基站天線的下傾角設置建議

1、基站天線的下傾角設置建議一、下傾角概述基站天線作為移動通信網(wǎng)絡的終端，承載了電磁波發(fā)射與接收的雙工功能，即移動通信信號傳遞的載體，其應用效果的好壞直接決定了移動通信網(wǎng)絡的優(yōu)劣?；咎炀€的應用效果的好壞，一般受限于基站電磁環(huán)境、天線掛高、天線方位角及天線下傾角四大重要因素只有四大因素相輔相成，方能實現(xiàn)基站天線的最佳應用效果，本文結合基站的各種電磁環(huán)境、天線掛高對基站天線下傾角的設置進行簡單的分析介紹。合理設置天線下傾角不但可以降低同頻干擾的影響，有效控制基站的覆蓋范圍和整網(wǎng)的軟切換比例（對CDMA網(wǎng)絡而言），而且可以加強本基站覆蓋區(qū)內(nèi)的信號強度。通常天線下傾角的設定有兩個側重方向，即側重于干擾抑

2、制和側重于加強覆蓋。這兩個側重方向分別對應不同的下傾角算法。一般而言，對基站分布密集的地區(qū)應側重于考慮干擾抑制，而基站分布較稀疏的地區(qū)則側重于考慮加強覆蓋。1.1考慮干擾抑制時的下傾角在基站天線半功率角范圍內(nèi)，天線增益下降緩慢，超過半功率角后，天線增益（尤其是上波瓣）衰減很快。因此從控制干擾的角度考慮，可認為半功率角的延長線到地面的交點（B點）為該基站的實際覆蓋邊緣。在基站周圍環(huán)境理想情況下，下傾角可按以下公式計算。圖1、基站天線控制干擾時的下傾角應用圖其中a為天線的下傾角，H為天線有效高度，B為天線的垂直半功率角。R為該小區(qū)最遠的覆蓋距離，即覆蓋長徑Ro1.2.考慮加強覆蓋時的下傾角在基站分

3、布較稀疏的地區(qū)，天線下傾角設定無需考慮垂直半功率角等因素的影響。為保證覆蓋區(qū)邊緣有足夠強的信號，可認為天線主瓣方向延長線到地面的交點（B點）為該基站的實際覆蓋邊緣。在基站周圍環(huán)境理想情況下，下傾角可按以下公式計算。a=actan（H/R）公式二公式二含義如下圖所示。二、下傾角設置的應用分析2.1.下傾角分類目前天線行業(yè)內(nèi)天線的下傾角實現(xiàn)方式有三種：機械下傾角、預置電下傾角以及電調(diào)下傾角；需要下傾角=機械下傾角+預置電下傾角+電調(diào)下傾角。1）機械下傾角：通過調(diào)整安裝支架，改變天線物理位置，從而實現(xiàn)下傾角連續(xù)調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)方式。2）預置電下傾角：通過天線賦形技術，調(diào)整天線饋電網(wǎng)絡，改變天線陣列中各振子

4、的相位，從而在天線物理位置不變的前提下，實現(xiàn)某個電下傾角的調(diào)節(jié)方式。3）電調(diào)下傾角：通過天線關鍵器件移相器，連續(xù)調(diào)整天線饋電網(wǎng)絡，連續(xù)改變天線陣列中各振子的相位，從而在天線物理位置不變的前提下，實現(xiàn)天線電下傾角的連續(xù)調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)方式。2.2.機械傾角和電下傾角的對比260270380丹VerticalPatternHorizontalPattern40608MechanicalTilt10-6515dBi天線不同機械傾角的方向圖仿真圖6515dBi天線不同電下傾角的方向圖仿真圖從仿真圖分析，同等類型的電子式下傾天線與機械式下傾天線相比，波形畸變較小，易于控制覆蓋范圍；干擾規(guī)避能力較強，在某種程度

