的增益优化的增益良好的水平波束对称性良好的水平波束对称性,优越的副瓣抑制减少干扰优越的副瓣抑制减少干扰,第一副瓣第一副瓣18dB优越的三阶交调优越的三阶交调, -153dBc (2*20W)高性能的电缆和世界知名品牌高性能的电缆和世界知名品牌PCB全系列全系列H

10、BX(X)-65/90全球客户日本全球客户日本, 台湾台湾,美国美国,印度印度,OEMs电调兼容电调兼容 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL21高频双极化可调倾角高频双极化可调倾角(1710-2180)-典型方向图典型方向图 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL2222 专利引向振子 优异的水平波束控制 圆天线罩,低风载 电调兼容引向振子系列提供更快的水平波束衰落,减少软切换和系统干扰932LG65VT STANDARDANTENNAModel TypesGain (dBd / dBi)HBWTilt (Degree)Lengthi

11、nch (m)931LG65VTE-B14.9 / 17.0650848 (1.22)932LG65VTE-B15.4 / 17.5650851.5 (1.32)936LG65VTE-B16.8 / 18.9650879.4 (2.02)系统容量优化系统容量优化引向振子系列引向振子系列 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL23 低损耗, 高增益 优秀的上副瓣抑制 宽度小(270 mm) 电调兼容 CTSDG Family, 65 HBWModel TypesFreq (MHz)Gain (dBd)TiltVBWLength (inches)CTSDG-06513-

12、XDM (-R2DM)80696012.90151451CTSDG-06515-XDM (-R2DM)80696014.40101076.2CTSDG-06516-XDM (-R2DM)80696015.6087101Inside ViewCTSDG-06513-XDM低频双极化可调倾角低频双极化可调倾角(806-960) CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL24 低损耗 耦和馈电射频线路中没有金属连接 使用铜管电缆, 非编织网 焊点少 (1个)800/900 MHz DualPol低频双极化固定倾角低频双极化固定倾角(806-960)(806-960) Comm

13、ScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL25The quad configuration provides an easy solution for air combining and flexibility to adjust and optimize beam tilting for each antenna. Model TypeHBWGain (dBd / dBi)Tilt (Degree)Length inch (m)ADFD1820-3333B-VTM2 x 3318.5 / 20.60757.0 (1.45)HBXX-6513DS-VTM2 x 6512.8 /

14、 14.901227.4 (0.7)HBXX-6516DS-VTM2 x 6515.9 / 18.001051.4 (1.30)HBXX-6517DS-VTM2 x 6517.1 / 19.20674.9 (1.90)ADFD1820-9090B-XDM2 x 9014.4 / 16.50851.6 (1.31)同频双列系列同频双列系列Antennas are also available with factory pre-configured ATM200 RET actuators, model number ends in R2M. CommScopePRIVATE AND CONFID

15、ENTIAL26双频双频65度系列度系列 双频 824960 /17102180 MHz 专利技术微带环行贴片单元 MAR 交叉设计, 天线较窄 电调兼容反射板高频率PCB单元低频 (MAR) 单元(高频单元在里面)输入接头 (4)下倾角调节器 (两个频段独立) CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL27 宽带- 23002700 MHz 电调兼容 DIN头,底馈Model TypesGain (dBi)TiltHBWVBWLength (inches)W2X-6516DS-VTM (-R2M)18.001065648WiMAX 双极化可调倾角双极化可调倾角 Com

16、mScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL28 宽频带- 23002700 MHz - 33003800 MHz 4端口垂直极化 N型头,底馈Model TypesFreq (MHz)Gain (dBi)HBWVBWAPW425-12014-0N2300270017905APW435-12014-0N3300380017905WiMAX 多阵列多阵列 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL2929集成隐蔽方案集成隐蔽方案集成天线/电调/塔放Available Now: Antennas RET Diameter 356508mmAvailable

17、Now: Antennas MET / RET Factory installed TMA option提供整个基站的覆盖提供整个基站的覆盖Micro AcCELLeratorCSH-6516A-VT-TAUFL17102170 MHzWithout TMA section:CSH-6516A-VTRET pre attached:CSH-6516A-R2 Diameter 200/280mmAcCELLeratorwith UniversalMounting StandMicrocenterwith Filler PanelsAcCELLerator CommScopePRIVATE AND

