移动通信基站天线辐射功率密度计算方法技术

本发明专利技术公开了一种移动通信基站天线辐射功率密度计算方法，步骤包括：建立水平、垂直面归一化方向性函数，针对天线选择指定距离垂直面上的测点，通过获取测点的天线辐射功率数据并进行拟合获取所述天线水平面归一化方向函数的拟合系数，基于移动通信基站的天线理论增益值确定移动通信基站的天线到达天线面板的最终增益值，进而结合天线水平面归一化方向函数的拟合系数、天线到达天线面板的最终增益值建立基站天线电磁辐射功率密度的计算模型并计算出可适用于任何方位角的天线辐射功率密度。本发明专利技术具有准确性高、适用于任何方位角的优点。

【技术实现步骤摘要】
移动通信基站天线辐射功率密度计算方法
本专利技术属于环境工程
，具体涉及一种移动通信基站天线辐射功率密度计算方法，适用于任何方位角下移动通信基站天线辐射功率密度的准确预测和环境质量评价。
技术介绍
近年来随着我国通信技术的快速发展，移动通信基站工程建设速度加快，移动通信基站的电磁辐射环境影响也日益引起社会广泛关注。功率密度是评价基站天线电磁辐射水平的主要因子，准确预测基站天线电磁辐射功率密度可为基站建设提供指导，以避免基站天线电磁辐射超标。但是，目前针对基站天线电磁辐射的预测，《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T10.2—1996)只给出了轴向功率密度计算方法，无法实现基站天线其它方向电磁辐射功率密度的预测。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术的上述技术问题，提供一种准确性高、适用于任何方位角的移动通信基站天线辐射功率密度计算方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种移动通信基站天线辐射功率密度计算方法，其实施步骤如下：1)针对移动通信基站的天线建立式(1)所示的天线垂直面归一化方向函数和式(2)所示的水平面归一化方向函数；式(1)和式(2)中，F(θ)表示天线垂直面归一化方向函数，n表示天线阵元个数，k表示基站天线的波数，d表示天线阵元间距，θ表示天线主瓣轴向与水平坐标面夹角；表示天线水平面归一化方向函数，M表示天线水平面归一化方向函数的拟合系数，表示天线主瓣轴向与水平坐标轴正向夹角；2)针对天线选择指定距离垂直面上的测点，通过获取测点的天线辐射功率数据并针对式(1)和式(2)进行拟合获取所述天线水平面归一化方向函数的拟合系数M；3)基于移动通信基站的天线理论增益值，结合移动通信基站的1/2跳线的损耗、7/8馈线的损耗、连接接头的损耗、避雷器的损耗确定移动通信基站的天线到达天线面板的最终增益值G；4)建立式(3)所示的天线辐射功率密度预测模型；将所述移动通信基站的天线水平面归一化方向函数的拟合系数M、天线到达天线面板的最终增益值G代入式(3)所示的天线辐射功率密度预测模型，计算得到预测点的天线辐射功率密度；式(3)中，S表示预测点的天线辐射功率密度，P表示移动通信基站的天线发射功率，G表示天线到达天线面板的最终增益值，r表示预测点距移动通信基站的天线之间的距离，θ表示天线主瓣轴向与水平坐标面夹角，δ表示移动通信基站的天线下倾角，ψ0.5表示移动通信基站的天线垂直面半功率角，M表示天线水平面归一化方向函数的拟合系数，表示移动通信基站的天线主瓣轴向与水平坐标轴正向夹角。优选地，所述步骤2)的详细步骤如下：2.1)获取移动通信基站的天线主瓣水平面指定角度区间方向内、距离天线指定距离位置处的垂直面为检测路径；2.2)在所述检测路径上从移动通信基站的天线中心所在高度为起点向下间隔设置预设数量个测点，在移动通信基站工作状态下通过辐射选频仪分别测试各个测点的天线辐射功率数据；2.3)以移动通信基站的天线主瓣轴向、距离天线指定距离位置处的电磁辐射功率密度作为归一化参考值，将步骤2.2)中得到的所述各个测点的所述天线辐射功率数据与所述归一化参考值相除进行归一化，并针对式(1)和式(2)进行拟合，获取使得拟合结果最好的天线水平面归一化方向函数的拟合系数M。