5、上可以改善載干比;RMS延遲范圍較小,抗多徑效應能力較強。下表分別列比了某種內(nèi)置6度、9度電子傾角天線和一般類型天線在不同機械傾角時波形畸變的情況。基站天線波形畸變情況對照表6515dBi天線不同機械傾角時水平波束寬度和前后比實測數(shù)據(jù)序號電下傾角機械傾角總傾角水平波束寬度前后比（dB）100064.834202268.127.4304471.824.3406678.826.3508885.324601010103.719.8701212121.419.5801414133.318901515149.617.8100161615217.66515dBi6。電子傾角天線不同機械傾角時水平波束寬度和

6、前后比實測數(shù)據(jù)序號電下傾角機械傾角總傾角水平波束寬度前后比（dB）16101664.223268146826.1366126931.34641069.433.5562866.730.6660664.937.276-6065.629.686-4264.229.896-2461.633.26515dBi9。電子傾角天線不同機械傾角時水平波束寬度和前后比實測數(shù)據(jù)序號電下傾角機械傾角總傾角水平波束寬度前后比（dB）19-9064.936.829-8168.533.739-6362.735.149-4562.234.059-2763.530.4690964.032.57921169.631.089413

7、67.730.49961565.226.5綜合以上考慮，宜優(yōu)先選用帶有預置電傾角的電調(diào)傾角天線。在工程中，采用預置電下傾角、電調(diào)傾角和機械傾角三者結合的方式使天線達到需要的下傾角度。天線需要的下傾角度=機械下傾角+預置電下傾角+電調(diào)下傾角。例如：對某些特殊基站，由于業(yè)主協(xié)調(diào)難度較高，最后被迫選擇超高基站進行建站，為避免塔下黑的現(xiàn)象，需要采用超大下傾角24，則此時下傾角的最佳組合方式為24=機械下傾角4+預置電下傾角6+電調(diào)下傾角14。.三、實際應用環(huán)境中天線下傾角設置參考值由于基站周圍環(huán)境十分復雜，天線下傾角設定還必須充分考慮附近山體、水面和高大玻璃幕墻等強反射物質(zhì)的反射和阻擋。因此實際應用中

8、的基站下傾角可利用上述理論計算方法，并結合實際的應用環(huán)境最終確定。在此僅將基站電磁環(huán)境分為密集城區(qū)、一般城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村四大主流電磁環(huán)境，并結合上述理論計算，得出不同基站高度及不同覆蓋距離時的天線下傾角設置參考表如下：密集城區(qū)站距（米）天線有效掛高（米）水平半功率角（度）垂直半功率角（度）下傾角（公式一）下傾角（公式二）建議預置電下傾角（度）建議機械下傾角（度）40030651312.96.43440030651315.08.53440030651317.110.66450030651311.65.13450030651313.36.83450030651315.08.534站距（米）天線有效

9、掛高（米）水平半功率角（度）垂直半功率角（度）下傾角（公式一）下傾角（公式二）建議預置電下傾角（度）建議機械下傾角（度）60035651311.55.03470035651310.84.334一般城區(qū)80035651310.33.8349003565139.83.93410003565139.53.034郊區(qū)站距（米）天線有效掛高（米）水平半功率角（度）垂直半功率角（度）下傾角（公式一）下傾角（公式二）建議預置電下傾角（度）建議機械下傾角（度82.30520004065138.21.70525004065137.91.40530004065137.61.105農(nóng)村站距（米）天線有效掛高（米）水平半功率角（度）垂直半功率角（度）下傾角（公式一）下傾角（公式二）建議預置電下傾角（度）建議機械下傾角（度）4000559075.11.6025000559074.81.30240005565137.71.20250005565137.40.902標注:此表格中的數(shù)據(jù)僅供參考，若納入實際應用，需統(tǒng)籌考慮基站的實際電磁環(huán)境。四、總結綜上所述，基站天線的應用效果決定了移動通信網(wǎng)絡的通信質(zhì)量，而要想保證基站天線的應用效果，就必須統(tǒng)籌考慮基站天線的電磁環(huán)境、天線掛高、天線方位角及天線下傾角四大因素。本文結合天線的電磁環(huán)境及天線掛高，