基站天線選型

1、基站天線選型一. 天線概念在無線通信系統(tǒng)中，天線是收發(fā)信機(jī)與外界傳播介質(zhì)之間的接口。同一副天線既可以輻射又可以接收無線電波：發(fā)射時(shí)，把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波；接收時(shí)把電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流。在選擇基站天線時(shí)，需要考慮其電氣和機(jī)械性能。電氣性能主要包括：工作頻段、增益、極化方式、波瓣寬度、預(yù)置傾角、下傾方式、下傾角調(diào)整范圍、前后抑制比、副瓣抑制、零點(diǎn)填充、回波損耗、功率容量、阻抗、三階互調(diào)等。機(jī)械性能主要包括：尺寸、重量、天線輸入接口 、風(fēng)載荷等?；舅锰炀€類型按輻射方向來分主要有：全向天線、定向天線。按極化方式來區(qū)分主要有：垂直極化天線（也叫單極化天線）、交叉極化天線（也叫雙極化天線）。上述兩種

2、極化方式都為線極化方式。圓極化和橢圓極化天線一般不采用。按外形來區(qū)分主要有：鞭狀天線、平板天線、帽形天線等。在繼續(xù)論述天線相關(guān)理論之前必須首先介紹各向同性（Isotropic ）天線。各向同性天線是一種理論模型，實(shí)際中并不存在，它把天線假設(shè)為一個(gè)輻射點(diǎn)源，能量以該點(diǎn)為中心以電磁場的形式向四周均勻輻射，為一球面波。另外全向天線并不是沒有方向性，它只是在水平方向?yàn)槿?，但在垂直方向是有方向性的。它與各向同性天線是兩個(gè)不同的概念。半波振子是基站主用天線的基本單元，半波振子的優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換效率高。1. 天線增益天線作為一種無源器件，其增益的概念與一般功率放大器增益的概念不同。功率放大器具有能量放大作用

3、，但天線本身并沒有增加所輻射信號(hào)的能量，它只是通過天線振子的組合并改變其饋電方式把能量集中到某一方向。增益是天線的重要指標(biāo)之一，它表示天線在某一方向能量集中的能力。表示天線增益的單位通常有兩個(gè)：dBi 、dBd 。兩者之間的關(guān)系為：dBi=dBd+2.17dBi 定義為實(shí)際的方向性天線（包括全向天線）相對(duì)于各向同性天線能量集中的相對(duì)能力，“i ”即表示各向同性Isotropic 。dBd 定義為實(shí)際的方向性天線（包括全向天線）相對(duì)于半波振子天線能量集中的相對(duì)能力，“d ”即表示偶極子Dipole 。兩種增益單位的關(guān)系見圖1： 圖1 dBi 與dBd 的關(guān)系天線增益不但與振子單元數(shù)量有關(guān)，還與水

4、平半功率角和垂直半功率角有關(guān)。2. 天線方向圖天線輻射的電磁場在固定距離上隨角坐標(biāo)分布的圖形，稱為方向圖。用輻射場強(qiáng)表示的稱為場強(qiáng)方向圖，用功率密度表示的稱之功率方向圖，用相位表示的稱為相位方向圖。天線方向圖是空間立體圖形，但是通常用兩個(gè)互相垂直的主平面內(nèi)的方向圖來表示，稱為平面方向圖。一般叫作垂直方向圖和水平方向圖。就水平方向圖而言，有全向天線與定向天線之分。而定向天線的水平方向圖的形狀也有很多種，如心型、8字形等。天線具有方向性本質(zhì)上是通過振子的排列以及各振子饋電相位的變化來獲得的，在原理上與光的干涉效應(yīng)十分相似。因此會(huì)在某些方向上能量得到增強(qiáng)，而某些方向上能量被減弱，即形成一個(gè)個(gè)波瓣（或

5、波束）和零點(diǎn)。能量最強(qiáng)的波瓣叫主瓣，上下次強(qiáng)的波瓣叫第一旁瓣，依次類推。對(duì)于定向天線，還存在后瓣。圖2是一定向天線的水平及垂直方向圖。 圖2 定向天線水平與垂直方向圖波束寬度也是天線的重要指標(biāo)之一，它包括水平半功率角與垂直半功率角。分別定義為在水平方向或垂直方向相對(duì)于最大輻射方向功率下降一半（3dB ）的兩點(diǎn)之間的波束寬度。常用的基站天線水平半功率角有360°、210°、120°、90°、65°、60°、45°、 33°等，垂直半功率角有6.5°、13°、25°、78°等。前

6、后抑制比是指天線在主瓣方向與后瓣方向信號(hào)輻射強(qiáng)度之比，天線的后向180°±30°以內(nèi)的副瓣電平與最大波束之差，用正值表示。一般天線的前后比在1845dB 之間。對(duì)于密集市區(qū)要積極采用前后比抑制大的天線。零點(diǎn)填充，基站天線垂直面內(nèi)采用賦形波束設(shè)計(jì)時(shí)，為了使業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的輻射電平更均勻，下副瓣第一零點(diǎn)需要填充，不能有明顯的零深。高增益天線由于其垂直半功率角較窄，尤其需要采用零點(diǎn)填充技術(shù)來有效改善近處覆蓋。 通常零深相對(duì)于主波束大于-26dB 即表示天線有零點(diǎn)填充，有的供應(yīng)商采用百分比來表示，如某天線零點(diǎn)填充為10%，這兩種表示方法的關(guān)系為：Y (dB20lg(X%/100

7、%如：零點(diǎn)填充10%，即X=10；用dB 表示：Y=20lg(10%/100%-20dB上副瓣抑制，對(duì)于小區(qū)制蜂窩系統(tǒng)，為了提高頻率復(fù)用效率， 減少對(duì)鄰區(qū)的同頻干擾，基站天線波束賦形時(shí)應(yīng)盡可能降低那些瞄準(zhǔn)干擾區(qū)的副瓣，提高D/U值（有用和無用信號(hào)強(qiáng)度之比），上第一副瓣電平應(yīng)小于-18dB ，對(duì)于大區(qū)制基站天線無這一要求。3. 極化方式極化是描述電磁波場強(qiáng)矢量空間指向的一個(gè)輻射特性，當(dāng)沒有特別說明時(shí)，通常以電場矢量的空間指向作為電磁波的極化方向，而且是指在該天線的最大輻射方向上的電場矢量來說的。電場矢量在空間的取向在任何時(shí)間都保持不變的電磁波叫直線極化波，有時(shí)以地面作參考，將電場矢量方向與地面平

8、行的波叫水平極化波，與地面垂直的波叫垂直極化波。電場矢量在空間的取向有的時(shí)候并不固定，電場失量端點(diǎn)描繪的軌跡是圓，稱圓極化波；若軌跡是橢圓，稱之為橢圓極化波，橢圓極化波和圓極化波都有旋相性。不同頻段的電磁波適合采用不同的極化方式進(jìn)行傳播，移動(dòng)通信系統(tǒng)通常采用垂直極化，而廣播系統(tǒng)通常采用水平極化，橢圓極化通常用于衛(wèi)星通信。天線的極化方式有單極化天線、雙極化天線兩種，其本質(zhì)都是線極化方式。雙極化天線利用極化分集來減少移動(dòng)通信系統(tǒng)中多徑衰落的影響，提高基站接收信號(hào)質(zhì)量的，通常有0°/90°、45°/-45°兩種。對(duì)于CDMA 頻段，水平極化波的傳播效果不如垂直

