移动通信天线下倾角设置
比较有用的一点东西，特别是天线下倾角设置参考表
一、天线类型选择
在移动通信网工程设计中，应该根据网络的覆盖要求、话务量分布、抗干扰要求和网络服务质量等实际情况来合理的选择基站天线。由于天线类型的选择与地形、地物，以及话务量分布紧密相关，可以将天线使用环境大致分为五种类型：城区、密集城区、郊区、农村地区、交通干线等。
1、城区基站天线
城区基站密度较高，单站预期覆盖范围较小，选择基站天线时应考虑以下几方面。
（1）为减少干扰，应选用水平半功率角接近于60度的天线。这样的天线所构成的辐射方向图接近于理想的三叶草型蜂窝结构，与现网适配性较好，有助于控制越区切换。如下图所示。
（2）城区基站一般不要求大范围覆盖，而更注重覆盖的深度。由于中等增益天线的有效垂直波束相比于高增益天线较宽，覆盖半径内有效的深度覆盖范围较大，可以改善室内覆盖效果，所以选用中等增益天线较好。
（3）由于城区基站天线安装空间往往有限，所以选用双极化天线比较切合实际。
综上所述，城区基站宜选用水平半功率角为60度左右的中等增益的双极化天线。例如水平半功率角为65度的15dBi双极化天线。
2、密集城区基站天线
密集城区基站天线的选择与一般城区基站类似。但由于密集城区基
站站距往往只有400米到600米，在使用水平半功率角为65度的
15dBi双极化天线，且天线有效挂高35米的情况下，天线下倾角可能设置在14.0度到11.5度之间。此时如果单纯采用机械下倾的方式，倾角过大将引起水平波束变宽，干扰增大，同时上副瓣也会引
入较大干扰；而采用电子式倾角天线，则可以较好的解决波形畸变
的问题，产生的干扰相对较小。所以密集城区基站选用电子式倾角
的水平半功率角为60度左右的中等增益双极化天线较为合适。
3、农村地区基站天线
在农村地区，鉴于话务量较小，预期覆盖面积较大的特点，选择基
站天线时应考虑以下几方面。
（1）对于CDMA网络而言，为提高定向基站两扇区天线服务交叠区
间的通信质量（交叠区内有宏观分集的效果），增大交叠区面积，
宜选用水平半功率角较大的天线。例如水平半功率角为90度的天线。（2）对于GSM网络而言，为提高覆盖质量，在平原地区使用水平半功率角较大的天线效果较好，但同时会产生切换区域增大的问题；
而在山区和丘陵地带使用水平半功率角较小的天线易于控制覆盖方
向和范围，效果较好。
（3）为保证覆盖半径，应选择高增益天线。
（4）由于极化分集依赖于移动台周围反射体和散射体的分布，对于地物分布相对较稀疏的农村地区，极化分集效果不如空间分集。因
此在安装条件具备的情况下，应尽可能使用单极化天线。
（5）如果基站周围各方向上都没有明显阻挡，话务需求较小，预期覆盖范围也较小，可以选用全向天线。
综上所述，CDMA网络农村地区定向基站宜选用水平半功率角较大的高增益单极化天线，例如水平半功率角为90度的17dBi单极化天线；GSM网络农村地区定向基站宜选用水平半功率角适配的高增益单极化天线，例如水平半功率角为90度或65度的17dBi单极化天线。全向基站则可以选用11dBi的全向天线。
4、郊区基站天线
郊区的情况介于城区和农村之间。对于站距较大的基站，可以参照农村基站天线的选用原则；反之则参照城区基站天线的选用原则。
5、交通干线基站天线
如果覆盖目标仅为高速公路或铁路等交通干线，可以考虑使用8字形天线。8字形天线有如下特点：（1）8字形天线的辐射方位图与交通干线需覆盖区域的形状匹配较好；（2）8字形天线实际上是全向天线的变形，因此无需采用功分器；（3）使用一根天线代替两扇区天线，成本较低。
如果覆盖目标为交通干线及其一侧的村镇，则可采用方向角为210度的天线。这种天线的辐射方位特性使得天线波瓣能够同时顾及到交通干线和村镇，它具有与8字形天线类似的特点。
二、基站天线设置
基站天线设置需要重点考虑下倾角、方向角、天线挂高、天线分集距离和隔离距离等参数。
1、下倾角设置
合理设置天线下倾角不但可以降低同频干扰的影响，有效控制基站
的覆盖范围和整网的软切换比例（对CDMA网络而言），而且可以加强本基站覆盖区内的信号强度。通常天线下倾角的设定有两方面侧重，即侧重于干扰抑制和侧重于加强覆盖。这两方面侧重分别对应
不同的下倾角算法。一般而言，对基站分布密集的地区应侧重于考
虑干扰抑制，而基站分布较稀疏的地区则侧重于考虑加强覆盖。
