基站天線介紹 (03Mar2011)

1、1PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc安德魯基站天線安德魯基站天線2PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc內(nèi)容概要內(nèi)容概要 安德魯基站天線研發(fā)安德魯基站天線研發(fā) 安德魯基站天線特點安德魯基站天線特點 安德魯基站天線可靠性安德魯基站天線可靠性3PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc基站天線研發(fā)基站天線研發(fā)安德魯基站天線研發(fā)4PT-104220-ENPRIVATE AND CO

2、NFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc基站天線研發(fā)中心全球分布圖基站天線研發(fā)中心全球分布圖全球分布圖全球分布圖達拉斯達拉斯芝加哥芝加哥蘇格蘭蘇格蘭蘇州蘇州蘇州蘇州五個設(shè)計團隊五個設(shè)計團隊可靠性工程可靠性工程Sustaining Engineering遠場遠場,近場測試近場測試亞太區(qū)技術(shù)支持亞太區(qū)技術(shù)支持達拉斯達拉斯兩個設(shè)計團隊兩個設(shè)計團隊電調(diào)工程部電調(diào)工程部可靠性工程可靠性工程Sustaining Engineering遠場測試遠場測試Rapid Prototyping美洲美洲,全球技術(shù)支持全球技術(shù)支持芝加哥芝加哥兩個設(shè)計團隊兩個設(shè)計團隊遠場遠場,近場測試近場測試全球技術(shù)

3、支持全球技術(shù)支持蘇格蘭蘇格蘭兩個設(shè)計團隊兩個設(shè)計團隊遠場測試遠場測試歐洲技術(shù)支持歐洲技術(shù)支持5PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc蘇州基站天線研發(fā)中心人員構(gòu)成蘇州基站天線研發(fā)中心人員構(gòu)成70+ staff (17 Masters+ )6PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc基站天線研發(fā)流程基站天線研發(fā)流程概念設(shè)計概念設(shè)計 原型設(shè)計原型設(shè)計 量產(chǎn)量產(chǎn) 試運試運行行 工程樣工程樣品品方案構(gòu)思，核心指標(biāo)模擬方案構(gòu)思，核心指標(biāo)模擬完整的定型樣品完整的定型

4、樣品 滿足指標(biāo)要求滿足指標(biāo)要求2-10根工程樣品驗證一致性根工程樣品驗證一致性10-20根小批量生產(chǎn)根小批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)7PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc8PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc9PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc仿真軟件仿真軟件 HFSS IE3D MathCAD PCCAD Solidworks / Cosmos Server PC

5、30pcs10PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc方向圖仿真方向圖仿真單極化陣列天線仿真 11PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc機械強度分析機械強度分析ANSYS天線罩天線罩風(fēng)載模擬分析和風(fēng)洞試驗風(fēng)載模擬分析和風(fēng)洞試驗12PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc遠場方向圖測試系統(tǒng)遠場方向圖測試系統(tǒng)q 450 MHz to 6 GHzq 傾斜場消除地面發(fā)射干擾q 掃頻, 多

6、頻率點同時收集數(shù)據(jù)q 兩個端口同時取數(shù)據(jù) q 16 小時連續(xù)工作13PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc方向圖分析軟件方向圖分析軟件14PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc近場方向圖測試系統(tǒng)近場方向圖測試系統(tǒng) SG128 球面測試近場(在建) 世界領(lǐng)先多探頭測試技術(shù) 結(jié)合高速RF開關(guān)大大縮短測試時間15PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc近場方向圖測試系統(tǒng)近場方向圖測試

7、系統(tǒng) 室內(nèi)場 立體方向圖 同時采集水平，垂直面 高速切換開關(guān)，同時采集端口天線數(shù)據(jù)16PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc天線系統(tǒng)研發(fā)實驗室天線系統(tǒng)研發(fā)實驗室 面積: 250 m2 測試設(shè)備: 8 網(wǎng)絡(luò)分析儀; 2 測試房; 1 三階交調(diào)測試儀 (0.8-2.5 GHz); Agilent射頻矩陣開關(guān)17PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc測試儀器測試儀器 Agilent 網(wǎng)絡(luò)分析儀 8753ES/E5071B/C PNA 5230A Summ