9、極化，因此目前很少采用0°/90°的交叉極化天線。4. 下傾（Downtilt ）天線下傾是常用的一種增強(qiáng)主服務(wù)區(qū)信號(hào)電平，減小對(duì)其他小區(qū)干擾的一種重要手段。通常天線的下傾方式有機(jī)械下傾、電子下傾兩種方式。機(jī)械下傾是通過調(diào)節(jié)天線支架將天線壓低到相應(yīng)位置來設(shè)置下傾角；而電子下傾是通過改變天線振子的相位來控制下傾角。當(dāng)然在采用電子下傾角的同時(shí)可以結(jié)合機(jī)械下傾一起進(jìn)行。電子下傾天線一般傾角固定，即我們通常所說的預(yù)置下傾。最新的技術(shù)是傾角可調(diào)的電子下傾天線，為區(qū)分前面的電子下傾天線，這種天線我們通常稱作電調(diào)天線。5. 電壓駐波比（VSWR ）VSWR 在移動(dòng)通信蜂窩系統(tǒng)的基站天線中

10、，其最大值應(yīng)小于或等于1.5:1。若Z A 表示天線的輸入阻抗，Z 0為天線的標(biāo)稱特性阻抗，則反射系數(shù)為=Z A -Z 0Z A +Z 0, VSWR =1+1-，其中Z 0為50歐姆。也可以用回波損耗表示端口的匹配特性，R . L . (dB =20log ，VSWR=1.5:1時(shí)，R.L.= 13.98dB。天線輸入阻抗與特性阻抗不一致時(shí)，產(chǎn)生 的反射波和入射波在饋線上疊加形成駐波，其相鄰電壓最大值和最小值之比就是電壓駐波比。電壓駐波比過大，將 縮短通信距離，而且反射功率將返回發(fā)射機(jī)功放部分，容易燒壞功放管，影響通信系統(tǒng)正常工作。6. 端口隔離度對(duì)于多端口天線，如雙極化天線、雙頻段雙極化天

11、線，收發(fā)共用時(shí)端口之間的隔離度應(yīng)大于30dB 。7. 功率容量指平均功率容量，天線包括匹配、平衡、移相等其它耦合裝置，其所承受的功率是有限的，考慮到基站天線的實(shí)際最大輸入功率（單載波功率為20W ），若天線的 一個(gè)端口最多輸入六個(gè)載波，則天線的輸入功率為120W ，因此天線的單端口功率容量應(yīng)大于200W （環(huán)境溫度為65時(shí)）。8. 天線輸入接口為了改善無源交調(diào)及射頻連接的可靠性，基站天線的輸入接口采用7/16DIN-Female，在天線使用前，端口上應(yīng)有保護(hù)蓋，以免生成氧化物或進(jìn)入雜質(zhì)。9. 無源互調(diào)（PIM ）所謂無源互調(diào)特性是指接頭，饋線，天線，濾波器等無源部件工作在多個(gè)載頻的大功率信號(hào)條

12、件下由于部件本身存在非線性而引起的互調(diào)效應(yīng)。通常都認(rèn)為無源部件是線性的，但是在大功率條件下無源部件都不同程度地存在一定的非線性，這種非線性主要是由以下因素引起的：不同材料的金屬的接觸；相同材料的接觸表面不光滑； 連接處不緊密；存在磁性物質(zhì)等?；フ{(diào)產(chǎn)物的存在會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，特別是落在接收帶內(nèi)的互調(diào)產(chǎn)物將對(duì)系統(tǒng)的接收性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此系統(tǒng)中對(duì)接頭，電纜，天線等無源部件的互調(diào)特性都有嚴(yán)格的要求。我們選用的廠家的接頭的無源互調(diào)指標(biāo)可達(dá)到-150dBc ，電纜的無源互調(diào)指標(biāo)可達(dá)到-170dBc ，天線的無源互調(diào)指標(biāo)可達(dá)到-150dBc 。10. 天線尺寸和重量為了便于天線儲(chǔ)存、運(yùn)輸、安裝及安全

13、，在滿足各項(xiàng)電氣指標(biāo)情況下，天線的外形尺寸應(yīng)盡可能小，重量盡可能輕。目前運(yùn)營商對(duì)天線尺寸、重量、外觀上的要求越來越高，因此在選擇天線時(shí)，不但要關(guān)心其技術(shù)性能指標(biāo)，還應(yīng)關(guān)注這些非技術(shù)因素。一般市區(qū)基站天線應(yīng)該選擇重量輕、尺寸小、外形美觀的天線，郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)天線一般無此要求。11. 風(fēng)載荷基站天線通常安裝在高樓及鐵塔上，尤其在沿海地區(qū)，常年風(fēng)速較大，要求天線在36m/s 時(shí)正常工作，在55m/s 時(shí)不破壞。天線本身通常能夠承受強(qiáng)風(fēng)，在風(fēng)力較強(qiáng)的地區(qū)，天線通常是由于鐵塔、抱桿等原因而遭到損壞。因此在這些地區(qū)，應(yīng)選擇表面積小的天線。12. 工作溫度和濕度基站天線應(yīng)在環(huán)境溫度-40+65范圍內(nèi)正常工作。基

14、站天線應(yīng)在環(huán)境相對(duì)濕度0100%范圍內(nèi)正常工作。13. 雷電防護(hù)基站天線所有射頻輸入端口均要求直流直接接地。14. 三防能力基站天線必須具備三防能力，即：防潮、防鹽霧、防霉菌。對(duì)于全向天線滿足天線倒置安裝要求，同時(shí)滿足三防要求。二. 選型中的天線特性考慮1. 天線波束寬度與增益之間的關(guān)系天線是一種能量集中的裝置，在某個(gè)方向輻射的增強(qiáng)意味著其他方向輻射的減弱。通?？梢酝ㄟ^水平面波瓣寬度的縮減來增強(qiáng)某個(gè)方向的輻射強(qiáng)度以提高天線增益。在天線增益一定的情況下，天線的水平半功率角與垂直半功率角成反比，其關(guān)系可以表示為：Ga 32600/(*其中，Ga 為天線增益，單位：dBi ； 為垂直半功率角，單位：

15、度；為水平半功率角，單位：度。根據(jù)上述公式，當(dāng)我們已知某一天線的增益和水平半功率角時(shí)，可以估算出其垂直半功率角。例如：某一全向天線，增益11dBi ，水平半功率角360 °，其垂直半功率角為：=32600/11/360=8.23由于設(shè)計(jì)和制造工藝上的差異，實(shí)際全向天線的垂直半功率角往往比上述計(jì)算結(jié)果要小。兩者差別越小，說明天線設(shè)計(jì)得越好。天線增益、垂直半功率角、水平半功率角三者的關(guān)系如圖3所示： 圖3 天線增益與半功率角的關(guān)系由此可知，當(dāng)天線增益較小時(shí)，天線的垂直半功率角和水平半功率角通常較大；而當(dāng)天線增益較高時(shí)，天線的垂直半功率角和水平半功率角通常較小。另外，天線增益取決于振子的數(shù)

16、量。振子越多，增益越高，天線的孔徑（天線有效接收面積）也越大。對(duì)于全向天線，增益增加3dB ，天線長度約增加一倍，因此全向天線通常增益不會(huì)超過11dBi ，此時(shí)天線長度約3米。2. 極化方式的對(duì)比垂直單極化天線與雙極化天線的比較：從發(fā)射的角度來看，由于垂直于地面的手機(jī)更容易與垂直極化信號(hào)匹配，因此垂直單極化天線會(huì)比其他非垂直極化天線的覆蓋效果要好一些。特別是在開闊的山區(qū)和平原農(nóng)村就更明顯。實(shí)驗(yàn)證明，在開闊地區(qū)的山區(qū)或平原農(nóng)村，這種天線的覆蓋效果比雙極化（±45°）天線更好。但在市區(qū)由于建筑物林立，建筑物內(nèi)外的金屬體很容易使極化發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此無論是單極化還是±45&