18、 CONFIDENTIAL30Smart Beam (智能波束天线智能波束天线) CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL31Smart Beam (智能波束天线智能波束天线)1-Way SmartBeam Antenna (1D): 内置电调 (0 to 10) 2-Way SmartBeam Antenna (2D): 内置电调下倾(0 to 10) 水平方位可调 (+/ 30) 3-Way SmartBeam Antenna (3D):内置电调下倾(0 to 10) 水平方位可调 (+/ 30)水平波束宽度可调 (35 to 105) CommScopePRIV

19、ATE AND CONFIDENTIAL320102030405060708090100110120130140150160170180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10-40-35-30-25-20-15-10-500102030405060708090100110120130140150160170180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10-40-35-30-25-20-15-10-5001020304050607080901

20、00110120130140150160170180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10-40-35-30-25-20-15-10-500102030405060708090100110120130140150160170180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10-40-35-30-25-20-15-10-500102030405060708090100110120130140150160170180-170-160-150-140

21、-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10-40-35-30-25-20-15-10-5037456590110水平面测试方向图水平面测试方向图 (17102180 MHz) CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL3333ANMS 安德鲁网络管理系统安德鲁网络管理系统 ANMS CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL3434ANMS 远程控制远程控制远程控制天线状态-电子倾角-水平方位-水平面波束宽度远程软件升级天线实时配制远程控制塔放远程控制监控报警自动发现新站 CommScopePRIVAT

22、E AND CONFIDENTIAL35典型系统框图典型系统框图 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL3636ANMS 网络配置网络配置基于Windows 的软件每站一个控制器安装在背面 (ATC300-1000)一个服务器连接到所有控制器多个客户端可以通过服务器进行控制ANMS ServerANMS ClientNetworkEthernet CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL37 Azimuth Fanning应用假设应用假设智能波束天线的应用智能波束天线的应用RET Enables: Boresite Correction E

23、levation Tilt CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL38相邻相邻A和和B站的正常覆盖站的正常覆盖 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL39车祸改变系统容量需求变化车祸改变系统容量需求变化 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL40A站针对道路调节覆盖站针对道路调节覆盖 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL41B站调节填补站调节填补A站调节造成的空白区域站调节造成的空白区域 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL42客户实例客户实例1-1-

24、三阶互调对系统的影响三阶互调对系统的影响互调干扰是系统自身产生的无用信号,如果落入接受频段会对系统产生干扰 三阶交调是能量最强的干扰, 接下来是五阶和七阶. 三阶交调是信道带宽的3倍,也就是说 10 MHz LTE 信号产生的干扰至少是30 MHz 在2G系统中，可以通过调整频率分配在一定程度上避免交调干扰 3GLTE是容量受限系统，所以系统三阶交调性能对网络性能至关重要 PIM 是一个挑战性的网络问题 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL43三阶互调对系统的影响三阶互调对系统的影响 发射信号在通过不良的零部件或者不良连接点时产生交调干扰 干扰信号通过接受路径到达

25、接受机，干扰正常信号 可能表现为性能降级，甚至系统告警BTS2BTS1Rx0Tx0Rx1Tx1One Sector Shown For IllustrationRx0TxRx1One Sector Of Combined TRx ShownDuplexerDuplexerDuplexerDuplexerTRxsDiplexerDiplexerBTS2 TxBTS1 TxCombined TxRx Signals CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL44PIM 损害系统噪声电平和性能损害系统噪声电平和性能Poor PIM performance caused inc

26、rease in dropped calls when overlay system was turned onPIM在共用系统开启以后引起系统掉话Significant concern when sharing RF path between two systems所以使用共用射频系统时要引起重视When PIM issues were fixed, the noise floor of the system dropped to pre-overlay levelsPIM改善后系统燥声电平High quality components and installation are essent

