V návaznosti na předchozí diskusi, ačkoli antény se dodávají v široké škále tvarů a forem, lze je obecně rozdělit do kategorií na základě podobností.
Podle vlnové délky: středovlnné antény, krátkovlnné antény, ultrakrátkovlnné antény, mikrovlnné antény...
Podle výkonu: antény s vysokým ziskem, antény se středním ziskem...
Podle směrovosti: všesměrové antény, směrové antény, sektorové antény...
Podle použití: antény základnových stanic, televizní antény, radarové antény, rádiové antény...
Podle struktury: drátové antény,planární antény...
Podle typu systému: antény s jedním prvkem, anténní soustavy...
Dnes se zaměříme na diskusi o anténách základnových stanic.
Antény základnových stanic jsou součástí anténního systému základnových stanic a důležitou součástí mobilního komunikačního systému. Antény základnových stanic se obecně dělí na vnitřní a venkovní antény. Vnitřní antény obvykle zahrnují všesměrové stropní antény a směrové nástěnné antény. Zaměříme se na venkovní antény, které se také dělí na všesměrové a směrové. Směrové antény se dále dělí na směrové jednopolarizované antény a směrové duálně polarizované antény. Co je polarizace? Nebojte se, o tom si povíme později. Nejprve si povíme o všesměrových a směrových anténách. Jak název napovídá, všesměrová anténa vysílá a přijímá signály ve všech směrech, zatímco směrová anténa vysílá a přijímá signály v určitém směru.
Venkovní všesměrové antény vypadají takto:
Je to v podstatě tyč, některé jsou silné, jiné tenké.
Ve srovnání s všesměrovými anténami jsou směrové antény nejrozšířenější v reálných aplikacích.
Většinou vypadá jako plochý panel, a proto se mu říká panelová anténa.
Planární anténa se skládá hlavně z následujících částí:
Vyzařující prvek (dipól)
Reflektor (základní deska)
Distribuční síť pro napájení (napájecí síť)
Zapouzdření a ochrana (radom antény)
Dříve jsme viděli ty podivně tvarované vyzařovací prvky, které jsou ve skutečnosti vyzařovacími prvky antén základnových stanic. Všimli jste si, že úhly těchto vyzařovacích prvků sledují určitý vzorec: mají buď tvar „+“, nebo tvar „ד.
Tomu jsme dříve říkali „polarizace“.
Když se rádiové vlny šíří prostorem, směr jejich elektrického pole se mění podle určitého vzoru; tento jev se nazývá polarizace rádiových vln.
Pokud je směr elektrického pole elektromagnetické vlny kolmý k zemi, nazýváme ji vertikálně polarizovanou vlnou. Podobně, pokud je rovnoběžná se zemí, jedná se o horizontálně polarizovanou vlnu. Kromě toho existují také polarizace ±45°.
Kromě toho může být směr elektrického pole také spirálovitě rotující, což se nazývá elipticky polarizovaná vlna.
Duální polarizace znamená, že dva anténní prvky jsou kombinovány v jedné jednotce a tvoří dvě nezávislé vlny.
Použití duálně polarizovaných antén může snížit počet antén potřebných pro pokrytí buňky, snížit požadavky na instalaci antény a tím snížit investice, a zároveň zajistit efektivní pokrytí. Stručně řečeno, nabízí mnoho výhod.
Pokračujeme v diskusi o všesměrových a směrových anténách.
Proč mohou směrové antény řídit směr vyzařování signálu?
Nejprve se podívejme na diagram:
Tento typ diagramu se nazývá vyzařovací diagram antény.
Protože prostor je trojrozměrný, poskytuje tento pohled shora dolů a pohled zepředu dozadu jasnější a intuitivnější způsob, jak pozorovat rozložení intenzity záření antény.
Obrázek nahoře je také vyzařovacím diagramem antény vytvořeným dvojicí půlvlnných symetrických dipólů, které poněkud připomínají plochou pneumatiku.
Když už o tom mluvíme, jednou z nejdůležitějších vlastností antény je její vyzařovací dosah.
Jak můžeme tuto anténu docílit většího vyzařování?
Odpověď zní – úderem!
Nyní bude radiační vzdálenost mnohem větší...