17、#176;雙極化天線在覆蓋能力上沒有多大區(qū)別。從接收的角度來看，由于單極化天線要用兩根天線才能實(shí)現(xiàn)分集接收，而雙極化天線只要一根就可以實(shí)現(xiàn)分集接收，因此單極化天線需要更多的安裝空間，且在以后的維護(hù)工作方面要比雙極化天線要大。至于空間分集與極化分集增益差別不大，一般空間分集增益在3.5dB 左右。從天線尺寸方面來說由于雙極化天線中不同極化方向的振子即使交疊在一起也可保證有足夠的隔離度，因此雙極化天線的尺寸不會(huì)比單極化天線更大。45°/-45°雙極化天線與0°/90°雙極化天線的比較： 45°/-45°方式下的所有天線子系統(tǒng)都可用作發(fā)射信

18、號(hào)。而0°/90°雙極化天線一般只采用垂直極化振子發(fā)射信號(hào)。經(jīng)驗(yàn)表明若用水平極化天線發(fā)射信號(hào)要比垂直極化天線發(fā)射信號(hào)低得多。在理想的自由空間中（假定手機(jī)接收天線是垂直極化），采用垂直極化振子進(jìn)行發(fā)射時(shí)要比采用45°/-45°發(fā)射時(shí)的覆蓋能力要強(qiáng)3dB 左右。但在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，考慮到多徑傳播的存在，在接收點(diǎn)，各種多徑信號(hào)經(jīng)統(tǒng)計(jì)平均，上述差別基本消失，各種實(shí)驗(yàn)也證明了此結(jié)論的正確。但在空曠平坦的平原，上述差異或許還存在，但具體是多少，還有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明。綜上所述，在實(shí)際應(yīng)用中，兩種雙極化方式的差別不大，目前市場上±45°正交極化天線比

19、較常見。3. 天線增益的選擇基站全向天線增益范圍一般在：2dBi 14dBi 。規(guī)格有：2dBi 、9dBi 、11dBi 、12dBi 、14dBi 等。而定向天線的增益范圍一般在：3dBi 22dBi 。規(guī)格有： 3dBi、8.5dBi 、10dBi 、13dBi 、15dBi 、15.5dBi 、17dBi 、18dBi 、21dBi 、22dBi 等。低增益天線，天線增益小覆蓋范圍及干擾可以得到較好的控制。通常與微基站、微蜂窩配合使用，主要用于室內(nèi)覆蓋及室外的補(bǔ)點(diǎn)（補(bǔ)盲），如大廈的背后，新的生活小區(qū)，新的專業(yè)市場等。 這種天線的尺寸較小，便于安裝，如在隧道口內(nèi)側(cè)可以采用八木天線等。這種

20、天線價(jià)格較低廉。中等增益天線，在城區(qū)適合使用中等增益，一方面這種增益天線的體積和尺寸比較適合城區(qū)使用；另一方面，在較短的覆蓋半徑內(nèi)由于垂直面波束寬度較大使信號(hào)更加均勻。中等增益天線在相鄰扇區(qū)方向比高增益天線覆蓋的信號(hào)強(qiáng)度更加合理。在建設(shè)初期，一般基站覆蓋半徑較大（1km 以上），可以選擇采用增益較高的定向天線。隨著網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，基站密度變高，覆蓋半徑變小，此時(shí)應(yīng)該選擇增益較低的定向天線， 同時(shí)考慮預(yù)置下傾或電調(diào)下傾天線。高增益天線，在進(jìn)行廣覆蓋時(shí)通常采用此種天線。用于高速公路、鐵路、隧道、狹長地形廣覆蓋。這種天線的波瓣寬度較窄，零點(diǎn)較深，因此天線掛高較高時(shí)要注意選用采用了零點(diǎn)填充或預(yù)置電子下傾的

21、天線來避免覆蓋近端的零深效應(yīng)。另外這種天線由于振子數(shù)量較多故而體積較大，安裝時(shí)應(yīng)注意可安裝性，如有的隧道口可能就不宜安裝這種天線。另外要注意風(fēng)載荷。在沿海風(fēng)大的地區(qū)更要注意。這種天線的成本相對(duì)也較高。4. 機(jī)械下傾與電子下傾的比較天線波束下傾通常有三種方法：機(jī)械下傾、電子下傾（也叫預(yù)置傾角）、電調(diào)天線（也叫可調(diào)電子下傾）。電調(diào)天線在調(diào)整天線下傾角度過程中，天線本身不動(dòng)，是通過電信號(hào)調(diào)整天線振子的相位，改變合成分量場強(qiáng)強(qiáng)度，使天線輻射能量偏離原來的零度方向。天線每個(gè)方向的場強(qiáng)強(qiáng)度同時(shí)增大或減小，從而保證了在改變傾角后，天線方向圖形狀變化不大，水平半功率寬度與下傾角的大小無關(guān)。而機(jī)械天線在調(diào)整天線

22、下傾角度時(shí)，天線本身要?jiǎng)?，需要通過調(diào)整天線背面支架的位置，改變天線的傾角。傾角較大時(shí)，雖然天線主瓣方向的覆蓋距離明顯變化，但與天線主瓣垂直的方向的信號(hào)沒有幾乎改變，所以天線方向圖嚴(yán)重變形，水平半功率角隨著下傾角的增大而增大。預(yù)置傾角天線與電調(diào)天線原理基本相似，只是其傾角是固定不能調(diào)整的（但仍可以通過機(jī)械下傾方法調(diào)整）。電調(diào)天線的優(yōu)點(diǎn)是：在下傾角度很大時(shí)，天線主瓣方向覆蓋距離明顯縮短，天線方向圖形狀變化不大，能夠降低呼損，減小干擾。而機(jī)械下傾會(huì)使方向圖變形，傾角越大變形越嚴(yán)重，干擾不容易得到控制。圖3-4給出這兩種不同的調(diào)整方式下天線水平方向圖的變化情況。當(dāng)然這與天線垂直半功率角有關(guān)。圖4 不同

23、下傾角時(shí)水平方向圖的變化情況另外電調(diào)下傾與機(jī)械下傾在對(duì)后瓣的影響方面也不同，電調(diào)下傾會(huì)使得后瓣的影響得到進(jìn)一步的控制，而機(jī)械下調(diào)可能會(huì)使后瓣的影響擴(kuò)大。如圖3-5所示：圖5 不同的下傾方式對(duì)后瓣的不同影響機(jī)械下傾較大時(shí)，該天線輻射信號(hào)會(huì)通過后瓣傳播到背面方向的高層建筑物內(nèi)，從而導(dǎo)致意外的干擾。除此以外，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、管理和維護(hù)時(shí)，若需要調(diào)整天線下傾角度，使用電調(diào)天線時(shí)整個(gè)系統(tǒng)不需要關(guān)機(jī)，這樣就可利用移動(dòng)通信專用測試設(shè)備，監(jiān)測天線傾角調(diào)整，保證天線下傾角度為最佳值。電調(diào)天線調(diào)整傾角的步進(jìn)度數(shù)為0.1癬，而機(jī)械天線調(diào)整傾角的步進(jìn)度數(shù)為1 癬，因此電調(diào)天線的精度高，效果好。電調(diào)天 線安裝好后，在調(diào)

