QZTT 10035无源分布系统 室分天线技术要求及测试方法 试行V10.docx
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QZTT10035无源分布系统室分天线技术要求及测试方法试行V10
中国铁塔股份有限公司公司通信企业标准
QZTT1003.5-2014
无源分布系统
室分天线技术要求及测试方法
（试行）
V1.0
2014-12-31实施
2014-12-31发布
中国铁塔股份有限公司发布
目录
1规范性引用文件1
2定义1
3范围2
4电气性能要求2
4.1室内全向单极化吸顶天线2
4.2室内定向单极化吸顶天线3
4.3室内定向单极化壁挂天线3
4.4单极化室内定向对数周期天线4
5机械性能要求5
5.1馈电端口设计要求5
5.2其它机械指标要求5
6环境条件要求5
7室内天线测试方法6
7.1电气性能测试方法6
7.2环境测试要求11
8标志、包装和贮存13
8.1标志13
8.2包装14
8.3贮存14
中国铁塔股份有限公司通信有限公司发布
前言
我国当前存在着GSM、CDMA2000、TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE、LTEFDD等多种无线通信网络制式，各无线通信系统分别工作在800MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz等多个公众无线通信频段上。
随着新技术发展，无线网络应用环境将更加复杂，一个运营商拥有多个制式、多段频率，一个覆盖区多系统、多网络、全频段共存的情况也将越来越多。
本技术要求依据相关国家标准和行业标准，结合中国铁塔股份有限公司（以下均简称为“中国铁塔”）的实际情况，提出了中国铁塔无源分布系统相应技术规定和要求，为中国铁塔无源分布系统的建设提供技术依据。
本技术要求是无源分布系统系列标准之一，该系列标准的名称及结构如下：
无源分布系统总体技术要求
无源分布系统多系统接入平台（POI）技术要求及测试方法
无源分布系统无源器件技术要求及测试方法
无源分布系统射频电缆技术要求及测试方法
无源分布系统室分天线技术要求及测试方法
随着技术的发展，还将制订后续的相关标准。
本技术要求由中国铁塔负责解释、监督执行。
本技术要求主编单位：
中国铁塔股份有限公司。
1规范性引用文件
下列国家及行业标准对于本技术要求的应用必不可少。
凡是注日期的，仅注日期的版本适用于本技术要求，凡是不注日期的，其最新版本适用于本技术要求。
GBl91
包装储运图示标志
GB/T2423.1
电工电子产品环境试验规程试验A：
低温试验方法
GB/T2423.2
电工电子产品环境试验规程试验B：
高温试验方法
GB/T2423.3
电工电子产品基本环境试验规程试验Ca：
恒定湿热试验方法
GB/T2423.4
电工电子产品基本环境试验规程中试验Db：
交变湿热试验方法
GB/T2423.5
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验Ea和导则：
冲击
GB/T2423.6
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验Eb和导则：
碰撞
GB/T2423.8
电工电子产品环境试验规程试验Ed：
自由跌落
GB/T2423.10
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验Fc和导则：
振动（正弦）
GB/T2423.17
电工电子产品环境试验规程试验Ka：
盐雾试验方法
GB/T2423.22
电工电子产品环境试验规程试验N：
温度变化
GB/T2423.24
电工电子产品环境试验规程试验Sa：
模拟地面上的太阳辐射
GB/T2423.38
电工电子产品基本环境试验规程试验R：
水试验方法
GB4943-2001
信息技术设备的安全
GB/T3873
通信设备产品包装通用技术条件
GB15842
移动通信设备安全要求和试验方法
GB/T9410