27、ial for network performance高性能的器件和正确的安装对系统性能至关重要PIM Issues fixedOverlay System Turned on CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL45客户实例客户实例2-2-路测对比路测对比天线更换前天线更换后扇区边界扇区边界Pilot-Signal 信号强度信号强度扇区边界扇区边界该区信号覆盖改善该区信号覆盖改善更少的信号进入相邻扇区更少的信号进入相邻扇区扇区分界鲜明扇区分界鲜明Pilot-Signal 信号强度信号强度 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL46 C

28、ommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL47机械下倾主波束正对方向下倾后瓣翘起90 方向不下倾电下倾主波束正对方向下倾后瓣下倾90 方向不下倾机械下倾 vs. 电下倾 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL48-180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100102030405060708090100110120130140150160170180-40.00-35.00-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00-180-170-

29、160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100102030405060708090100110120130140150160170180-40.00-35.00-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00-180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100102030405060708090100110120130140150160170180-40.00-35.00-30.00-25.00-20.00-15.00-10.

30、00-5.000.00-180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100102030405060708090100110120130140150160170180-40.00-35.00-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00电下倾 = 0, 4, 7, 11, 14 deg 849 MHz机械下倾 = 0, 4, 7, 11, 14 deg 849 MHz机械下倾 = 7, 电下倾 = 7 Co & X 849 MHz电下倾= 14 deg Co & X 849

31、 MHz水平面展开水平面展开水平面方向图 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL49客户实例客户实例2-2-结论结论3G/ LTE 对系统信噪比的要求更高 正确选择天线对提高信噪比很重要最优的系统需要可调电子下倾和良好的副瓣抑制机械下倾会导致大面积的扇区重叠造成相邻扇区干扰较高副瓣会干扰相邻基站为了避免水平面波束改变不超过10%, 机械下倾不要超过垂直面波束宽的的一半(该经验不适用于机械+电子下倾) CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL50基站天线可靠性基站天线可靠性基站天线可靠性 CommScopePRIVATE AND CONFID

32、ENTIAL51什么是可靠性什么是可靠性可靠性概念可靠性概念-可靠性R (t):在规定的时间、规定的条件下、完成指定功能的能力;是一个概率值,0-1之间;-失效率：失效数量/总数量（常指稳态失效率）-平均无故障工作时间-Mean Time Between Failures (MTBF): 1/; -系统可用性 System Availability:产品运行时间/(产品运行时间+维修时间) CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL52可靠性失效案例可靠性失效案例20082008年雪灾失效案例年雪灾失效案例部分天线厂家安装架变形天线底板扭曲，高空坠下 CommScope

33、PRIVATE AND CONFIDENTIAL53安德鲁基站天线可靠性安德鲁基站天线可靠性安德鲁天线可靠性安德鲁天线可靠性-平均无故障工作时间MTBF 100 年-系统可用性 System Availability 99% CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL54失效率失效率使用时间使用时间基站天线可靠性有效寿命有效寿命天线系统失效率服从经典的可靠性“浴盆”曲线随着使用时间而减少随着使用时间而减少 早期寿命缺陷早期寿命缺陷 (生产&安装)随着使用时间而增加随着使用时间而增加疲劳疲劳/磨损磨损/老化缺陷老化缺陷 (材料老化)恒定变化率恒定变化率随机失效随机

34、失效 (有效寿命)失效率失效率1MTBF CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL55基站天线可靠性设计基站天线可靠性设计双频段天线系统可靠性分配双频段天线系统可靠性分配 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL56基站天线可靠性设计基站天线可靠性设计新产品试验流程新产品试验流程-可靠性预计，测试计划编制可靠性预计，测试计划编制 设计初级阶段设计初级阶段-新材料认证新材料认证 选材阶段选材阶段非金属材料项目包括: 天线罩紫外线老化, 低温,高温,高低温循环,交变湿热,风载试验,材料延展性(拉力)试验等; 检测项目: 物理特性,微波特性.金属材