24、整天線傾角時(shí)，維護(hù)人員不必爬到天線安放處，可以在地面調(diào)整天線下傾角度，還可以對(duì)高山上、邊遠(yuǎn)地區(qū)的基站天線實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控調(diào)整。而調(diào)整機(jī)械天線下傾角度時(shí)，要關(guān)閉該小區(qū)，不能在調(diào)整天線傾角的同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，機(jī)械天線的下傾角度是通過計(jì)算機(jī)模擬分析軟件計(jì)算的理論值，同實(shí)際最佳下傾角度有一定的偏差。另外機(jī)械天線調(diào)整天線下傾角度非常麻煩，一般需要維護(hù)人員在夜間爬到天線安放處調(diào)整，而且有些天線安裝后，再進(jìn)行調(diào)整非常困難，如山頂、特殊樓房處。另外，一般電調(diào)天線的三階互調(diào)指標(biāo)也優(yōu)于機(jī)械下傾天線。而三階互調(diào)指標(biāo)對(duì)消除鄰頻干擾和雜散干擾非常重要，特別在基站站距小、載頻多的高話務(wù)密度區(qū)，需要三階互調(diào)指標(biāo)達(dá)到-150 dBc

25、左右，否則就會(huì)產(chǎn)生較大的干擾。電調(diào)天線的缺點(diǎn)是價(jià)格相對(duì)昂貴。在一些城市網(wǎng)絡(luò)頻率計(jì)劃較為緊張時(shí)建議推廣采用電調(diào)天線。預(yù)制下傾天線技術(shù)成熟可靠，價(jià)格也比較合理，建議在一些頻繁調(diào)整及對(duì)覆蓋控制要求高的場合優(yōu)先選用預(yù)置下傾天線。但要根據(jù)覆蓋需要選擇合適傾角大小的預(yù)制下傾天線，天線傾角詳細(xì)計(jì)算方法請(qǐng)參見天線傾角規(guī)劃調(diào)整。5. 預(yù)置下傾與零點(diǎn)填充的作用比較預(yù)置下傾與零點(diǎn)填充都可以用來解決由于天線零點(diǎn)所帶來的塔下黑問題。但二者又有所區(qū)別，預(yù)置下傾的采用會(huì)縮小主瓣的覆蓋范圍，但在下傾角普遍較大的場合可以增大天線下傾角的可調(diào)范圍。而零點(diǎn)填充作為一種賦形技術(shù)，可以獲得較好的方向圖，此時(shí)上副瓣一般得到抑制，因此這種

26、天線不會(huì)對(duì)別的方面造成什么影響，當(dāng)然它不能增加天線下傾角的可調(diào)范圍。某種天線可能同時(shí)具備這兩種特性，也可能只具備其中的一種，也可以是一種都沒有。這在規(guī)劃階段天線選型時(shí)要結(jié)合具體的覆蓋要求進(jìn)行選擇。很多場合下天線的高度不是太高（超過50米），即使不采用預(yù)置下傾及零點(diǎn)填充技術(shù)，天線的零深效應(yīng)也是不明顯的。因此這兩種技術(shù)在廣覆蓋時(shí)用得更多，而這時(shí)覆蓋范圍的增加是更為重要的，天線下傾角的調(diào)整范圍是次要的，因此建議多采用零點(diǎn)填充天線。而在市區(qū)等需要更大下傾角調(diào)整范圍的場合，天線的零深效應(yīng)又不明顯，可以不選用零點(diǎn)填充天線，而是著眼于較大下傾角調(diào)整范圍建議選用預(yù)置下傾的天線。6. 傾角調(diào)整對(duì)于全向天線來說，

27、不可以調(diào)整下傾角，但可選擇預(yù)置傾角天線。對(duì)定向天線來說，在不同的應(yīng)用場合，對(duì)下傾角的調(diào)整范圍有不同的要求。對(duì)覆蓋范圍控制要求較嚴(yán)的市區(qū)要求下傾角的調(diào)整范圍較大，一般在X 18°，X 可以為0°, 也可以是一固定的預(yù)置電下傾如3°。而有些機(jī)械下傾天線下傾角最大只能打到12°，這對(duì)干擾控制是不利的，特別是在緊密復(fù)用的場合下。因此要根據(jù)規(guī)劃區(qū)域的實(shí)際情況來選擇合理的下傾范圍。而在干擾問題不是主要矛盾的場合，對(duì)下傾角的調(diào)整范圍要求就很小，如在進(jìn)行廣覆蓋時(shí)，有時(shí)就根本不需要考慮下傾角。高增益賦形全向天線的最大增益為12dBi ，該類型天線的零點(diǎn)填充水平為25%（即

28、第一零點(diǎn)的深度為-12dB ）、3°固定電下傾。這種天線用于山區(qū)、丘陵覆蓋比較理想，可以有效解決由于天線掛高太高而出現(xiàn)的塔下黑現(xiàn)象。由于賦形天線只對(duì)天線下方第一個(gè)零點(diǎn)進(jìn)行填充，因此如果天線掛高過高，該天線也將無能為力。因此建議需要有效覆蓋的建筑物距離天線的徑向距離R 與天線掛高H 滿足以下關(guān)系：H R ×tg18°表1 徑向距離與天線掛高的關(guān)系 中等增益的賦形和普通全向天線更適合用于周遍環(huán)山（山比基站天線高出較多，天線對(duì)山梁的仰角大于4°）的不太發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，由于其垂直面的波束較寬，因此指向山上的信號(hào)較強(qiáng)。但要注意避免時(shí)間色散的影響。7. 波束寬窄的選擇波

29、束寬窄的選擇包括水平波瓣與垂直半功率角的選擇，而這兩者又是互相關(guān)聯(lián)的。選擇的主要依據(jù)是具體的覆蓋要求及干擾的控制。在市區(qū)水平半功率角不宜大于65°，主要著眼點(diǎn)是從干擾控制出發(fā)的，90°及90°以上的天線由于其覆蓋范圍過大而不利于頻率復(fù)用及干擾的控制。而在郊區(qū)頻率計(jì)劃一般較為寬裕，這時(shí)干擾不是主要問題，可以選擇水平半功率角為90°以上的天線以增強(qiáng)對(duì)周邊地區(qū)的覆蓋。在天線增益及水平半功率角選定后，垂直半功率角一般來說也是確定的。但有時(shí)也會(huì)從垂直方向的覆蓋要求進(jìn)行考慮，如基站建在建在山上，而要覆蓋的地區(qū)在山下的地方，就宜選用垂直波束很寬的天線進(jìn)行覆蓋，垂直波束

30、寬度在20 °左右的天線。垂直波瓣越窄，一般意味著天線增益越高，定向性越好，但同時(shí)天線的零深效應(yīng)會(huì)越明顯，注意采取預(yù)置下傾或零點(diǎn)填充技術(shù)來解決零點(diǎn)問題。垂直波瓣越窄，也意味著天線越長，重量越重，這時(shí)就要考慮可安裝性問題，同時(shí)價(jià)格也會(huì)越貴。一般雙極化天線水平面內(nèi)的最大波束寬度不大于90°。8. 地形匹配波束的選用在有些應(yīng)用場合下基站周圍需要覆蓋的區(qū)域與不需要覆蓋的區(qū)域可以很明顯地區(qū)分開來，那么在這些地方可以選用與該處地形匹配的波束進(jìn)行覆蓋。 天線主波束水平方向圖形狀的選擇主要是從基站周邊的覆蓋要求來定的，結(jié)合基站的位置，周邊覆蓋地區(qū)的分布及形狀來選定，即天線波束形狀與需覆蓋的