8、itek 交調(diào)分析儀 SI-700/ SI-800/SI-1800/SI-260018PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc基站天線研發(fā)基站天線研發(fā)安德魯基站天線特點19PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc19Decibel Products(戴西博戴西博)引向天線空氣微帶技術(shù)多陣列天線Andrew 寬頻17102170寬頻移相器技術(shù)世界領(lǐng)先的PIMAndrew Andrew 基站天線產(chǎn)品構(gòu)成基站天線產(chǎn)品構(gòu)成Deltec(新西蘭新西蘭.登達登達)

9、遠程電調(diào)EMS Wireless雙極化天線集成隱蔽天線方案Base Station Antenna SystemsAndrew 以廣泛的產(chǎn)品系列和核心技術(shù)能力向世界范圍的客戶提供全套天線系統(tǒng)解決方案20PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc20Andrew BSA Andrew BSA 產(chǎn)品類型產(chǎn)品類型YagiVPolStd.VPolDirected Dipole雙極化雙極化DualPol OmniYagiActuatorsControllersData CablesLightning ProtectionSplitte

10、rsBias TeeAcCELLeratorSpecial AntennasConcealmentSolutionsVPol Std.VPol Directed Dipole雙極化雙極化DualPol Std.雙極化引向振子雙極化引向振子DualPol Directed DipoleOmniYagi17102170MHzVPol雙極化雙極化DualPol雙頻/多頻Multi BandVPolDualPolMulti-Column智能波束SmartBeamTD-SCDMAExposed DipolesOmniVPol Std.DualPol Std.UHF/VHF30520 MHzNetwork

11、ManagementSoftwareWiMAX基站天線系統(tǒng)800/900 MHzMulti-BeamANMSTeletiltAccessories21PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc高頻雙極化可調(diào)傾角高頻雙極化可調(diào)傾角(1710-2180MHz)優(yōu)越的電性能指標(biāo) (PIM, 增益, 方向圖)可靠的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計采用高品質(zhì)的電纜和世界知名品牌PCB嚴(yán)格的可靠性測試全系列HBX(X)-65/90全球客戶日本, 臺灣,美國,印度,OEMs電調(diào)兼容22PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL

12、2010 CommScope, Inc 低損耗, 高增益 優(yōu)秀的上副瓣抑制 寬度小(270 mm) 電調(diào)兼容 CTSDG Family, 65 HBWModel TypesFreq (MHz)Gain (dBd)TiltVBWLength (inches)CTSDG-06513-XDM (-R2DM)80696012.90151451CTSDG-06515-XDM (-R2DM)80696014.40101076.2CTSDG-06516-XDM (-R2DM)80696015.6087101Inside ViewCTSDG-06513-XDM低頻雙極化可調(diào)傾角低頻雙極化可調(diào)傾角(806-96

13、0MHz)23PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc 低損耗 耦和饋電射頻線路中沒有金屬連接 使用銅管電纜, 非編織網(wǎng) 焊點少 (1個)800/900 MHz DualPol低頻雙極化固定傾角低頻雙極化固定傾角(806-960MHz)(806-960MHz)24PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc雙頻雙頻65度系列度系列 雙頻 824960 /17102180 MHz 專利技術(shù)微帶環(huán)行貼片單元 MAR 高低頻嵌套設(shè)計技術(shù), 天線更緊湊, 風(fēng)阻更小

14、, 塔站利用率更高 電調(diào)兼容反射板高頻率PCB單元低頻 (MAR) 單元(高頻單元在里面)輸入接頭 (4)下傾角調(diào)節(jié)器 (兩個頻段獨立)25PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc25集成隱蔽方案集成隱蔽方案集成天線/電調(diào)/塔放Available Now: Antennas RET Diameter 356508mmAvailable Now: Antennas MET / RET Factory installed TMA option提供整個基站的覆蓋提供整個基站的覆蓋Micro AcCELLeratorCSH-651