1.1 考虑干扰抑制时的下倾角
在基站天线半功率角范围内，天线增益下降缓慢，超过半功率角后，天线增益（尤其是上波瓣）衰减很快。因此从控制干扰的角度考虑，可认为半功率角的延长线到地面的交点（B点）为该基站的实际覆
盖边缘。在基站周围环境理想情况下，下倾角可按以下公式计算。
α＝actan（H/R）+β/2 公式一
公式一含义如下图所示。
下倾角计算示意图1
图中α为天线的下倾角，H为天线有效高度，β为天线的垂直半功率角。R为该小区最远的覆盖距离，即覆盖长径R，如下图所示。
定向基站天线覆盖长径示意图
在理想情况下R＝2D/3。实际上天线的辐射方向图不可能完全适配
三叶草型蜂窝结构。水平半功率角为60度左右的天线与之比较接近，而水平半功率角为90度的天线则相差较大。因此对于使用水平半功率角为90度天线的基站，取R=D/2。
1.2 考虑加强覆盖时的下倾角
在基站分布较稀疏的地区，天线下倾角设定无需考虑垂直半功率角等因素的影响。为保证覆盖区边缘有足够强的信号，可认为天线主瓣方向延长线到地面的交点（B点）为该基站的实际覆盖边缘。在基站周围环境理想情况下，下倾角可按以下公式计算。
α＝actan（H/R）公式二
公式二含义如下图所示。
下倾角计算示意图2
1.3 倾角设定的实际应用
由于基站周围环境十分复杂，天线下倾角设定还必须考虑附近山体、水面和高大玻璃幕墙的反射和阻挡。因此具体基站的下倾角可利用上述方法，同时结合具体环境最终取定。综合考虑干扰抑制和加强覆盖的效果，在不同条件下基站天线典型的下倾角取定可参考下表。天线下倾角设置参考表
地形天线有效挂高（米）站距（米）水平半功率角（度）垂直半功率角（度）下倾角（公式一）下倾角（公式二）建议下倾角（度）
密集城区 30 400 65 13 12.9 6.4 12.9
40 400 65 13 15.0 8.5 15.0
50 400 65 13 17.1 10.6 17.1
30 500 65 13 11.6 5.1 11.6
40 500 65 13 13.3 6.8 13.3
一般城区 35 600 65 13 11.5 5.0 11.5 35 700 65 13 10.8 4.3 10.8
35 800 65 13 10.3 3.8 10.3
35 900 65 13 9.8 3.3 9.8
35 1000 65 13 9.5 3.0 9.5
郊区 40 1500 65 13 8.8 2.3 8.8
40 2000 65 13 8.2 1.7 8.2
40 2500 65 13 7.9 1.4 7.9
40 3000 65 13 7.6 1.1 7.6
农村 55 4000 90 7 5.1 1.6 4.0
55 5000 90 7 4.8 1.3 3.5
55 6000 90 7 4.6 1.1 3.0
55 7000 90 7 4.4 0.9 2.5
55 8000 90 7 4.3 0.8 2.0
55 9000 90 7 4.2 0.7 1.0
55 10000 90 7 4.1 0.6 1.0
55 4000 65 13 7.7 1.2 5.0
55 5000 65 13 7.4 0.9 4.0
55 6000 65 13 7.3 0.8 3.5
55 7000 65 13 7.2 0.7 2.0
55 8000 65 13 7.1 0.6 1.5
55 10000 65 13 7.0 0.5 0.5
2、电子式倾角天线的设置
同等类型的电子式下倾天线与机械式下倾天线相比，波形畸变较小，易于控制覆盖范围；干扰规避能力较强，在某种程度上可以改善载干比；RMS延迟范围较小，抗多径效应能力较强。下表分别列比了某种内置6度、9度电子倾角天线和一般类型天线在不同机械倾角时波形畸变的情况。
基站天线波形畸变情况对照表
65°15dBi 天线不同机械倾角时水平波束宽度和前后比实测数据
序号电下倾角机械倾角总倾角水平波束宽度前后比（dB）
1 0° 0° 0° 64.8° 34
2 0° 2° 2° 68.1° 27.4
3 0° 4° 4° 71.8° 24.3
4 0° 6° 6° 78.8° 26.3
5 0° 8° 8° 85.3° 24
6 0° 10° 10° 103.7° 19.8
7 0° 12° 12° 121.4° 19.5