31、地形相匹配。常見地形匹配波束的有八字形、心形等，這些天線都是由全向天線改造而成。八字形全向變形天線是由普通全向天線與對(duì)稱兩根輔助反射金屬管組成，反射金屬管的作用是通過耦合改變?nèi)蛱炀€水平面的方向圖，水平方向圖呈“”形。這種天線對(duì)于一些純公路覆蓋很重要。純公路覆蓋是指無人居住的山區(qū)、沙漠的重要等級(jí)公路覆蓋，話務(wù)量少，為減少基站數(shù)量，降低建設(shè)成本，通常采用O2以下站型，因此覆蓋距離應(yīng)盡量遠(yuǎn)。象這種無線覆蓋區(qū)域，采用地形匹配天線是最理想的。而八字形的變形全向天線可以增加需要覆蓋方向的增益（在最大方向上增益約增加3dB ），減少公路兩旁無用戶區(qū)的覆蓋能量。這種天線的站址選擇很重要，公路的延伸方向應(yīng)與天

32、線方向圖匹配。 這種天線實(shí)際上就是 對(duì)于純粹的公路覆蓋或其它無建筑物覆蓋可以不考慮塔下黑，因?yàn)樾盘?hào)進(jìn)入車內(nèi)的衰減比進(jìn)入建筑物內(nèi)的衰減小得多。在農(nóng)村地區(qū)，許多小村鎮(zhèn)建在公路的一側(cè)，在做公路覆蓋時(shí)可以兼顧這些村鎮(zhèn)的覆蓋，采用變形全向天線（心形方向圖），在公路和村鎮(zhèn)方向的天線增益可以提高到1315dBi ，可以使村鎮(zhèn)和公路覆蓋更有效。9. 前后比的選擇一般天線的前后比在22dB 左右，但有時(shí)在規(guī)劃及優(yōu)化時(shí)這一前后比往往不能滿足要求，而需要具有更高前后比的天線。在頻率緊密復(fù)用的場合下，后瓣過大容易產(chǎn)生鄰頻（甚至同頻）干擾，從而影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。前后比大于35dB 天線為高前后比天線，增益、波束寬度的規(guī)格與

33、普通定向天線一樣。高前后比天線采用對(duì)數(shù)周期偶極子單元組陣而成，因此從外形上看，這種天線比較厚，但比較窄。兩副高前后比天線的價(jià)格比一副相同增益和半功率角的雙極化天線高出35%。但為了提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，還是有必要推薦使用這種天線。而在某些應(yīng)用條件下，天線的前后比不宜太高，如在進(jìn)行高速公路覆蓋時(shí)，基本上都是快速移動(dòng)用戶，基站采用兩小區(qū)進(jìn)行覆蓋，若天線的前后比太低的話由于兩小區(qū)的交疊深度很小會(huì)不利于切換的正常進(jìn)行。10. 天線尺寸的選用天線尺寸的選用主要是從可安裝的角度來考慮，在某些安裝條件受限的區(qū)域，如在進(jìn)行鐵路隧道覆蓋規(guī)劃時(shí)，這條因素是很重要的，甚至成為天線可選與否的決定因素。首先天線的尺寸與各個(gè)廠家

34、的工藝水平有關(guān)，由此造成在其他各種指標(biāo)都相同的條件下不同廠家的天線尺寸不同的情況。其次天線的尺寸主要與天線的增益有關(guān)，增益越大的天線所需的振子數(shù)量越多，一般就表現(xiàn)在天線的長度的增加上。11. 天線阻抗合路器的輸入阻抗為50 歐姆，要減小天線駐波比，天線的特性阻抗要與其匹配，即等于50 歐姆。一般天線的特性阻抗均滿足此要求，但在選擇新天線時(shí)需要關(guān)注該項(xiàng)指標(biāo)。三. 不同應(yīng)用環(huán)境下的天線選型在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，天線的選擇是一個(gè)很重要的部分，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋要求、話務(wù)量、干擾和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量等實(shí)際情況來選擇天線。天線選擇得當(dāng)，可以改善覆蓋效果，減少干擾，改善服務(wù)質(zhì)量。根據(jù)地形或話務(wù)量的分布可以把天線使用的

35、環(huán)境分為8 種類型：市區(qū)（高樓多，話務(wù)大）、郊區(qū)（樓房較矮，開闊）、農(nóng)村（話務(wù)少）、公路（帶狀覆蓋）、山區(qū)（或丘陵，用戶稀疏）、近海（覆蓋極遠(yuǎn)，用戶少）、隧道、大樓室內(nèi)。1. 市區(qū)基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：基站分布較密，要求單基站覆蓋范圍小，希望盡量減少越區(qū)覆蓋的現(xiàn)象，減少基站之間的干擾，提高頻率復(fù)用率。1.1. 天線選用原則(1 極化方式選擇：由于市區(qū)基站站址選擇困難，天線安裝空間受限，建議選用雙極化天線。(2 方向圖的選擇：在市區(qū)主要考慮提高頻率復(fù)用度，因此一般選用定向天線。(3 半功率波束寬度的選擇：為了能更好地控制小區(qū)的覆蓋范圍來抑制干擾，市區(qū)天線水平半功率波束寬度選6065°

36、;。在天線增益及水平半功率角度選定后，垂直半功率角也就定了。(4 天線增益的選擇：由于市區(qū)基站一般不要求大范圍的覆蓋距離，因此建議選用中等增益的天線。同時(shí)天線的體積和重量可以變小，有利于安裝和降低成本。根據(jù)目前天線型號(hào)，建議市區(qū)天線增益視基站疏密程度及城區(qū)建筑物結(jié)構(gòu)等選用1518dBi 增益的天線。若市區(qū)內(nèi)用作補(bǔ)盲的微蜂窩天線增益可選擇更低的天線如1012dBi 的天線。(5 預(yù)置下傾角及零點(diǎn)填充的選擇：市區(qū)天線一般都要設(shè)置一定的下傾角，因此為增大以后的下傾角調(diào)整范圍，可以選擇具有固定電下傾角的天線（建議選3 °6°）或電調(diào)天線。由于市區(qū)基站覆蓋距離較小，零點(diǎn)填充特性可以不

37、作要求。(6 下傾方式選擇：由于市區(qū)的天線傾角調(diào)整相對(duì)頻繁，且有的天線需要設(shè)置較大的傾角，而機(jī)械下傾不利于干擾控制，所以在可能的情況下建議選用預(yù)置下傾天線。條件成熟時(shí)可以選擇電調(diào)天線。(7 下傾角調(diào)整范圍選擇： 要求天線支架的機(jī)械調(diào)節(jié)范圍在015°。推薦：半功率波束寬度65°/中等增益/帶固定電下傾角或可調(diào)電下傾 + 機(jī)械下傾的雙極化天線。2. 農(nóng)村基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：基站分布稀疏，話務(wù)量較小，覆蓋要求廣。有的地方周圍只有一個(gè)基站，覆蓋成為最為關(guān)注的對(duì)象，這時(shí)應(yīng)結(jié)合基站周圍需覆蓋的區(qū)域來考慮天線的選型。一般情況下是希望在需要覆蓋的地方能通過天線選型來得到更好的覆蓋。2

38、.1. 天線選用原則(1 極化方式選擇：從發(fā)射信號(hào)的角度，在較為空曠地方采用垂直極化天線比采用其他極化天線效果更好。從接收的角度，在空曠的地方由于信號(hào)的反射較少，信號(hào)的極化方向改變不大，采用雙極化天線進(jìn)行極化分集接收時(shí)，分集增益不如空間分集。所以建議在農(nóng)村建議選用垂直單極化天線。(2 方向圖選擇：如果要求基站覆蓋周圍的區(qū)域，且沒有明顯的方向性，基站周圍話務(wù)分布比較分散，此時(shí)建議采用全向基站覆蓋。 需要特別指出的是：這里的廣覆蓋并不是指覆蓋距離遠(yuǎn)，而是指覆蓋的面積大而且沒有明顯的方向性。同時(shí)需要注意的是：全向基站由于增益小，覆蓋距離不如定向基站遠(yuǎn)。同時(shí)全向天線在安裝時(shí)要注意塔體對(duì)覆蓋的影響，并且