移动通信天线通用技术规范
GB/T21195
移动通信室内信号分布系统天线技术条件
2定义
室内全向吸顶天线（Indoorceil-mountedomni-directionalantenna），特指在给定锥面内辐射强度呈无方向性的室内吸顶天线。
室内定向吸顶天线（Indoorceil-mounteddirectionalantenna），特指在给定锥面内辐射强度有方向性的室内吸顶天线。
室内定向壁挂天线（Indoorwall-hungdirectionalantenna），特指在给定锥面内辐射强度有方向性的室内壁挂天线。
3范围
按照不用的应用场合和用途，常用的室内分布系统天线包含室内全向单极化吸顶天线、室内定向单极化吸顶天线、室内定向单极化壁挂天线及单极化室内定向对数周期天线。
本技术要求仅对上述天线类型提出相应规定。
凡本技术要求未提及的其它指标及产品类型，必须满足GB/T21195《移动通信室内信号分布系统天线技术条件》要求。
4电气性能要求
4.1室内全向单极化吸顶天线
根据不同的应用场合，室内全向单极化吸顶天线的电气指标要求如表4.11及表4.12所示。
4.1.1普通室内全向单极化吸顶天线
普通室内全向单极化吸顶天线的电气指标要求如表4.11所示。
表4.11普通室内全向单极化吸顶天线电气性能
频率范围（MHz）
806～960
1710～2500
极化方式
垂直
增益（dBi）
2±0.5
[4,6.5]
方向图圆度（dB）
±2
垂直面半功率波束宽度（°）
85
40
电压驻波比
≤1.5
功率容限（W）
50
三阶互调（dBm@2×33dBm）
≤-107
接口型号
N-F
4.1.2新型室内全向单极化吸顶天线
新型室内全向单极化吸顶天线的电气指标要求如表4.12所示。
表4.12新型室内全向单极化吸顶天线电气性能
频率范围（MHz）
806-960
1710-2500
30°辐射角方向增益（dBi）
NA
≤-6
85°辐射角方向增益（dBi）
≥1.5
≥2
V面增益（dBi）
≥1.5
≥3.0
85º辐射角方向图圆度（dB）
≤1.0
电压驻波比
＜1.5
极化方式
垂直
功率容限（W）
50
三阶互调（dBm@2×33dBm）
≤-107
阻抗（W）
50
接口型号
N-F
4.2室内定向单极化吸顶天线
室内定向单极化吸顶天线的电气指标要求如表4.21所示。
表4.21室内定向单极化吸顶天线电气性能
频率范围（MHz）
806～960
1710～2500
极化方式
垂直
增益（dBi）
4±0.5
6±1
水平面半功率波束宽度（°）
115±10
85±10
垂直面半功率波束宽度（°）
85
55
前后比（dB）
≥4
≥6
电压驻波比
≤1.5
功率容限（W）
50
三阶互调（dBm@2×33dBm）
≤-107
接口型号
N-F
4.3室内定向单极化壁挂天线
室内定向单极化壁挂天线的电气指标要求如表4.31所示。
表4.31室内定向单极化壁挂天线电气性能
频率范围（MHz）
806～960
1710～2500
增益（dBi）
6.5±1
8±1
水平面半功率波束宽度（°）
90±10
75±15
垂直面半功率波束宽度（°）
85
65
前后比（dB）
≥8
≥10
电压驻波比
≤1.5
功率容限（W）
50/250
三阶互调（dBm@2×33dBm）
≤-107
接口型号
N-F
4.4单极化室内定向对数周期天线
根据不同增益，单极化室内定向对数周期天线的电气指标要求如表4.41及表4.42所示。
4.4.18/9dBi单极化室内定向对数周期天线
8/9dBi单极化室内定向对数周期天线的电气指标要求如表4.41所示。
表4.418/9dBi单极化室内定向对数周期天线电气性能
频率范围（MHz）
806～960
1710～2500
极化方式
垂直
增益（dBi）
8.5±1
9±1
水平面半功率波束宽度（°）
85±10
80±10
垂直面半功率波束宽度（°）
75
60
前后比（dB）
≥15
≥16
电压驻波比
≤1.5
功率容限（W）
50
三阶互调（dBm@2×33dBm）