15、6A-VT-TAUFL17102170 MHzWithout TMA section:CSH-6516A-VTRET pre attached:CSH-6516A-R2 Diameter 200/280mmAcCELLeratorwith UniversalMounting StandMicrocenterwith Filler PanelsAcCELLerator26PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, IncSmart Beam (智能波束天線智能波束天線)27PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDE

16、NTIAL 2010 CommScope, IncSmart Beam (智能波束天線智能波束天線) 1-Way SmartBeam Antenna (1D): 內(nèi)置電調(diào) (0 to 10) 2-Way SmartBeam Antenna (2D): 內(nèi)置電調(diào)下傾(0 to 10) 水平方位可調(diào) (+/ 30) 3-Way SmartBeam Antenna (3D):內(nèi)置電調(diào)下傾(0 to 10) 水平方位可調(diào) (+/ 30)水平波束寬度可調(diào) (35 to 105)28PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc010203

17、0405060708090100110120130140150160170180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10-40-35-30-25-20-15-10-500102030405060708090100110120130140150160170180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10-40-35-30-25-20-15-10-500102030405060708090100110120130140150160170180-1

18、70-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10-40-35-30-25-20-15-10-500102030405060708090100110120130140150160170180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10-40-35-30-25-20-15-10-500102030405060708090100110120130140150160170180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60

19、-50-40-30-20-10-40-35-30-25-20-15-10-5037456590110水平面測試方向圖水平面測試方向圖 (17102180 MHz)29PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc典型系統(tǒng)框圖典型系統(tǒng)框圖30PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc30ANMS 網(wǎng)絡(luò)配置網(wǎng)絡(luò)配置基于Windows 的軟件每站一個控制器安裝在背面 (ATC300-1000)一個服務(wù)器連接到所有控制器多個客戶端可以通過服務(wù)器進行控制ANMS Ser

20、verANMS ClientNetworkEthernet31PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc Azimuth Fanning應(yīng)用假設(shè)應(yīng)用假設(shè)智能波束天線的應(yīng)用智能波束天線的應(yīng)用RET Enables: Boresite Correction Elevation Tilt32PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc相鄰相鄰A和和B站的正常覆蓋站的正常覆蓋33PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 Co

21、mmScope, Inc車禍改變系統(tǒng)容量需求變化車禍改變系統(tǒng)容量需求變化34PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, IncA站針對道路調(diào)節(jié)覆蓋站針對道路調(diào)節(jié)覆蓋35PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, IncB站調(diào)節(jié)填補站調(diào)節(jié)填補A站調(diào)節(jié)造成的空白區(qū)域站調(diào)節(jié)造成的空白區(qū)域36PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc客戶實例客戶實例1-1-三階互調(diào)對系統(tǒng)的影響三階互調(diào)對系統(tǒng)的影響 互調(diào)干擾是系

22、統(tǒng)自身產(chǎn)生的無用信號,如果落入接受頻段會對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾 三階交調(diào)是能量最強的干擾, 接下來是五階和七階. 三階交調(diào)是信道帶寬的3倍,也就是說 10 MHz LTE 信號產(chǎn)生的干擾至少是30 MHz 在2G系統(tǒng)中，可以通過調(diào)整頻率分配在一定程度上避免交調(diào)干擾 3GLTE是容量受限系統(tǒng)，所以系統(tǒng)三階交調(diào)性能對網(wǎng)絡(luò)性能至關(guān)重要 PIM 是一個挑戰(zhàn)性的網(wǎng)絡(luò)問題 37PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc三階互調(diào)對系統(tǒng)的影響三階互調(diào)對系統(tǒng)的影響 發(fā)射信號在通過不良的零部件或者不良連接點時產(chǎn)生交調(diào)干擾 干擾信號通過接受路徑到達接受機

