Фирма «НИИДАР-ГРАД» входящая в группу компаний «СиБи-ГРАД», занимается разработкой и производством приемо-передающих устройств и, в частности, специализируется на антеннах различного  назначения в частотных диапазонах от 100 до 6000 МГц. В 2004 году мы завершили НИОКР  по созданию Смарт-антенны для базовых станций сетей сотовой связи стандарта GSM 900/1800/1900   третьего поколения (3G) и транкинговых сетей TETRA диапазона 806-876 МГц. Этота работа предусматривала создание целого модельного ряда приемопередающих антенн пригодных в том числе и для сетей второго поколения. 

Простейшая модификация  такой двухдиапазонной антенны (900/1800 МГц) с Х-поляризацией. предусматривает лишь электронно управляемый наклон ДН в вертикальной плоскости.

Второй тип представляет собой антенну с электронно управляемыми наклоном ДН в вертикальной плоскости и шириной ДН  (от 30°   до 100°) в горизонтальной плоскости. 

Третий тип интеллектуальной антенны – это многолучевая приемопередающая антенна с независимыми управляемыми лучами, имеющая Х- поляризацию и работающая одновременно в диапазонах 900 МГц и 1800 МГц. Каждый луч по внешним командам управления, либо по программе занесенной в ПЗУ антенну, может независимо от других лучей изменять свою ширину  в горизонтальной плоскости (от 30°  до 100°) и направление максимума. 

Эти антенны представляют собой многоэлементные антенные решетки, в которых формирование ДН осуществляются  специальными диаграммообразующими  схемами (ДОС) в состав которых входят фазовращатели, линии задержки, коммутаторы, цифровой сигнальный процессор ( DSP ). Управление антеннами осуществляется с компьютера либо по сети. Все антенны удовлетворяют жестким требования стандарта GSM к интермодуляционным искажениям.

В ходе работ по данному НИОКРу были разработаны и запущены в серийное производство безэховые миникамеры, а также стенд для измерения интермодуляционных искажений 3-го порядка в антеннах и фидерных трактах.

Одним из итогов НИОКРа явилось создание опытных образцов антенны ГРАД-9099PCS

Изделие ГРАД-9099 PCS представляет собой двухлучевую антенную решетку, работающую в диапазоне частот 1830…1990 МГц, и предназначено для систем сотовой связи стандарта PCS (сети CDMA США) в качестве базовой приемо-передающей антенны.

Радиотехнические характеристики

Рабочий диапазон частот – 1830…1990 МГц.

Количество независимо управляемых лучей (ВЧ входов) – 2

Поляризация – X - Pol (взаимно ортогональная, линейная с наклоном ±45° ).

Ширина ДН (по уровню -3 дБ) в горизонтальной плоскости 30° ; 65° ; 95° .

Ширина ДН (по уровню -3 дБ) в вертикальной плоскости - не более 12° .

Отклонение луча в горизонтальной плоскости может выбираться из ряда значений:
•  -35° ; -28° ; -21° ; -14° ; -7° ; 0° ; 7° ; 14° ; 21° ; 28° ; 35° для ДН с шириной 30° ;
•  -30° ; -20° ; -10° ; 0° ; 10° ; 20° ; 30° для ДН с шириной 65° ;
•  -15° ; 0° ; 15° для ДН с шириной 95° .

Наклон луча в вертикальной плоскости вниз: 0° ; 2° ; 4° ; 6° ; 8° .

Коэффициент усиления антенны относительно полуволнового диполя:
•  16,5 дБ для луча с шириной 30° ;
•  15 дБ для луча с шириной 65° ;
•  13,5 дБ для луча с шириной 95° .

Развязка между входами антенны не менее 30 дБ.

КСВн не более 1,5.

Конструктивные характеристики

Габариты и масса:

•  Антенной решетки (без монтажного комплекта) – 1614 х 455 х 202 мм, 46 кг;

•  Блока питания и управления (БПУ) – 500 х 400 х 210 мм, 10 кг.

Комплект монтажных частей позволяет установить антенну на трубе (D 120мм max) либо на вертикальной плоскости. Максимальная длина кабеля сопряжения БПУ и антенны – 305 м.

Конструкция

Антенная решетка смонтирована в корпусе, имеющем две панели, на одной из которых установлены излучатели, на другой установлены элементы питания, управления и системы распределения ВЧ сигналов. Детали корпуса изготовлены из алюминиевых листов, имеющих низкий вес и высокую коррозионную стойкость.

Корпус антенны со стороны излучателей закрыт радиопрозрачным обтекателем, с монтажной стороны металлической крышкой.

Климатические характеристики

Рабочая температура от -40° С до +50° С.
Относительная влажность до 100% при температуре +25° С.
Максимальная скорость ветра: постоянная 72 км/час, порывы до 105 км/час.

Системы управления и функционального контроля

Изменение параметров ДН осуществляется посредством установки заданных фаз на фазовращателях антенны. Фазовые распределения хранятся в энергонезависимой памяти системы управления антенной.

Управление антенной может осуществляться с внешнего компьютера или из удаленного офиса через модем (при этом к БПУ должен быть также подключен компьютер с модемом).

Разработанное ПО управления антенной предусматривает в частности формирование плана работы антенны (календарного, по дням недели и почасового графика переключений задаваемых характеристик ДН).

Особое внимание при разработке было уделено системе функционального контроля предназначенной для диагностики состояния всех электронных узлов антенны - фазовращателей, модулей питания, контроллеров. Тестовая программа формирует таблицу неисправностей и протоколирует ее.

Из всех возможных отказов выделяются так называемые катастрофические отказы, приводящие к полной неработоспособности антенны. При их возникновении на светодиодах БПУ включается аварийная сигнализация, на дисплей компьютера выводится окно аварии, на каналы связи и исполнительные устройства выдается сигнал «Авария».