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TD-SCDMA（以下簡(jiǎn)稱TD）體制和標(biāo)準(zhǔn)的提出已經(jīng)超過(guò)了10年，在這10余年中，TD系統(tǒng)和TD智能天線技術(shù)都得到了巨大的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。2009年初，隨著我國(guó)3G牌照的發(fā)放和3G系統(tǒng)的商用，TD智能天線技術(shù)也在不斷地深化和提高。
在TD標(biāo)準(zhǔn)提出的前幾年，業(yè)界普遍認(rèn)為具有8通道（8單元）的全向智能天線是應(yīng)用的主流，每個(gè)基站只需要一副智能天線和一套基站系統(tǒng)。至于8通道（8單元、8列）的定向單極化智能天線，業(yè)界認(rèn)為只在密集話務(wù)區(qū)才會(huì)用到，每個(gè)基站需要配備三副智能天線和三套基站系統(tǒng)。
到了2007年，TD行業(yè)認(rèn)為主流的智能天線應(yīng)該是8通道的定向單極化智能天線，而全向智能天線只是輔助性的，甚至可以忽略。由于當(dāng)時(shí)的定向智能天線的寬度達(dá)到了640mm，不但“招風(fēng)”，而且“招眼”，大大制約了智能天線的安裝和使用。招風(fēng)的問(wèn)題，很快采用“鏤空天線”技術(shù)給予了解決。而招眼的問(wèn)題必須縮小尺寸才能解決，否則很多站點(diǎn)都將被“投訴”而無(wú)法實(shí)施。為了縮小天線的寬度，行業(yè)內(nèi)曾提出縮小單元間距的“緊湊”型、特殊排列的“前4后3”型、減少通道數(shù)的“6列”型、“4列”型等諸多解決方案，但都因?yàn)楦髯缘娜毕荻茨苓M(jìn)一步推廣。直到2008年8通道（4列）“雙極化”型的提出，業(yè)界才很好地平衡了尺寸和性能的矛盾。8通道雙極化天線的寬度約為310mm，與GSM天線的結(jié)構(gòu)外觀尺寸相當(dāng)，同時(shí)，由于雙極化帶來(lái)的額外分集效果，一定程度上彌補(bǔ)了因?yàn)殛嚵凶兓瘞?lái)的賦形增益損失。因而8通道定向雙極化天線成為了應(yīng)用的主流。
智能天線與RRU的一體化技術(shù)
在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，無(wú)論是2G的GSM/CDMA基站天線還是3G的WCDMA和cdma2000基站天線，主流應(yīng)用都是2個(gè)電纜輸入端口的雙極化天線。而智能天線的電纜端口是9個(gè)，其中8個(gè)是天線通道口，另1個(gè)是校準(zhǔn)端口。8個(gè)天線端口需要有很好的幅度和相位一致性，以便在智能天線的方向圖合成中以及校準(zhǔn)中獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。在實(shí)際應(yīng)用中，9根連接電纜的幅相一致性以及長(zhǎng)期戶外應(yīng)用中的穩(wěn)定性和可靠性都是難以保證的，同時(shí)，9根電纜與基站RRU設(shè)備連接的美觀性也是大有問(wèn)題的。另外，9根電纜的連接及防水施工給工程帶來(lái)極大的不便，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的效率。
采用RRU設(shè)備與智能天線一體化連接，可以較好地解決以上的問(wèn)題。如圖1、2所示，一體化智能天線將RRU與智能天線采用盲插式接頭結(jié)合在一起，天線與RRU無(wú)需電纜連接，外形美觀，施工便利；減少系統(tǒng)電纜連接，提高系統(tǒng)可靠性；減小射頻損耗，提高系統(tǒng)性能；采用盲插式連接，方便安裝、拆裝，安裝時(shí)間降低90％，便于施工與維護(hù)。因此，RRU一體化將是智能天線應(yīng)用的發(fā)展重要趨勢(shì)之一。
當(dāng)然，我們也應(yīng)當(dāng)看到，RRU一體化天線雖然解決了應(yīng)用中的一些問(wèn)題，但是有源系統(tǒng)和無(wú)源系統(tǒng)的結(jié)合，其可靠性必須引起足夠重視。運(yùn)營(yíng)商一方面應(yīng)分別對(duì)RRU和天線進(jìn)行各項(xiàng)嚴(yán)格的可靠性試驗(yàn)，另一方面還應(yīng)對(duì)二者的結(jié)合進(jìn)行整體可靠性檢測(cè)，同時(shí)還需要嚴(yán)格測(cè)試二者之間可靠拆卸和可靠裝配的互操作性，這樣才能保證一體化智能天線在網(wǎng)使用的穩(wěn)定性，確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的質(zhì)量。
智能天線的電調(diào)技術(shù)
隨著TD網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深入，智能天線采用電調(diào)技術(shù)成為了必然趨勢(shì)。