35、料: 材质成分检测, 盐雾试验, 风载试验, 金属延展性(拉力)测试等; 检测项目: 物理特性-设计验证设计验证 -设计样品成型阶段设计样品成型阶段装配确认,正弦振动,风载,淋雨试验,移相器寿命测试等; 检测项目: 回损回损/VSWR,隔离隔离,三阶互调三阶互调(PIM);-射频常规指标稳定性试验射频常规指标稳定性试验 工程样品工程样品样品: 3 根; 试验项目: 初始检测, 快速温度循环, 随机振动, 常温存储, 检测项目: 回损/ VSWR, 隔离,三阶互调; 每个试验项目结束均须检测, 主要针对主要针对PIM稳定性稳定性-产品最终资格确认产品最终资格确认 试运行阶段试运行阶段样品: 抽样

36、 3 根检测项目: 回损回损/ VSWR, 隔离隔离,三阶互调三阶互调; 每个试验项目结束均须检测试验项目: 低温,高温,高低温循环,交变湿热, 淋雨, 风载, 随机振动, 盐雾,移相器拉力, 包装跌落等常规所有试验项目. CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL57基站天线可靠性设计基站天线可靠性设计量产试验流程量产试验流程-量产产品抽测量产产品抽测安装架盐雾试验; 天线罩紫外线老化试验;电调早期应力筛选试验，低温，高温；-本地化本地化, 更换材料更换材料, 设计变更等设计变更等根据变更有针对性地试验. 例如: 变更材料需对材料进行认证测试, 变更结构需进行设计验证

37、测试等.-现场退货失效分析现场退货失效分析对于客户反馈, 现场退货天线, 分析失效原因, 进行确认测试等. CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL58基站天线可靠性实验室基站天线可靠性实验室面积：面积：200平米平米设备：设备：-大型环境实验室；盐雾试验箱；淋雨试验箱；风载试验平台、电调老化试验平台、光谱材质分析仪；微波暗室；-振动、冲击、跌落试验台（委外）-功率容限、EMC/防雷实验设备 （美国）可靠性预计软件可靠性预计软件-RELEX可靠性预计软件-标准: Telcordia SR-332 / MIL-HDBK-217-主要针对射频电路，电调分系统和机械分系统

38、CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL59基站天线可靠性测试基站天线可靠性测试试验项目试验项目-环境实验：项目参照标准地点低温IEC 60068-2-1,at -40 C for 24 hr. 实验室高温IEC 60068-2-2 at 70 C for 24 hr 实验室温度循环IEC 600068-2-14 between, cycling between -40 and + 70 C实验室湿热，湿度IEC 600068-2-30, Test Db;实验室淋雨试验IEC 60068-2-18 Test Ra, Method 1实验室盐雾 (连续)IEC 6000

39、68-2-11 Test Ka实验室盐雾(循环)IEC 600068-2-52 Test Kb实验室日光老化-紫外线IEC 600068-2-5, Procedure B实验室沙尘试验Telcordia GR-487-CORE section 3.28.4. or IEC 60068-2-68第三方霉菌试验IEC 60068-2-10第三方 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL60基站天线可靠性测试基站天线可靠性测试试验项目试验项目-机械和材料: 项目参照标准 地点正弦振动IEC 60068-2-6, 20 sweep cycles, 2G;第三方随机运输振动IE

40、C 60068-2-6, 0.5 G第三方机械冲击IEC 60068-2-27; 30G;实验室包装跌落IEC 68-2-32; TAPPI T802 om-91 实验室表面涂覆粘贴能力ASTM D 3359 02, Test method B. 实验室风载静态模拟EIA-222-D, max. 241 km/h speed;实验室电调寿命试验100,000 cycles on lifecycle tester PC, actuator lifecycle实验室金属成分分析和镀层分析X-Ray analyze element percentage, coating thickness实验室移相

41、器拉力Force gauge, 13.3N;实验室 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL61环境实验设备环境实验设备环境试验室环境试验室步入式，特制卧式 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL62环境实验设备环境实验设备日光老化、日光老化、紫外线照射试验箱紫外线照射试验箱盐雾试验箱盐雾试验箱温度: +35 ,中性盐雾试验喷雾速率：12ml/80cm2/h CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL63环境实验设备环境实验设备大型淋雨试验箱大型淋雨试验箱静态风载模拟试验平台静态风载模拟试验平台 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL64环境实验设备环境实验设备振动试验系统振动试验系统: CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL65环境实验设备环境实验设备机械冲击试验台机械冲击试验台