[发明专利]一种基站天线电性能参数监测方法

摘要

本发明公开一种基站天线电性能参数监测方法，采用HackRF One硬件平台接收基站天线发射出的电磁波，并对其进行中频处理和数字化处理；将处理后的数据传输至Android系统终端，再进行数字滤波处理和FFT处理得到频谱分析；最后根据频谱分析完成电性能参数的提取，所述电性能参数包括半功率波束宽度、旁瓣电平、前后辐射比、方向性系数、天线增益。本发明的实现上优化了传统的电性能参数的提取方法的精度，该监测方法有利于帮助基站维护人员对天线设备进行维护，对网络进行优化，提高移动终端用户与基站交互数据的稳定性和可靠性的基站天线电性能参数监测方法。

主权项

一种基站天线电性能参数监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用HackRF One硬件平台接收基站天线发射出的电磁波，并对其进行中频处理和数字化处理；步骤2：将处理后的数据传输至Android系统终端，进行数字滤波处理、FFT处理和频谱分析；步骤3：完成电性能参数的提取：所述电性能参数包括半功率波束宽度、旁瓣电平、前后辐射比、方向性系数、天线增益，提取方法如下：半功率波束宽度：先根据半臂长确定天线类型，进而确定天线的方向图函数，再根据方向图函数计算出3dB处的角度θ'，则半功率波束宽度为：2θ0.5＝2(90°‑θ')旁瓣电平：由频谱分析得到最大幅值，进而得到最大主瓣幅值和最大旁瓣幅值，再分别求两幅值的模；则旁瓣电平即为旁瓣的最大模值与主瓣最大模值的比值，再求得分贝值，具体计算方法如下：SLL=20lg|Es||Em|(dB)]]>其中，|Es|为旁瓣最大模值，|Em|为主瓣最大模值；前后辐射比：由频谱分析得到最大幅值和最小幅值，分别求两个幅值的模，再分别对两幅值求功率值，再求前后辐射方向上的功率值之比，并转换成分贝单位，即：F/B=10lgPFPB;]]>其中：PF为前向功率，PB为后向功率；方向性系数：先根据半臂长确定天线类型，进而确定天线的方向图函数，再计算辐射电阻Rr，则方向性系数D为：D=120(1-coskl)2Rr]]>其中，k为方向性系数常量，l为天线长度；转换为分贝单位：DdB＝10lg D(dB)天线增益：天线增益为在输入功率相同的情况下，方向图中的最大辐射方向上辐射场区内某点的功率密度值与理想的无方向性天线在相同点的功率密度值之比，即：G=SMS0]]>在无方向性天线的情况，有G=EM2r260Pin=EM2r260PrPrPin=Der]]>其中，Pin为输入功率，r为辐射点到天线的距离，er为天线的辐射效率；转换为分贝单位：GdB＝10lgG(dB)或通过下式估算：G(dBi)=10lg{30000θe×θh}]]>其中，θe和θh分别为天线水平面和垂直面的半功率波束宽度，单位是度。