一方面，在室外基站的覆蓋方式中，2G的GSM、CDMA天線和3G的WCDMA、cdma2000天線都在大量采用電調(diào)天線。這是由于隨著網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，無(wú)線環(huán)境越來(lái)越負(fù)雜，對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體規(guī)劃和優(yōu)化的頻次越來(lái)越高，使得對(duì)天線垂直面下傾角的調(diào)整也越來(lái)越頻繁。此時(shí)采用電調(diào)天線將大大提高工作效率，降低人工成本，避免人為失誤。智能天線在水平面采用了業(yè)務(wù)波束掃描技術(shù)和廣播波束賦形技術(shù)，這些是其它2G/3G天線所沒(méi)有的。但是，在垂直面方向圖中，智能天線的覆蓋原理和方式與其它2G/3G天線是一致的。其它天線采用電調(diào)技術(shù)所帶來(lái)和發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)，在智能天線中也將被逐漸采用。
另一方面，TD網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)空間濾波和功率調(diào)配優(yōu)勢(shì)，在通信容量極高的城區(qū)可以得到淋漓盡致的發(fā)揮，但城區(qū)布網(wǎng)的特點(diǎn)是蜂窩較密，需要大量采用大傾角波束指向，而過(guò)大的機(jī)械下傾角會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的波束畸變，造成覆蓋區(qū)的重疊，容易產(chǎn)生干擾。
機(jī)械下傾天線的水平面波束寬度變化是，當(dāng)下傾角大于4度以后，隨著波束前方強(qiáng)度的減小，在±30度以上至±60度以內(nèi)的角域，方向圖電平并不同步下降，從而造成方向圖3dB寬度展寬，相鄰扇區(qū)交叉重疊過(guò)多，對(duì)干擾抑制不利。
電調(diào)下傾天線的水平面波束寬度變化是，當(dāng)下傾角增大時(shí)，隨著波束前方強(qiáng)度的減小，在±60度內(nèi)的角域，方向圖電平也在同步下降，從而保證了覆蓋角域的穩(wěn)定，對(duì)優(yōu)化覆蓋是有利的。
更重要的是，隨著TD基站的大規(guī)模建設(shè)，許多智能天線亟需美化、隱蔽，如果按照慣性思維采用機(jī)械調(diào)整下傾角度，則美化天線整體將占據(jù)更大的空間體積（這是由于調(diào)整機(jī)械下傾需要在美化罩內(nèi)預(yù)留施工空間，否則需要拆掉美化罩再調(diào)整），這給隱蔽工作帶來(lái)更大的困難，很難讓公眾接受。而使用電調(diào)天線幾乎可以忽略對(duì)機(jī)械下傾角的調(diào)整，從而可以對(duì)美化工作帶來(lái)極大的便利。
綜上所述，在未來(lái)TD網(wǎng)工程建設(shè)和優(yōu)化中，電調(diào)智能天線將不可避免地登上舞臺(tái)，成為智能天線技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的主旋律。當(dāng)然，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)電調(diào)智能天線的難度遠(yuǎn)高于2G和其他3G系統(tǒng)的電調(diào)天線，這是由于實(shí)現(xiàn)智能天線的電調(diào)需要對(duì)8個(gè)陣列進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配，這就對(duì)天線生產(chǎn)廠的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力提出了很高的要求。因此，實(shí)現(xiàn)電調(diào)智能天線的產(chǎn)業(yè)化還需要有很長(zhǎng)的路要走。
智能天線的寬帶技術(shù)
智能天線曾經(jīng)支持的頻段為A(1880M～1920MHz)、B(2010M～2025MHz),目前又引入了頻段C (2300M～2400 MHz)。A/B/C三個(gè)應(yīng)用頻段共用一副寬帶天線，這是發(fā)展趨勢(shì)。但是多個(gè)波段的天線共用同一個(gè)物理結(jié)構(gòu)，由于電磁邊界條件隨頻率的變化，會(huì)導(dǎo)致不同頻率上各項(xiàng)指標(biāo)的離散偏移變化，是否需要將全部天線更換為寬帶天線，應(yīng)該權(quán)衡考慮。
根據(jù)仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)，在寬帶設(shè)計(jì)時(shí)，單元的波束寬度、垂直面波束的指向精度、廣播波束的60度邊緣電平下降、60度業(yè)務(wù)波束掃描的指向精度等指標(biāo)的離散性是很大的�？紤]到上述仿真結(jié)果僅僅作為簡(jiǎn)化輻射參數(shù)模型而得到，實(shí)際工程中，還要考慮到饋電網(wǎng)絡(luò)的頻率離散特性、天線互耦的頻率響應(yīng)、天線有源阻抗的實(shí)際失配狀態(tài)，以及實(shí)際加工、裝配的誤差，在所有這些因素下，寬帶天線指標(biāo)的頻率離散特性還將加大。
因此，在能夠確定不使用C頻段的場(chǎng)景，運(yùn)營(yíng)商可以考慮采用只支持AB頻段的窄帶智能天線。這樣，在簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的同時(shí)，指標(biāo)離散性可以縮小，從而將智能天線的性能優(yōu)勢(shì)最大發(fā)揮，在一定程度上改善網(wǎng)絡(luò)性能。
