智能配网无线通信天线技术的应用研究论文_黄锋家

智能配网无线通信天线技术的应用研究论文_黄锋家

中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司 广西南宁市 530007

摘要:在无线通信中,智能天线技术凭借其所具有的系统成本低、降低干扰、抗衰落以及提供多种增值业务等优势,拥有良好的应用前景。为此,本文就简单探究了智能配网无线通信天线技术,主要分析了智能天线技术在无线通信中的优势、智能天线技术的工作原理以及智能天线技术在无线通信中的具体应用,希望能够为相关从业者提供参考借鉴。

关键词:智能配网;天线技术;无线通信;应用研究

引言:通信系统作为智能配电网的硬件基础、核心技术,是影响通信系统质量与效率的关键因素,无线通信又是通信系统中比较重要的环节,对于远程终端实现信息传输和快速处理至关重要。智能天线技术凭借其所具有的众多优势,在无线通信中有着非常广泛的应用,它可以通过在空域区域将相同的时隙与频率信号区分,以此来提升频谱的应用效率,进而降低建筑、地形等因素对点波传播产生的影响。

一、智能配网无线通信技术

相较于有线通信而言,无线通信在可靠性、安全等方面都要比有线通信低一些,但是无线通信具有着非常多的优势,如建设所需投入的成本相对较低,建设的施工难度低、灵活的扩展等。现如今,随着社会的快速发展,在人们日常生活中无线通信技术的应用非常广泛,并且在配网自动化中的应用显现出了不可忽视的作用。

安全性较差、网络延时等是现阶段公共网络技术中比较常见的问题,加上可靠性不高,支出费用较高。在无线通信技术持续发展的背景下,在智能配电网中主要应用的通信技术就包括了3G、4G、GPRS/CDMA等网络技术,对于满足传输速率、响应时间以及双向通信等方面的技术要求有着积极影响,随着该技术的进一步发展,相信在未来还会有更大的应用价值。

二、智能配网无线通信的天线技术及优势

在无线通信技术中,天线技术是非常重要的组成部分,其属于无线传输范畴内容内容复杂、技术含量极高的学科。全向天线是目前智能配电网无线通信设备中较为常见的,还有一些定向天线,相比全向天线的无方向性,定向天线的发射及接收电磁波较强的点主要集中在一个或者几个特定的方向上,剩下其他方向就非常弱甚至为零。

1.天线的谐振频率

无论是3G、4G网络技术,还是GPRS/CDMA网络技术,工作的频率都会比较固定。为了能够使天线的发射与接收信号能力良好,相关工作人员会在设计的过程中将谐振频率与工作频率尽可能相近。就以全向天线为例,影响天线的谐振频率因素有螺杆的长度、直径以及螺距的参数,所以要想避免天线的谐振频率发生改变,就要防止全向天线的螺杆部分在工作中不会由于外力而出现弯曲。

2.天线的增益

在相同输入功率,空间同一点处的基础上,实际天线与理想的辐射单元所产生信号的功率密度之比被称之为天线的增益,而一般最大辐射方向的增益被认为是天线的增益。但是,天线的增益不是越高就越好,这是因为如果增益过高就说明波束的宽度越窄,基站与天线的信号交换效果就会不理想,增益小的话则会出现无法接收基站信号的现象,所以对于天线增益大小应该结合实际的情况进行选择。

3.天线的带宽

由于天线是存在带宽的,就说明即便谐振频率在一个频率点,但只要天线的性能差别不大,频率点就会在一定的范围之内,而这个范围就是带宽。一般天线的结构、型式以及材料都可能会影响天线的带宽。带宽越窄,天线的增益也就会越高,一般定向天线的带宽相较于全向天线要差一些。

4.天线的方向图

天线可以被当做是由若干小的辐射单元所构成的整体,天线的方向图则就是描述了它在各方向的辐射特点,如特点、强度等。而这些辐射单元的电磁波有的方向会出现相互抵消或者相互叠加的情况,这就会出现辐射场强度的变化。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以,一般情况下辐射场在不同方向的强度有着差异,在城市基站覆盖比较完善的区域,实际工作中就可以优先选择全向天线,对于一些偏远地区则可以根据实际需要选择定向天线,但是天线的辐射方向角与安装的位置是无论如何都需要注意的。