23、，干擾正常信號 可能表現(xiàn)為性能降級，甚至系統(tǒng)告警BTS2BTS1Rx0Tx0Rx1Tx1One Sector Shown For IllustrationRx0TxRx1One Sector Of Combined TRx ShownDuplexerDuplexerDuplexerDuplexerTRxsDiplexerDiplexerBTS2 TxBTS1 TxCombined TxRx Signals38PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, IncPIM 損害系統(tǒng)噪聲電平和性能損害系統(tǒng)噪聲電平和性能 Poor PIM pe

24、rformance caused increase in dropped calls when overlay system was turned on PIM在共用系統(tǒng)開啟以后引起系統(tǒng)掉話 Significant concern when sharing RF path between two systems 所以使用共用射頻系統(tǒng)時要引起重視 When PIM issues were fixed, the noise floor of the system dropped to pre-overlay levels PIM改善后系統(tǒng)燥聲電平 High quality components a

25、nd installation are essential for network performance 高性能的器件和正確的安裝對系統(tǒng)性能至關(guān)重要PIM Issues fixedOverlay System Turned on39PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc客戶實例客戶實例2-2-路測對比路測對比天線更換前天線更換后扇區(qū)邊界扇區(qū)邊界Pilot-Signal 信號強度信號強度扇區(qū)邊界扇區(qū)邊界該區(qū)信號覆蓋改善該區(qū)信號覆蓋改善更少的信號進入相鄰扇區(qū)更少的信號進入相鄰扇區(qū)扇區(qū)分界鮮明扇區(qū)分界鮮明Pilot-Sign

26、al 信號強度信號強度40PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc41PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc水平面展開水平面展開機械下傾主波束正對方向下傾后瓣翹起90 方向不下傾電下傾主波束正對方向下傾后瓣下傾90 方向不下傾42PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc-180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-3

27、0-20-100102030405060708090100110120130140150160170180-40.00-35.00-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00-180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100102030405060708090100110120130140150160170180-40.00-35.00-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00-180-170-160-150-140-130-120-110-100

28、-90-80-70-60-50-40-30-20-100102030405060708090100110120130140150160170180-40.00-35.00-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00-180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100102030405060708090100110120130140150160170180-40.00-35.00-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00電下傾 = 0, 4, 7, 1

29、1, 14 deg 849 MHz機械下傾 = 0, 4, 7, 11, 14 deg 849 MHz機械下傾 = 7, 電下傾 = 7 Co & X 849 MHz電下傾= 14 deg Co & X 849 MHz水平面展開水平面展開水平面方向圖43PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc客戶實例客戶實例2-2-結(jié)論結(jié)論 3G/ LTE 對系統(tǒng)信噪比的要求更高 正確選擇天線對提高信噪比很重要 最優(yōu)的系統(tǒng)需要可調(diào)電子下傾和良好的副瓣抑制 機械下傾會導(dǎo)致大面積的扇區(qū)重疊造成相鄰扇區(qū)干擾 較高副瓣會干擾相鄰基

30、站 為了避免水平面波束改變不超過10%, 機械下傾不要超過垂直面波束寬的的一半(該經(jīng)驗不適用于機械+電子下傾)44PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc安德魯基站天線可靠性安德魯基站天線可靠性安德魯基站天線可靠性45PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc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):在規(guī)定的時間、規(guī)定的條件下、完成指定功能的能力;是一個概率值,0-1之間;失效率：失效數(shù)量/總數(shù)量（常指穩(wěn)態(tài)失效率）平均無故障工作時間-

31、Mean Time Between Failures (MTBF): 1/; 系統(tǒng)可用性 System Availability:產(chǎn)品運行時間/(產(chǎn)品運行時間+維修時間)46PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc可靠性失效案例可靠性失效案例20082008年雪災(zāi)失效案例年雪災(zāi)失效案例 部分天線廠家安裝架變形 天線底板扭曲，高空墜下47PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc安德魯基站天線可靠性安德魯基站天線可靠性安德魯天線可靠性安德魯天線可靠性平均無