≤-107
接口型号
N-F
4.4.29/10dBi单极化室内定向对数周期天线
9/10dBi单极化室内定向对数周期天线的电气指标要求如表4.42所示。
表4.429/10dBi单极化室内定向对数周期天线电气性能
频率范围（MHz）
806～960
1710～2500
极化方式
垂直
增益（dBi）
9±1
10±1
水平面半功率波束宽度（°）
75±10
60±10
垂直面半功率波束宽度（°）
55
50
前后比（dB）
≥15
≥16
电压驻波比
≤1.5
功率容限（W）
50
三阶互调（dBm@2×33dBm）
≤-107
接口型号
N-F
5机械性能要求
5.1馈电端口设计要求
馈电端口采用N型阴头。
接头突出于天线侧面或底面，与天线刚性连接；或者也可通过在天线内部引出两根合适长度的电缆跳线，跳线末端配以N型阴头。
5.2其它机械指标要求
对室内分布系统天线其它机械指标要求如下：
（1）安装要求：
天线采用螺钉紧固的方式紧贴于建筑物载体表面安装；也可采用特殊孔位挂靠于建筑物载体表面。
（2）一般结构要求：
天线结构应牢固可靠，便于安装、使用和运输。
（3）天线表面清洁，无变形、无毛刺、无伤痕。
（4）尺寸：
普通室内全向单极化吸顶天线直径和高度不超过φ200mm*100mm
新型室内全向单极化吸顶天线直径和高度不超过φ208mm*115mm
室内定向单极化壁挂天线尺寸不超过280mm*180mm*60mm
6环境条件要求
室内分布系统天线设备需满足以下环境条件要求：
（1）环境温度：
工作温度-30℃～+45℃；
储存温度-40℃～+55℃。
（2）具有防烟雾、潮湿、大气中二氧化硫的能力。
7室内天线测试方法
7.1电气性能测试方法
天线增益、半功率波束宽度、前后比及交叉极化的测量可以采用远场、紧缩场和近场的测试方法，近场测试可以采用柱面型或球面型。
无论是远场、紧缩场和近场，都鼓励采用具有低反射电平的无回波暗室环境，以尽量消除环境和干扰的影响。
本规范的叙述以常用的远场测试方法为准。
7.1.1增益测量
7.1.1.1测量框图
图7.11天线增益测试框图
7.1.1.2测量条件
（1）被测天线与源天线具有相同的极化方式；
（2）被测天线和源天线之间测量距离满足：
式中，
：
源天线与被测天线距离（m）；
：
被测天线最大尺寸（m）；
：
源天线最大辐射尺寸（m）；
：
测试频率波长（m）。
（3）被测天线应安装于场强基本均匀的区域内，场强应预先用一个半波偶极天线在被测天线的有效天线体积内进行检测，如果电场变化超过1.5dB，则认为试验场是不可用的。
此外，增益基准天线在两个正交极化面上测得的场强差值应小于1dB。
（4）测量用信号发生器、接收机等测量设备和仪表应具有良好的稳定性、可靠性、动态范围和测量精度，以保证测量数据的正确性。
（5）测量用仪表应有计量合格证，并在校验周期内。
7.1.1.3测量步骤
开始测量时，必须将被测天线和增益基准天线交替做水平和俯仰调整，以确保每一天线在水平和俯仰上的最佳指向，使其接收的功率电平为最大。
测量步骤如下：
（1）增益基准天线与源天线对准，通过转接，使增益基准天线与接收机相连接，此时接收机接收功率电平为P1（dBm）；
（2）被测天线与源天线对准，通过转接，使被测天线与接收机相连，此时，接收机接收功率电平为P2（dBm）；
（3）重复步骤
（1）和
（2），直至P1和P2测量的重复性达到可以接受的程度；
（4）被测天线某频率点的增益G按下式计算：
G＝G0＋（P2－P1）＋N
式中：
G0——基准天线的增益（dBi）；
N——接收机输入端分别到被测天线和增益基准天线输出端通路衰耗的修正值（dB）；
（5）在同一个工作频带内，测量高、中、低3个频率点，并计算分贝平均值。
（6）根据电性能要求中的不同增益定义分别进行增益测试。
7.1.2方向图圆度、半功率波束宽度、前后比、副瓣电平的测量
7.1.2.1测量示意图
测量条件满足
图7.12天线方向图圆度、半功率波束宽度、前后比、副瓣电平测量示意图
7.1.2.2测量步骤
（1）被测天线垂直安装，并与源天线同极化对准；