5.所具有的优势

智能天线技术在无线通信中所具有的优势有:成本较低,在相同覆盖范围的要求下,可以采用功率较低的放大器来满足所需功率,有效节约了的系统的成本;抗衰落,在无线通信中信号的衰落是一个比较关键的问题,通过智能天线技术的应用则可以有效提升基站发射机的同等辐射频率与天线列阵的灵敏性;降低干扰,在实际应用的过程中会通过针对性的接收,最大程度降低其他信号对系统的干扰;可以提供多种增值业务和移动台的定位。

三、智能天线在无线通信中的具体应用分析

1.在TD-CSDMA系统的应用

在TD-CSDMA系统中,智能天线技术有着良好的应用,在该系统中实用化了TDD的形式,以此来确保上下行射频信道的可靠性对称,而高效率的传输则可以完成有效性的对称。由此可见,可以克服天线上下行波束赋形、多只干扰、以及多径干扰等问题。智能天线技术在这一系统的应用中,有八个天线单元同心列阵,相较于全方位天线,可以有效增强信号的载干比,有效降低发射功率以及产生更高的增益。

2.在无线市话系统的应用

在无线市化系统中应用智能天线技术主要以下几点:首先是智能处理单位。比如,在无线市话系统的智能处理,对接收信号以及四个独立天线单元发射的处理一般由DPS单位完成,并通过对空间通道的抑制干扰、自适应控制、识别用户以及分集信号等实施。一般情况下其他的天线不会被四根独立的天线所干扰,数据结果在被处理之后,会及时向射频模块进行发射,然后在根据计算结果来合理调整射频信号的振幅;其次是阵列天线。四面立体结构的智能天线是构成无线市话系统的基础,即四根对称排列分布分天线共同构成。

3.BWA在智能配电网中运行的可行性

通信方面在配网自动化系统中,需要具有以下的要求:首先,要可以避免环境恶劣而对通信线路的畅通性带来影响,其必须应该具有较强的可靠性;其次,要应该具有双向通信的能力。这是因为配电网所涉及的工作环境比较恶劣,通信设备需要较大的信息量以及通信业务的分布比较广泛。而在宽带无线技术中融入BWA,可以最大程度满足对配网自动化的需求,目前宽带无线技术在业内一些企业的推动下已经在通信业务中被实践应用。例如,分布式电源,尤其是比较偏的区域,在架设光纤通信时需要较大的成本以及建设周期,并且如果出现通信故障维修的成本也比较高。而无线通信的方式就可以有效规避这一问题的出现,凭借其可靠性强、成本低以及扩展灵活的优势,能够有效满足相关的需求。

4.无线网络通信的实现方案

无线通信方式在配电网中的应用存在着一些问题,其中主要体现在通信速率以及数据容量等方面。所以,在实际的工作应该通过结合无线与有线网络实施通信,以此来优势互补,将无线通信所具有的灵活扩展、建设周期短及成本低的优势发挥出来。同时,可以在主站与子站之间通过专门的光纤通道来补充无线通信网络不能满足的数据传输要求。

结束语:综上所述,伴随着我国社会经济的快速发展及智能配网的普及,今后无线通信技术的发展也将越来越快,而智能天线技术则可以凭借自身所具有的众多优势有效改善无线通信的质量,并将系统的抗干扰性能提升,扩充系统的容量。因此,相关的从业人员应该在未来的实践工作中加强对此的研究,针对目前多遇到的问题开展进一步的探究,从而促使智能天线技术的应用范围可以得到提升。

参考文献:

[1]李林峰.无线通信技术在智能配电网中的应用研究[J].移动信息,2015(11):10-10.

[2]马晓峰.智能配电网中无线通信技术的应用探究[J].通讯世界,2017(10):70-71.

[3]唐震.无线通信技术在智能配电网中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(15):46-46.

论文作者:黄锋家

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/5/5

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