Problém je v tom, že záření je neviditelné a nehmotné; nelze ho vidět ani se ho dotknout a ani ho nelze vyfotografovat.
V teorii antén, pokud ji chcete „poplácat“, je správným přístupem zvýšit počet vyzařujících prvků.
Čím více vyzařujících prvků, tím plošší je vyzařovací diagram...
Dobře, pneumatika byla zploštěna do disku, dosah signálu je rozšířen a vyzařuje všemi směry, 360 stupňů; je to všesměrová anténa. Tento typ antény je vynikající pro použití v odlehlých, otevřených oblastech. Ve městě je však obtížné tento typ antény efektivně používat.
Ve městech s hustou zalidněním a řadou budov je obvykle nutné použít směrové antény k pokrytí signálem určitých oblastí.
Proto musíme „upravit“ všesměrovou anténu.
Nejprve musíme najít způsob, jak „zkomprimovat“ jednu jeho stranu:
Jak to stlačíme? Přidáme reflektor a umístíme ho na jednu stranu. Pak použijeme několik měničů k „zaostření“ zvukových vln.
Nakonec vyzařovací diagram, který jsme získali, vypadá takto:
Na diagramu se lalok s nejvyšší intenzitou záření nazývá hlavní lalok, zatímco zbývající laloky se nazývají postranní laloky nebo sekundární laloky a vzadu je také malý ocas zvaný zadní lalok.
Ehm, tenhle tvar trochu připomíná... lilek?
Co se týče tohoto „lilku“, jak můžete maximalizovat pokrytí jeho signálem?
Držet to, když stojíte na ulici, rozhodně nebude fungovat; je tam příliš mnoho překážek.
Čím výše stojíte, tím dále dohlédnete, takže se rozhodně musíme zaměřit na vyšší polohy.
Když jste ve vysoké nadmořské výšce, jak nasměrujete anténu dolů? Je to velmi jednoduché, stačí anténu naklonit dolů, že?
Ano, naklonění antény přímo během instalace je jedna z metod, kterou nazýváme „mechanické naklonění dolů“.
Všechny moderní antény tuto schopnost mají již během instalace; o to se stará mechanické rameno.
Mechanické naklápění však také představuje problém –
Při použití mechanického sklápění dolů zůstávají amplitudy vertikální a horizontální složky antény nezměněny, což má za následek silné zkreslení vyzařovacího diagramu antény.
To rozhodně nebude fungovat, protože by to ovlivnilo pokrytí signálem. Proto jsme zvolili jinou metodu, kterou je elektrické sklápění dolů, nebo jednoduše e-sklápění dolů.
Stručně řečeno, elektrické sklápění zahrnuje udržení fyzického úhlu tělesa antény beze změny a úpravu fáze prvků antény pro změnu intenzity pole.
Ve srovnání s mechanickým naklápěním dolů vykazují elektricky naklápěné antény menší změny ve svém vyzařovacím diagramu, umožňují větší úhly naklápění dolů a hlavní i zadní lalok směřují dolů.
V praxi se samozřejmě často používá kombinace mechanického a elektrického sklápění.
Po aplikaci downtiltu to vypadá takto:
V této situaci je hlavní vyzařovací dosah antény využit poměrně efektivně.
Problémy však stále přetrvávají:
1. Ve vyzařovacím diagramu mezi hlavním lalokem a spodním postranním lalokem je nulová oblast, která v této oblasti vytváří slepé místo signálu. Tomu se běžně říká „stínový efekt“.
2. Horní boční lalok má vysoký úhel, ovlivňuje oblasti ve větší vzdálenosti a snadno způsobuje interferenci mezi buňkami, což znamená, že signál ovlivní i další buňky.
Proto se musíme snažit zaplnit mezeru v „dolní nulové hloubce“ a potlačit intenzitu „horního postranního laloku“.
Konkrétní metody zahrnují úpravu úrovně postranních laloků a využití technik, jako je tvarování paprsku. Technické detaily jsou poněkud složité. Pokud máte zájem, můžete si relevantní informace vyhledat sami.
Chcete-li se dozvědět více o anténách, navštivte prosím:
Čas zveřejnění: 4. prosince 2025