（2）被测天线在测试转台上作方位旋转，并把接收到的电平作为角度的函数记录下来，得天线水平面同极化方向图F（φ），记录天线水平面半功率波束宽度φ，轴向最大接收电平P3,背向180º±30º范围内最大接收电平P4，全向最小接收电平P5；主波束范围以外的最大接收电平P6；
（3）测量结果：
全向天线：
方向图圆度=±（P3–P5）/2
定向天线：
水平面半功率波束宽度为φ：
前后比=P3–P4
副瓣电平=P6–P3
（4）被测天线水平安装，并与源天线同极化对准，重复
（2）测试过程，可以得天线垂直面半功率波束宽度θ。
（5）根据电性能要求中不同的波束定义分别进行水平面或垂直面方向图的测试。
7.1.3驻波比测量
7.1.3.1测量条件
被测天线应该安装在一个相对的没有反射，并且离测试设备和测试人员相当远的自由空间或无回波暗室。
检验测试场地合格的方法如下：
选择驻波比小于1.5的天线在8个相隔45º的水平方向上至少移动半个波长，且向上、向下各移动半个波长时，如驻波比测量值减1的变化小于10％，则认为测试场是合格的。
鼓励采用具有多个测试端口的矢量网络分析仪进行测试，以提高测试效率。
图7.13天线驻波比测量框图
7.1.3.2驻波比测量步骤
（1）吸顶或壁挂天线——将被测天线面朝上，底部放置一800*800*10（mm）的石膏板或木板以模拟天线真实安装环境，天线主辐射方向需符合自由空间或模拟自由空间；其他天线整个辐射方向上需符合自由空间或模拟自由空间。
（2）按测量系统要求进行系统校准；
（3）将测量系统与被测天线的任意一端口相连接（如图7.13.a），被测天线的其余端口一律接匹配负载，在工作频率范围内进行驻波比的测量，所测结果即为该端口的电压驻波比。
天线驻波比应为工作频带内各频点驻波比的最差值。
（4）重复（3）步骤，测试其它端口的驻波比。
7.1.3.3有源驻波比测量步骤
（1）将被测天线安装在符合测量条件的自由空间或模拟自由空间；
（2）按测量系统要求进行系统校准；
（3）将测量系统与被测天线的第i个辐射端口相连接（如图7.13.a），被测天线的其余端口一律接匹配负载，在工作频率范围内进行复反射系数Sii的测量，测试的Sii读数就是第i个辐射端口的自反射系数。
（4）将测量系统与被测天线的第i个和第j个辐射端口相连接（如图7.13.b），被测天线的其余端口一律接匹配负载，在工作频率范围内进行传输系数Sij的测量，测试的Sij读数就是第j个辐射端口到i个辐射端口的传输系数。
（5）重复（3）、（4）步骤，测试完成所有端口的Sii和Sij。
（6）根据矩阵公式：
[b]=[S][a]，可以求出任意幅/相激励ai对应的反射信号bi，从而求出第i个辐射端口的复反射系数Γi=bi/ai，根据复反射系数可以求出第i个辐射端口相应的有源驻波比。
（7）求所有辐射端口有源驻波比的最大值。
（8）重复（6）给出扫描角为0º、±30º、±45º、±55º的幅/相激励ai，求相应的有源驻波比。
重复（7），求所有有源驻波比的最大值。
7.1.4互调测量
互调测量应使用对应频段的“无源互调分析仪”进行测试，分析仪置于测量“反射式互调”状态，建议使用“扫频”测试，测量框图见图7.14。
图7.14天线互调测量框图（暗室内测量）
场地满足7.1.3.1。
无回波吸收体不能放在天线感应近场内，确保吸收体内感应回波不产生交调。
同时还要保证吸收体之间相同极化间隙不产生泄漏。
确保连接天线电缆的剩余互调小于被测天线的互调。
这可以通过在电缆一端接入一个低互调负载，在所需的形变范围内移动电缆而测得。
降低连接电缆损耗。
当电缆损耗超过1dB，无源互调测量误差显著增大。
7.2环境测试要求
环境测试项目、要求和方法见表7.21、表7.22。
表7.21用于室内的室分系统天线环境测试项目、要求和方法
序号
试验项目
条件
性能测试项目
备注
1
低温存储
低温：
-20℃
持续时间：
16h
温度变化率：
≥1℃/min
电路参数
2
高温存储
高温：
+55℃
持续时间：
16h
温度变化率：
≥1℃/min
电路参数
3
高低温循环
低温限定：
-20℃
高温限定：
+55℃