39、天線一定要與地平面保持垂直。如果運(yùn)營商對(duì)基站的覆蓋距離有更遠(yuǎn)的覆蓋要求，則需要用定向天線來實(shí)現(xiàn)。一般情況下，應(yīng)當(dāng)采用水平面半波束寬度為90 °、120 °的定向天線；在某些基站周圍需要覆蓋的區(qū)域呈現(xiàn)很明顯的形狀，可選擇地形匹配波束天線進(jìn)行覆蓋。(3 天線增益的選擇：視覆蓋要求選擇天線增益，建議在農(nóng)村地區(qū)選擇較高增益（1618dBi）的定向天線或11dBi 的全向天線。(4 預(yù)置下傾角及零點(diǎn)填充的選擇：由于預(yù)置下傾角會(huì)影響到基站的覆蓋能力，所以在農(nóng)村這種以覆蓋為主的地方建議選用不帶預(yù)置下傾角的天線。但天線掛高在50米以上且近端有覆蓋要求時(shí)，可以優(yōu)先選用零點(diǎn)填充（大于15%）的

40、天線來避免塔下黑問題。(5 下傾方式的選擇：在農(nóng)村地區(qū)對(duì)天線的下傾調(diào)整不多，其下傾角的調(diào)整范圍及特性要求不高，建議只采用機(jī)械下傾方式。(6 對(duì)于定向站型推薦選擇：半功率波束寬度90°/中、高增益/單極化空間分集，或90°雙極化天線，主要采用機(jī)械下傾角/零點(diǎn)填充大于15% 。(7 對(duì)于全向站型推薦：零點(diǎn)填充的天線；若覆蓋距離不要求很遠(yuǎn)且天線很高，可以采用電下傾（3°或5°）。天線相對(duì)主要覆蓋區(qū)掛高不大于50m 時(shí)，可以使用普通天線。另外，對(duì)全向站還可以考慮雙發(fā)天線配置以減小塔體對(duì)覆蓋的影響。此時(shí)需要通過功分器把發(fā)射信號(hào)分配到兩個(gè)天線上。3. 郊區(qū)基站天線選

41、擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：郊區(qū)的應(yīng)用環(huán)境介于城區(qū)環(huán)境與農(nóng)村環(huán)境之間，有的地方可能更接近城區(qū)，基站數(shù)量不少，頻率復(fù)用較為緊密，這時(shí)覆蓋與干擾控制在天線選型時(shí)都要考慮。而有的地方可能更接近農(nóng)村地方，覆蓋成為重要因素。因此在天線選型方面可以視實(shí)際情況參考城區(qū)及農(nóng)村的天線選型原則。在郊區(qū)，情況差別比較大?？梢愿鶕?jù)需要的覆蓋面積來估計(jì)大概需要的天線類型。3.1. 天線選用原則(1 根據(jù)情況選擇水平面半功率波束寬度為65 °的天線或選擇半功率波束寬度為90 °的天線。當(dāng)周圍的基站比較少時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先采用水平面半功率波束寬度為90 °的天線。若周圍基站分布很密，則其天線選擇原則參考城區(qū)基站

42、的天線選擇。若周圍基站較很少，且將來擴(kuò)容潛力不大，則可參考農(nóng)村的天線選擇原則。(2 考慮到將來的平滑升級(jí)，所以一般不建議采用全向站型。(3 是否采用預(yù)置下傾角應(yīng)根據(jù)具體情況來定。即使采用下傾角，一般下傾角也比較小。推薦選擇：半功率波束寬度90°/中、高增益的天線，可以用電調(diào)下傾角，也可以是機(jī)械下傾角。4. 公路覆蓋基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：該應(yīng)用環(huán)境下話務(wù)量低、用戶高速移動(dòng)、此時(shí)重點(diǎn)解決的是覆蓋問題。而公路覆蓋與大中城市或平原農(nóng)村的覆蓋有著較大區(qū)別，一般來說它要實(shí)現(xiàn)的是帶狀覆蓋，故公路的覆蓋多采用雙向小區(qū)；在穿過城鎮(zhèn)，旅游點(diǎn)的地區(qū)也綜合采用三向、全向小區(qū)；再就是強(qiáng)調(diào)廣覆蓋，要結(jié)合站址

43、及站型的選擇來決定采用的天線類型。不同的公路環(huán)境差別很大，一般來說有較為平直的公路，如高速公路、鐵路、國道、省道等等，推薦在公路旁建站，采用S1/1/1、或S1/1站型，配以高增益定向天線實(shí)現(xiàn)覆蓋。有蜿蜒起伏的公路如盤山公路、縣級(jí)自建的山區(qū)公路等等。得結(jié)合在公路附近的鄉(xiāng)村覆蓋，選擇高處建站。站型得靈活配置，可能會(huì)用到全向加定向等特殊站型。不同的路段環(huán)境差別也很大，如高速公路與鐵路所經(jīng)過的地形往往復(fù)雜多變，有平原、高山、樹林、隧道等，還要穿過鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)，所以對(duì)其無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃及天線選型時(shí)一定要在充分勘查的基礎(chǔ)上具體對(duì)待各段公路，靈活規(guī)劃。在初始規(guī)劃進(jìn)行天線選型時(shí)，應(yīng)盡量選擇覆蓋距離廣的高增益天線

44、進(jìn)行廣覆蓋，在覆蓋不到的盲區(qū)路段可選用增益較低的天線進(jìn)行補(bǔ)盲。4.1. 天線選型原則(1 方向圖的選擇：在以覆蓋鐵路、公路沿線為目標(biāo)的基站，可以采用窄波束高增益的定向天線。 可根據(jù)布站點(diǎn)的道路局部地形起伏和拐彎等因素來靈活選擇天線形式。 如果覆蓋目標(biāo)為公路及周圍零星分布的村莊，可以考慮采用全向天線或變形全向天線，如八字形或心形天線。純公路覆蓋時(shí)根據(jù)公路方向選擇合適站址采用高增益（14dBi ）8字型天線（O2/O1），或考慮S0.5/0.5 的配置，最好具有零點(diǎn)填充；對(duì)于高速公路一側(cè)有小村鎮(zhèn)，用戶不多時(shí)，可以采用210 °220°變形全向天線。(2 極化方式選擇： 從發(fā)射信

45、號(hào)的角度，在較為空曠地方采用垂直極化天線比采用其他極化天線效果更好。從接收的角度，在空曠的地方由于信號(hào)的反射較少，信號(hào)的極化方向改變不大，采用雙極化天線進(jìn)行極化分集接收時(shí)，分集增益不如空間分集。所以建議在進(jìn)行公路覆蓋時(shí)選用垂直單極化天線。(3 天線增益的選擇，若不是用來補(bǔ)盲，定向天線增益可選17dBi 22dBi 的天線。全向天線的增益選擇11dBi 。若是用來補(bǔ)盲，則可根據(jù)需要選擇增益較低的天線。(4 預(yù)置下傾角及零點(diǎn)填充的選擇：由于預(yù)置下傾角會(huì)影響到基站的覆蓋能力，所以在公路這種以覆蓋為主的地方建議選用不帶預(yù)置下傾角的天線。在50米以上且近端有覆蓋要求時(shí)，可以優(yōu)先選用零點(diǎn)填充（大于15%）

