数字热本与表用
TD-SCDMA基站智能
天线的电磁辐射影响研究及仿真
王欣然1李校林1.2
(1.重庆邮电大学通信新技术应用研究所重庆400065;2.重庆信料设计有限公司重庆404100)
应用研究
摘要：针对TD一SCDMA制式中智能天线的应用,对传统电磁辐射预测模型进行理论修正,并对其进行仿真验证。仿真结累清晰的展现了基站周图电磁辐射场的分布特征及安全防护范围，对TD-SCDMA基站电磁辐射环境评价、为管理部门提供理论及科学依据具有重要意义。
关键调:TD-SCDMA基站辐射智能天线安全防护
中图分类号：TN929.5
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2013)07-0041-02
Abstract:Aiming at the application of smart antenna in TDSCDMA system ,the traditional electromagnetic radiation prediction model has been theory modified ,and been simulation verification .The simulation results clearly show the distribution arouind the base station electromagnetic radiation field and the safety protection scope it has important meaning for guiding environmental impact assessment of TDSCDMA base stations electromagnetic radiation and provide a theoretical and scientific basis for the management department
Key Words:TDSCDMA; base station electromagnetic radiation smart antenna safety protection
1引言
随着移动通信的快速发展，城市内的移动通信基站分布越来越密集，人们一方面为了保证通话质量，希望基站越多越好，另一方又担心基站辐射问题，移动通信基站电磁辐射已经成为公众关注的焦点。目前，国内外对GSM基站的电磁辐射研究已经积累了相当多的经验和研究成果-3,TD-SCDMA是建立在我国自主知识产权基础上的3G技术标准，其研究尚未在国际上铺展开来，国内对其电磁辐射的理论研究较少，尚不成熟。TD一SCDMA基站采用的通信技术与GSM基站具有较大的差别,其中智能天线是影响TD-SCDMA基站电磁辐射的主要因素之一，通过研究智能天线不同下倾角、挂高情况下，基站周围辐射场的变化规律，找出降低电磁辐射场强的方
法，为环保管理部门提供理论及科学依据，具有现实的意义。 2传统电磁辐射预测模型的修正
我国对基站电磁辐射的研究相对较晚，但是关于电磁辐射环境问题得到社会高度重视。目前，我国的电磁辐射环境监测主要依据国家环境保护局发布的国标电磁辐射防护规定》(GB8702-88)和卫生部发布的国标(环境电磁波卫生标准GB9175-88)等标准，其
准》4(HJ/T103-1996)中提供了电磁辐射预测模型公式，可以对基站电磁辐射进行理论估算，公式如下：
P (W/m"):
P*G
(1)
4-2
式中，Pd为远场轴向功率密度，W,P为设备功率，W,G为天线最大辐射方向的功率增益，r为测量位置与天线轴向距离。
参照公式(1),环境保护部门在管理过程中，通过对TD-SCDMA 基站周围电磁辐射值的测量，发现理论预测值与实际监测值差异较大，表明传统的电磁辐射预测模型不再适用于TD-SCDMA制式，该现象的存在还有可能弓起公众对电磁辐射更大的恐情，长此以往也不利于环保部门开展工作及社会和谐发展。
智能天线相较于传统天线，最大的特点是方向图可控，实现了对移动台的定位。针对TD-SCDMA制式中智能天线的使用，对公式(1)进行修正
P(W/m") :
P*G 4m(8,g)
(2)
其中9为垂直面上与天线轴向的夹角，9为水平面上与天线轴向的夹角。了(0,9)为归一化功率方向函数(天线轴向时，其值取 1)。经修正，式(2)也可以计算远场区非轴向的功率密度，
在实际环境中使用的天线均安装在较高的位置，并有一定的下倾角，为此需对天线的辐射模型进行进一步的修正。设天线的挂高为 H，下倾角为6，，那么距离天线的任意水平距离产时，可以得到此时该点偏离天线主毒主轴方向的角度e为：6,=/26,-arctan(r/H)，当测量点距离天线的水平距离大于天线主轴与水平面交点的距离 0时，说明观测点所在位置已偏离天线主爵，天线辐射随的增大显著减小，故可忽略不计。
3TD-SCDMA基站电磁辐射的分布特征
TD-SCDMA智能天线的波束分为广播波束和业务波束，广措波束实现了对整个小区的覆盖，业务波束则针对移动用户形成定向跟踪波束。
下面针对8单元均勾线阵形成的定向波束对TD-SCDMA基站周围电磁辐射分布进行仿真分析。
3.1不同高差h的辐射分布特征
距天线轴向水平间距d=5m；垂直方向距离地面的高度，即高差h(m)。高差h不同时，TD-SCDMA基站周围的电磁辐射分布预测曲线图如图1，
由图可知，小于10m的近场范围内(天线口径取1.2m时，近远场分界线为19.3~19.4m)，电磁场变化复杂，波动较大。由于天线主瓣及旁瓣、楼层的阻挡、吸收等固素的影响，电磁辐射值先呈现增大趋势，出现最大值后迅速衰减，并趋于背录最值。
3.2不同水平间距d的辐射分布特征
距天线轴向水平间距d(m)，高差h=8m。水平间距不同时，TD SCDMA基站周围的电磁辐射分布预测曲线图如图2。
表1典型TD-SCDMA基站技术指标
天线挂高(m） 16
天线仰角）
标标功率(W)天线增益(dBd)
20
作者简介：主欣然(1988一),女，山东德州人,重庆邮电大学颈士研究生,主要研究方向为通信新技术与电信新业务。，
电信业务。
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