温度变化率：
≥1℃/min
持续时间：
高低温平衡点均持续5h，温度循环过程不断电。
循环次数：
6次
电路参数
4
交变湿热
高温：
+55℃
低温：
+25℃
湿度：
95±3%
温度变化率：
≥1℃/min
持续时间：
12h+12h
循环次数：
5次
电路参数
5
中性盐雾
浓度：
5±1%NaC1
酸碱度：
pH=6.5～7.2（25℃±2℃）
温度：
35±2℃
持续时间：
24小时（整机）
48小时（安装件）
盐雾沉降量：
1～2ml/80cm2·h
腐蚀检查
活动部件
电路参数
适用于整机或关键零部件
表7.22用于室外的对数周期天线的环境测试项目、要求和方法
序号
试验项目
条件
性能测试项目
备注
1
振动试验（随机振动）
随机波，X（前后）、Y（左右）、Z（上下）三方向
扫频：
5Hz-100Hz-5Hz
加速度：
0.1g
扫频速率：
0.1octave/minute
持续时间：
90min
全部电气指标
试验后需完成全部电气指标测量
2
振动试验（正弦波振动）
正弦波，X（前后）、Y（左右）、Z（上下）三方向
频率范围：
10-55Hz；
幅度：
0.75mm；0.25mm
振动时间：
0.5h
谐振点振幅：
0.35mm
持续时间：
1min
持续时间：
3个轴向×10个循环
全部电气指标
同上，（根据具体试验条件两类振动试验二选一）
3
低温存储
低温：
-55℃
持续时间：
16h
温度变化率：
≤1℃/min
驻波比
互调
对电调天线需要测试低温存储后的设备上电启动性能
4
高温存储
高温：
+75℃
持续时间：
16h
温度变化率：
≤1℃/min
驻波比
互调
5
高低温循环
低温限定：
-40℃
高温限定：
+70℃
温度变化率：
≤1℃/min
持续时间：
高低温平衡点均持续5h，温度循环过程不断电。
循环次数：
6次
外观检查
驻波比
互调
条件许可的情况下，也可以测试全部电气指标
6
交变湿热
高温：
+55℃
低温：
+25℃
湿度：
95±3%
温度变化率：
≤5℃/min
持续时间：
12h+12h
循环次数：
5次
驻波比
隔离度
互调
条件许可的情况下，也可以测试全部电气指标
7
中性盐雾
浓度：
5±1%NaC1
酸碱度：
pH=6.5～7.2（25℃±2℃）
温度：
35±2℃
持续时间：
48小时（整机）
96小时（安装件）
盐雾沉降量：
1～2ml/80cm2·h
腐蚀检查
活动部件
驻波比
互调
适用于整机或关键零部件
8
淋雨试验
雨强度：
2000mm/h，水平风速不小于18m/s
倾斜角度：
45°
时间：
45分钟/面
防水性能
驻波比
9
紫外线抗老化试验
采用荧光紫外线加速老化试验箱，天线罩样本切片尺寸150x75mm，紫外线波长UVA340，辐照强度0.68W/m2，黑板温度50±3℃，每个周期8h干燥，0.25h喷水，3.75h冷凝（参照GB/T14522-2008），时间30天。
强度保留率≥60%，色差变化ΔE≤5.0。
Δb≤5.0
仅适用于天线外罩部分的测试
10
冲击试验
峰值加速度：
300m/s2
脉冲持续时间：
18ms
试验次数：
6个方向×3次
外观检查
驻波比
互调
8标志、包装和贮存
8.1标志
产品应有产品标识和外包装标志。
（1）产品标志
天线上应有铭牌，其基本内容为：
制造商名称、产品名称、商标、产品型号、制造日期、频段、增益、检验合格标志。
（2）外包装标志
应符合GB/T191《包装储运图示标志》第二章的有关规定。
8.2包装
（1）包装要求的基本内容应符合GB/T3873中2.3.1和2.3.2的规定，且必须满足箱体从距地1米高处坠地后内装天线无损伤。
（2）产品随带文件：
产品合格证、产品说明书、装箱单、附件清单、安装图、其他有关的技术资料。
8.3贮存
包装好的产品应放置在周围空气中无酸性、碱性及其他腐蚀性气体且通风、干燥的库房中。
贮存期限不超过两年。
若存放期超过两年需重新测量，检验合格后方可供货。
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