46、的天線來解決塔下黑問題。(5 下傾方式的選擇：公路覆蓋一般不打下傾。對(duì)天線的下傾調(diào)整不多，其下傾角的調(diào)整范圍及特性要求不高，建議選用價(jià)格較便宜的機(jī)械下傾天線。(6 前后比：由于公路覆蓋大多數(shù)用戶都是快速移動(dòng)用戶，所以為保證切換的正常進(jìn)行，定向天線的前后比不宜太高，否則可能會(huì)由于兩定向小區(qū)交疊深度太小而導(dǎo)致切換不及時(shí)造成掉話的情況。對(duì)于高速公路和鐵路覆蓋，建議優(yōu)先選擇“8”字形天線或S0.5/0.5 配置，以減少高速移動(dòng)用戶接近/離開基站附近時(shí)的切換。5. 山區(qū)覆蓋基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：在偏遠(yuǎn)的丘陵山區(qū)，山體阻擋嚴(yán)重，電波的傳播衰落較大，覆蓋難度大。 通常為廣覆蓋，在基站很廣的覆蓋半徑內(nèi)分布

47、零散用戶，話務(wù)量較小?；净蚪ㄔ谏巾斏?、山腰間、山腳下、或山區(qū)里的合適位置。需要區(qū)分不同的用戶分布、地形特點(diǎn)來進(jìn)行基站選址、選型、選擇天線。以下這幾種情況比較常見的：盆地型山區(qū)建站、高山上建站、半山腰建站、普通山區(qū)建站等。在盆地中心選址建站，如果盆地范圍不大，推薦采用全向O2站型；如果盆地范圍較大，或需要兼顧到某條出入盆地的交通要道，推薦采用S1/1/1或O S 的站型。 有時(shí)受制于微波傳輸?shù)囊蛩?，必須在某些很高的山上建站，此時(shí)天線離用戶分布面往往有150米以上的落差。如果覆蓋的目標(biāo)區(qū)域就在山腳下附近，此時(shí)需配以帶電子下傾角的全向天線，使信號(hào)波形向下，避免出現(xiàn)“塔下黑”的現(xiàn)象。在半山腰建站，基

48、站天線的掛高低于山頂，山的背面無法覆蓋。因此只需用定向小區(qū)，用半功率角較大的天線，覆蓋山的正面。普通地形起伏不大的山區(qū)，推薦采用S1/1/1站型，盡量增加信號(hào)強(qiáng)度，給信號(hào)衰減留下更多的余量。5.1. 天線選擇原則(1 方向圖的選擇：視基站的位置、站型及周邊覆蓋需求來決定方向圖的選擇，可以選擇全向天線，也可以選擇定向天線。對(duì)于建在山上的基站，若需要覆蓋的地方位置相對(duì)較低，則應(yīng)選擇垂直半功率角較大的方向圖，更好地滿足垂直方向的覆蓋要求。(2 天線增益選擇：視需覆蓋的區(qū)域的遠(yuǎn)近選擇中等天線增益，全向天線（911dBi ），定向天線（1518dBi ）。(3 預(yù)置下傾與零點(diǎn)填充選擇：在山上建站，需覆蓋

49、的地方在山下時(shí)，要選用具有零點(diǎn)填充或預(yù)置下傾角的天線。對(duì)于預(yù)置下傾角的大小視基站與需覆蓋地方的相對(duì)高度作出選擇，相對(duì)高度越大預(yù)置下傾角也就應(yīng)選擇更大一些的天線。6. 近海覆蓋基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：話務(wù)量較少，覆蓋面廣，無線傳播環(huán)境好。對(duì)近海的海面進(jìn)行覆蓋時(shí)，覆蓋距離將主要受三個(gè)方面的限制，即地球球面曲率、無線傳播衰減、TA 值的限制。考慮到地球球面曲率的影響。因此對(duì)海面進(jìn)行覆蓋的基站天線一般架設(shè)得很高，超過100米。6.1. 天線選擇原則(1 方向圖的選擇：由于在近海覆蓋中，面向海平面與背向海平面的應(yīng)用環(huán)境完全不同，因此在進(jìn)行近海覆蓋時(shí)不選擇全向天線，而是根據(jù)周邊的覆蓋需求選擇定向天線。一

50、般垂直半功率角可選擇小一些的。(2 天線增益的選擇，由于覆蓋距離很大，在選擇天線增益時(shí)一般選擇高增益（16dBi 以上）的天線。(3 從發(fā)射信號(hào)的角度，在較為空曠地方采用垂直極化天線比采用其它極化天線效果更好。從接收的角度，在空曠的地方由于信號(hào)的反射較少，信號(hào)的極化方向改變不大，采用雙極化天線進(jìn)行極化分集接收時(shí)，分集增益不如空間分集。所以建議在進(jìn)行近海覆蓋時(shí)選用垂直單極化天線。(4 預(yù)置下傾與零點(diǎn)填充選擇，在進(jìn)行海面覆蓋時(shí)，由于要考慮地球球面曲率的影響，所以一般天線架設(shè)得很高，會(huì)超過100米，因此在近端容易形成盲區(qū)。因此建議選擇具有零點(diǎn)填充或預(yù)置下傾角的天線，考慮到覆蓋距離要優(yōu)先選用具有零點(diǎn)填

51、充的天線。7. 隧道覆蓋基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：一般來說靠外部的基站不能對(duì)隧道進(jìn)行良好的覆蓋，必須針對(duì)具體的隧道規(guī)劃站址及選擇天線。這種應(yīng)用環(huán)境下話務(wù)量不大，也不會(huì)存在干擾控制的問題，主要是天線的選擇及安裝問題，在很多種情況下大天線可能會(huì)由于安裝受限而不能采用。對(duì)不同長度的隧道，基站及天線的選擇有很大的差別。另外還要注意到隧道內(nèi)的天線安裝調(diào)整維護(hù)十分困難。特別是鐵路隧道在火車通過時(shí)剩余空間會(huì)很小，在隧道里面安裝大天線不可能。7.1. 天線選擇原則(1 方向圖選擇：隧道覆蓋方向性明顯，所以一般選擇定向天線，并且可以采用窄波束天線進(jìn)行覆蓋。(2 極化方式選擇：考慮到天線的安裝及隧道內(nèi)壁對(duì)信號(hào)的反

52、射作用，建議選擇雙極化天線。(3 天線增益選擇：對(duì)于公路隧道長度不超過2km 的，可以選擇低增益（1012dBi ）的天線。對(duì)于更長一些隧道，也可采用很高增益（22dBi ）的窄波束天線進(jìn)行覆蓋，不過此時(shí)要充分考慮大天線的可安裝性。(4 天線尺寸大小的選擇：這在隧道覆蓋中很關(guān)鍵，針對(duì)每個(gè)隧道設(shè)計(jì)專門的覆蓋方案，充分考慮天線的可安裝性，盡量選用尺寸較小便于安裝的天線。(5 除了采用常用的平板天線、八木天線進(jìn)行隧道覆蓋外，也可常用分布式天線系統(tǒng)對(duì)隧道進(jìn)行覆蓋，如采用泄漏電纜、同軸電纜、光纖分布式系統(tǒng)等；特別是針對(duì)鐵路隧道，安裝天線分布式系統(tǒng)將會(huì)受到很大的限制。這時(shí)可考慮采用泄漏電纜等其他方式進(jìn)行隧