32、故障工作時間MTBF 100 年系統(tǒng)可用性 System Availability 99%48PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc基站天線可靠性設(shè)計基站天線可靠性設(shè)計 新產(chǎn)品試驗流程新產(chǎn)品試驗流程 可靠性預(yù)計，測試計劃編制可靠性預(yù)計，測試計劃編制 設(shè)計初級階段設(shè)計初級階段 新材料認證新材料認證 選材階段選材階段 非金屬材料項目包括: 天線罩紫外線老化, 低溫,高溫,高低溫循環(huán),交變濕熱,風(fēng)載試驗,材料延展性(拉力)試驗等; 檢測項目: 物理特性,微波特性. 金屬材料: 材質(zhì)成分檢測, 鹽霧試驗, 風(fēng)載試驗, 金屬延展性

33、(拉力)測試等; 檢測項目: 物理特性 設(shè)計驗證設(shè)計驗證 -設(shè)計樣品成型階段設(shè)計樣品成型階段 裝配確認,正弦振動,風(fēng)載,淋雨試驗,移相器壽命測試等; 檢測項目: 回損回損/VSWR,隔離隔離,三階互調(diào)三階互調(diào)(PIM); 射頻常規(guī)指標(biāo)穩(wěn)定性試驗射頻常規(guī)指標(biāo)穩(wěn)定性試驗 工程樣品工程樣品 樣品: 3 根; 試驗項目: 初始檢測, 快速溫度循環(huán), 隨機振動, 常溫存儲, 檢測項目: 回損/ VSWR, 隔離,三階互調(diào); 每個試驗項目結(jié)束均須檢測, 主要針對主要針對PIM穩(wěn)定性穩(wěn)定性 產(chǎn)品最終資格確認產(chǎn)品最終資格確認 試運行階段試運行階段 樣品: 抽樣 3 根 檢測項目: 回損回損/ VSWR, 隔離

34、隔離,三階互調(diào)三階互調(diào); 每個試驗項目結(jié)束均須檢測 試驗項目: 低溫,高溫,高低溫循環(huán),交變濕熱, 淋雨, 風(fēng)載, 隨機振動, 鹽霧,移相器拉力, 包裝跌落等常規(guī)所有試驗項目.49PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc基站天線可靠性實驗室基站天線可靠性實驗室 面積：面積：200平米平米 設(shè)備：設(shè)備： 大型環(huán)境實驗室；鹽霧試驗箱；淋雨試驗箱；風(fēng)載試驗平臺、電調(diào)老化試驗平臺、光譜材質(zhì)分析儀；微波暗室； 振動、沖擊、跌落試驗臺（委外） 功率容限、EMC/防雷實驗設(shè)備 （美國） 可靠性預(yù)計軟件可靠性預(yù)計軟件 RELEX可靠性預(yù)計

35、軟件 標(biāo)準(zhǔn): Telcordia SR-332 / MIL-HDBK-217 主要針對射頻電路，電調(diào)分系統(tǒng)和機械分系統(tǒng)50PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc基站天線可靠性測試基站天線可靠性測試 試驗項目試驗項目 環(huán)境實驗：項目參照標(biāo)準(zhǔn)地點低溫IEC 60068-2-1,at -40 C for 24 hr. 實驗室高溫IEC 60068-2-2 at 70 C for 24 hr 實驗室溫度循環(huán)IEC 600068-2-14 between, cycling between -40 and + 70 C實驗室濕熱，濕

36、度IEC 600068-2-30, Test Db;實驗室淋雨試驗IEC 60068-2-18 Test Ra, Method 1實驗室鹽霧 (連續(xù))IEC 600068-2-11 Test Ka實驗室鹽霧(循環(huán))IEC 600068-2-52 Test Kb實驗室日光老化-紫外線IEC 600068-2-5, Procedure B實驗室沙塵試驗Telcordia GR-487-CORE section 3.28.4. or IEC 60068-2-68第三方霉菌試驗IEC 60068-2-10第三方51PT-104220-ENPRIVATE AND CONFIDENTIAL 2010 CommScope, Inc基站天線可靠性測試基站天線可靠性測試 試驗項目試驗項目 機械和材料: 項