优选地，所述步骤2.1)中移动通信基站的天线主瓣水平面指定角度区间方向具体是指移动通信基站的天线主瓣水平面-30°～+30°区间的方向。优选地，所述步骤2.1)中距离天线指定距离位置具体为5米。优选地，所述步骤2.2)中在所述检测路径上从移动通信基站的天线中心所在高度为起点向下间隔设置预设数量个测点时相邻测点的间隔距离为1米，且所述测点的总数量为5个。优选地，所述步骤3)的详细步骤如下：3.1)获取移动通信基站的天线理论增益值G1；3.2)获取移动通信基站天线的1/2跳线的长度L1、7/8馈线的长度L2、连接接头的数量n，并根据式(4)计算移动通信基站的天线到达天线面板的最终增益值；G＝10(G1-(a×L1+b×L2+c×n+d))/10(4)式(4)中，G表示移动通信基站的天线到达天线面板的最终增益值，G1表示移动通信基站的天线理论增益值，L1表示移动通信基站天线的1/2跳线的长度，L2表示移动通信基站天线的7/8馈线的长度，n表示移动通信基站天线的连接接头的数量，a表示移动通信基站天线的1/2跳线的每米损耗，b表示移动通信基站天线的7/8跳线的每米损耗，c表示移动通信基站天线的连接接头损耗，d表示移动通信基站天线的避雷器损耗。本专利技术移动通信基站天线辐射功率密度计算方法具有下述优点：本专利技术移动通信基站天线辐射功率密度计算方法针对移动通信基站的天线建立天线水平面归一化方向函数、垂直面归一化方向函数，通过检测测点的天线辐射功率数据进行测试拟合获取天线水平面归一化方向函数的拟合系数，提高了计算的准确度，同时基于移动通信基站的天线理论增益值，结合移动通信基站的1/2跳线的损耗、7/8馈线的损耗、连接接头的损耗、避雷器的损耗确定移动通信基站的天线到达天线面板的最终增益值，给出了精确的天线最终增益值，在水平面归一化方向函数的拟合系数、天线面板的最终增益值两者更加精确可靠的基础上，通过基于基站天线的水平、垂直面归一化方向性函数建立的天线辐射功率密度预测模型，该预测模型的建立同时考虑了基站天线的水平和垂直方向函数最终获得可准确计算不同方位角基站天线远场的电磁辐射功率密度计算方法，能够快速计算得到预测点的天线辐射功率密度，从而能够更加准确地预测基站天线不同方位角远场的电磁辐射功率密度，具有准确性高、适用于任何方位角的优点，可广泛应用于各类移动通信基站天线的电磁辐射预测和环境质量评价。附图说明图1为本专利技术实施例的基本方法流程示意图。具体实施方式下面以移动通信基站的GSM900天线为例，该天线的下倾角为5°，下文将结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明，但该实施例不应理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本实施例移动通信基站天线辐射功率密度计算方法的实施步骤如下：1)针对移动通信基站的天线建立式(1)所示的天线垂直面归一化方向函数和式(2)所示的水平面归一化方向函数；式(1)和式(2)中，F(θ)表示天线垂直面归一化方向函数，n表示天线阵元个数，k表示基站天线的波数，d表示天线阵元间距，θ表示天线主瓣轴向与水平坐标面夹角；表示天线水平面归一化方向函数，M表示天线水平面归一化方向函数的拟合系数，表示天线主瓣轴向与水平坐标轴正向夹角；2)针对天线选择指定距离垂直面上的测点，通过获取测点的天线辐射功率数据并针对式(1)和式(2)进行拟合获取天线水平面归一化方向函数的拟合系数M；3)基于移动通信基站的天线理论增益值，结合移动通信基站的1/2跳线的损耗、7/8馈线的损耗、连接接头的损耗、避雷器的损耗确定移动通信基站的天线到达天线面板的最终增益值G；4)建立式(3)所示的天线辐射功率密度预测模型；将移动通信基站的天线水平面归一化方向函数的拟合系数M、天线到达天线面板的最终增益值G代入式(3)所示的天线辐射功率密度预测模型，计算得到预测点的天线辐射功率密度；式(3)中，S表示预测点的天线辐射功率密度，P表示移动通信基站的天线发射功率，G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动通信基站天线辐射功率密度计算方法，其特征在于实施步骤如下：1)针对移动通信基站的天线建立式(1)所示的天线垂直面归一化方向函数和式(2)所示的水平面归一化方向函数；F(θ)=sin(n2kd