53、道覆蓋。(6 前后比：由于隧道覆蓋大多數(shù)用戶都是快速移動(dòng)用戶，所以為保證切換的正常進(jìn)行，定向天線的前后比不宜太高，否則可能會(huì)由于兩定向小區(qū)交疊深度太小而導(dǎo)致切換不及時(shí)造成掉話的情況。(7 適合于隧道覆蓋的最新天線是環(huán)形天線，該種天線對(duì)鐵路隧道可以提供性價(jià)比更好的覆蓋方案。該天線的原理、技術(shù)指標(biāo)仍有待研究。推薦選擇1012dB 的八木/對(duì)數(shù)周期/平板天線安裝在隧道口內(nèi)側(cè)對(duì)2km 以下的公路隧道進(jìn)行覆蓋。8. 室內(nèi)覆蓋基站天線選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)： 現(xiàn)代建筑多以鋼筋混凝土為骨架，再加上全封閉式的外裝修，對(duì)無線電信號(hào)的屏蔽和衰減特別厲害，很難進(jìn)行正常的通信。在一些高層建筑物的低層，基站信號(hào)通常較弱，存在

54、部分盲區(qū)；在建筑物的高層，則信號(hào)雜亂，干擾嚴(yán)重，通話質(zhì)量差。在大多數(shù)的地下建筑，如地下停車場、地下商場等場所，通常都是盲區(qū)。在大中城市的中心區(qū) ，基站密度都比較大，通常進(jìn)入室內(nèi)的信號(hào)通常比較雜亂、不穩(wěn)定。手機(jī)在這種環(huán)境下使用，未通話時(shí)，小區(qū)重選頻繁，通話過程中頻繁切換，話音質(zhì)量差，掉話現(xiàn)象嚴(yán)重。為解決室內(nèi)覆蓋問題，通常是建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)，將基站的信號(hào)通過有線方式直接引入到室內(nèi)的每一個(gè)區(qū)域，再通過小型天線將基站信號(hào)發(fā)送出去，從而達(dá)到消除室內(nèi)覆蓋盲區(qū)，抑制干擾，為室內(nèi)的移動(dòng)通信用戶提供一穩(wěn)定、可靠的信號(hào)供其使用。室內(nèi)分布系統(tǒng)主要由三部分組成：信號(hào)源設(shè)備（微蜂窩、宏蜂窩基站或室內(nèi)直放站）；室內(nèi)布線及

55、其相關(guān)設(shè)備（同軸電纜、光纜、泄漏電纜、電端機(jī)、光端機(jī)等）；干線放大器、功分器、耦合器、室內(nèi)天線等設(shè)備。8.1. 天線選型原則根據(jù)分布式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，考察天線的可安裝性來決定采用哪種類型的天線，泄漏電纜不需要天線。室內(nèi)分布式系統(tǒng)常用到的天線單元有：(1 室內(nèi)吸頂天線單元(2 室內(nèi)壁掛天線單元(3 杯狀吸頂單元：超小尺寸，適用于小電梯內(nèi)部、小包間內(nèi)嵌入式的吸頂小燈泡內(nèi)部等多種安裝受限的應(yīng)用場合。(4 板狀天線單元：有不同的大小尺寸，可用于電梯行道內(nèi)、隧道、地鐵、走廊等不同場合的應(yīng)用。這些天線的尺寸很小，便于安裝與美觀。增益一般也很低，可依據(jù)覆蓋要求選擇全向及定向天線。如推薦室內(nèi)使用的全向天線：2dB

56、i/垂直極化/全向天線。定向天線：7dBi/垂直極化/90度的定向天線。由于室內(nèi)布線施工費(fèi)用高，因此包括天線在內(nèi)的室內(nèi)分布天線系統(tǒng)要盡量采用寬頻段或多頻段設(shè)備。四. 其它天線除上述介紹的常用天線外，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃還會(huì)用到其它類型的天線。1. 電調(diào)天線電調(diào)天線目前主要是指下傾角可以電子調(diào)節(jié)的天線，這種天線比機(jī)械下傾的天線有很多優(yōu)越性，特別是在市區(qū)應(yīng)用的時(shí)候表現(xiàn)會(huì)更明顯。在進(jìn)行調(diào)整時(shí)可在近端（機(jī)房）通過相應(yīng)的裝置與天線的電調(diào)控制線相連進(jìn)行調(diào)整，另外也可在遠(yuǎn)端進(jìn)行遙控調(diào)整。目前用得比較多的是在近端進(jìn)行調(diào)整。還有一種天線的方位角也可通過電調(diào)進(jìn)行調(diào)整，不過這屬于天線新技術(shù)，未大規(guī)模商用。2. 智能天線智能天線

57、利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，采用了先進(jìn)的波束切換技術(shù)（switched beam technology ）和自適應(yīng)空間數(shù)字處理技術(shù)（adaptive spatial digital processing technology ），產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到充分高效利用移動(dòng)用戶信號(hào)并刪除或抑制干擾信號(hào)的目的。傳統(tǒng)無線基站的最大弱點(diǎn)是浪費(fèi)無線電信號(hào)能量，在一般情況下，只有極小一部分信號(hào)能量到達(dá)收信方。此外，當(dāng)基站收聽信號(hào)時(shí)，它接收的不僅是有用信號(hào)而且還收到其它信號(hào)的干擾噪聲。智能天線則不然，它能夠更有效地收聽特定用戶的信號(hào)和更有效地將信號(hào)能量

58、傳遞給該用戶。不同于傳統(tǒng)的時(shí)分多址（TDMA ）、頻分多址（FDMA ）或碼分多址（CDMA ）方式，智能天線引入了第四維多址方式：空分多址（SDMA ）方式。在相同時(shí)隙、相同頻率或相同地址碼情況下，用戶仍可以根據(jù)信號(hào)不同的空間傳播路徑而區(qū)分。智能天線相當(dāng)于空時(shí)濾波器，在多個(gè)指向不同用戶的并行天線波束控制下，可以顯著降低用戶信號(hào)彼此間干擾。具體而言，智能天線將在以下方面提高未來移動(dòng)通信系統(tǒng)性能：(1 擴(kuò)大系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域；(2 提高系統(tǒng)容量；(3 提高頻譜利用效率；(4 降低基站發(fā)射功率，節(jié)省系統(tǒng)成本，減少信號(hào)間干擾與電磁環(huán)境污染。 智能天線分為兩大類：多波束智能天線與自適應(yīng)陣列智能天線，簡稱多

59、波束天線和自適應(yīng)陣天線。多波束天線利用多個(gè)并行波束覆蓋整個(gè)用戶區(qū)，每個(gè)波束的指向是固定的，波束寬度也隨陣元數(shù)目的確定而確定。隨著用戶在小區(qū)中的移動(dòng)，基站選擇不同的相應(yīng)波束，使接受信號(hào)最強(qiáng)。因?yàn)橛脩粜盘?hào)并不一定在固定波束的中心處，當(dāng)用戶位于波束邊緣，干擾信號(hào)位于波束中央時(shí)，接收效果最差，所以多波束天線不能實(shí)現(xiàn)信號(hào)最佳接收，一般只用作接收天線。但是與自適應(yīng)陣天線相比，多波束天線具有結(jié)構(gòu)簡單、無需判定用戶信號(hào)到達(dá)方向的優(yōu)點(diǎn)。自適應(yīng)陣天線一般采用416天線陣元結(jié)構(gòu)，陣元間距1/2波長，若陣元間距過大，則接收信號(hào)彼此相關(guān)程度降低，太小則會(huì)在方向圖形成不必要的柵瓣，故一般取半波長。陣元分布方式有直線型、圓環(huán)型和平面型。自適應(yīng)天線是智能天線的主要類型，可以實(shí)現(xiàn)全向天線，完成用戶信號(hào)接收和發(fā)送。自適應(yīng)陣天線系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)識(shí)別用戶信號(hào)到達(dá)方向，并在此方向形成天線主波束。自