sinθ)n·sin(kd sinθ2)---(1)]]>式(1)和式(2)中，F(θ)表示天线垂直面归一化方向函数，n表示天线阵元个数，k表示基站天线的波数，d表示天线阵元间距，θ表示天线主瓣轴向与水平坐标面夹角；表示天线水平面归一化方向函数，M表示天线水平面归一化方向函数的拟合系数，表示天线主瓣轴向与水平坐标轴正向夹角；2)针对天线选择指定距离垂直面上的测点，通过获取测点的天线辐射功率数据并针对式(1)和式(2)进行拟合获取所述天线水平面归一化方向函数的拟合系数M；3)基于移动通信基站的天线理论增益值，结合移动通信基站的1/2跳线的损耗、7/8馈线的损耗、连接接头的损耗、避雷器的损耗确定移动通信基站的天线到达天线面板的最终增益值G；4)建立式(3)所示的天线辐射功率密度预测模型；将所述移动通信基站的天线水平面归一化方向函数的拟合系数M、天线到达天线面板的最终增益值G代入式(3)所示的天线辐射功率密度预测模型，计算得到预测点的天线辐射功率密度；式(3)中，S表示预测点的天线辐射功率密度，P表示移动通信基站的天线发射功率，G表示天线到达天线面板的最终增益值，r表示预测点距移动通信基站的天线之间的距离，θ表示天线主瓣轴向与水平坐标面夹角，δ表示移动通信基站的天线下倾角，ψ0.5表示移动通信基站的天线垂直面半功率角，M表示天线水平面归一化方向函数的拟合系数，表示移动通信基站的天线主瓣轴向与水平坐标轴正向夹角。...

【技术特征摘要】
1.一种移动通信基站天线辐射功率密度计算方法，其特征在于实施步骤如下：1)针对移动通信基站的天线建立式(1)所示的天线垂直面归一化方向函数和式(2)所示的水平面归一化方向函数；式(1)和式(2)中，F(θ)表示天线垂直面归一化方向函数，n表示天线阵元个数，k表示基站天线的波数，d表示天线阵元间距，θ表示天线主瓣轴向与水平坐标面夹角；表示天线水平面归一化方向函数，M表示天线水平面归一化方向函数的拟合系数，表示天线主瓣轴向与水平坐标轴正向夹角；2)针对天线选择指定距离垂直面上的测点，通过获取测点的天线辐射功率数据并针对式(1)和式(2)进行拟合获取所述天线水平面归一化方向函数的拟合系数M；3)基于移动通信基站的天线理论增益值，结合移动通信基站的1/2跳线的损耗、7/8馈线的损耗、连接接头的损耗、避雷器的损耗确定移动通信基站的天线到达天线面板的最终增益值G；4)建立式(3)所示的天线辐射功率密度预测模型；将所述移动通信基站的天线水平面归一化方向函数的拟合系数M、天线到达天线面板的最终增益值G代入式(3)所示的天线辐射功率密度预测模型，计算得到预测点的天线辐射功率密度；式(3)中，S表示预测点的天线辐射功率密度，P表示移动通信基站的天线发射功率，G表示天线到达天线面板的最终增益值，r表示预测点距移动通信基站的天线之间的距离，θ表示天线主瓣轴向与水平坐标面夹角，δ表示移动通信基站的天线下倾角，ψ0.5表示移动通信基站的天线垂直面半功率角，M表示天线水平面归一化方向函数的拟合系数，表示移动通信基站的天线主瓣轴向与水平坐标轴正向夹角。2.根据权利要求1所述的移动通信基站天线辐射功率密度计算方法，其特征在于，所述步骤2)的详细步骤如下：2.1)获取移动通信基站的天线主瓣水平面指定角度区间方向内、距离天线指定距离位置处的垂直面为检测路径；2.2)在所述检测路径上从移动通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建红，彭继文，周年光，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11