8 0° 14° 14° 133.3° 18
9 0° 15° 15° 149.6° 17.8
10 0° 16° 16° 152° 17.6
65°15dBi6°电子倾角天线不同机械倾角时水平波束宽度和前后比
实测数据
序号电下倾角机械倾角总倾角水平波束宽度前后比（dB）
1 6° 10° 16° 64.2° 23
2 6° 8° 14° 68° 26.1
3 6° 6° 12° 69° 31.3
4 6° 4° 10° 69.4° 33.5
5 6° 2° 8° 66.7° 30.6
6 6° 0° 6° 64.9° 37.2
7 6° -6° 0° 65.6° 29.6
8 6° -4° 2° 64.2° 29.8
9 6° -2° 4° 61.6° 33.2
65°15dBi9°电子倾角天线不同机械倾角时水平波束宽度和前后比实测数据
序号电下倾角机械倾角总倾角水平波束宽度前后比（dB）
1 9° -9° 0° 64.9° 36.8
2 9° -8° 1° 68.5° 33.7
3 9° -6° 3°62.7° 35.1
4 9° -4° 5° 62.2° 34.0
5 9° -2° 7° 63.5° 30.4
6 9° 0° 9° 64.0° 32.5
7 9° 2° 11° 69.6° 31.0
8 9° 4° 13° 67.7° 30.4
9 9° 6° 15° 65.2° 26.5
电子式下倾天线分为预调电子倾角天线、可调电子倾角天线、遥控式可调电子倾角天线等类型。预调电子倾角天线与机械式下倾天线价格相仿，而可调电子倾角天线、遥控式可调电子倾角天线的价格则远高于机械式下倾天线。
综合以上考虑，密集城区基站宜选用预调电子式倾角天线。在工程中，采用预调电子倾角和机械调整倾角两者结合的方式使天线达到需要的下倾角度。
天线需要的下倾角度＝电子预调倾角＋机械下倾角度。
3、天线方向角的取定
理想状况下，即各基站均匀分布、不考虑地形地物等因素、各基站均为定向站的情况下，基站各扇区之间的夹角应均为120度，如此可以达到蜂窝网络的最小干扰。但实际上由于基站分布极不规则，同时地形地物错综复杂，各基站的方向角可以根据实际情况确定。为了减少混乱的方向角带来的网络干扰的不确定性，应尽量保证各扇区间天线的夹角为120度，最低要求不能小于90度。
4、天线挂高
基站天线的有效挂高对覆盖和干扰的影响是显而易见的。随着网络规模、组网方式、话务量密度、基站密度的不同，天线的有效挂高也随之变化。一般而言，在不采用分层网的情况下，同一基站密度区域内各基站天线有效挂高应该大致相等；基站越密，天线有效挂高应该越低。
5、天线的分集距离
分集技术是从独立的多径衰落信道上传输的几个信号中获取信号的方法，其目的是克服衰落的影响。
分集的形式有两种：“微观分集”和“宏观分集”。微观分集指接收两个或两个以上的非相关瑞利衰落信号，且这些信号所遭受的慢衰落相同。RAKE接收、基站单极化天线使用的空间分集、基站双极化使用的极化分集都属于微观分集。
宏观分集是利用两个或两个以上的不同基站或扇区的天线接收经独立衰落路径的两个或多个慢衰落对数信号。从某种意义上讲，CDMA 系统的软切换过程属于宏观分集。宏观分集一般存在于CDMA网基站的扇区服务交叠区内。
5.1 极化分集和空间分集
一般有6种方法实现分集：空间分集、场分量分集、极化分集、角度分集、频率分集和时间分集。在移动通信网络中一般使用极化分集和空间分集。在CDMA网络中，由于工作频带宽度大于相干频率，很自然也使用了频率分集。
（1）极化分集
在两个正交极化天线安装在一起的情况下，可以认为两个波所经过的路径是一样的，然而反射系数却同。换言之，这两个波是不相关的，这就是极化分集。
（2）移动台天线的空间分集
通常使用间距在0.5λ以上的两个接收天线就可以得到两个几乎不
相关的信号。对于频率为900MHZ的信号，移动台天线的分集距离为0.5×0.333＝0.167m。
（3）基站天线的空间分集
基站天线接收到的多路信号的相关性主要与两个因素有关：
☆移动台所处的环境（周围障碍物的半径）。如果周围障碍物的半径较小，则要求基站天线的分集距离增大。因此在覆盖半径相同的条件下，建筑物密集的地区使用空间分集天线需要更大的分集距离。
☆基站天线有效高度。根据经验，两个接收信号的相关系数出现较高的概率曲线大约与基站天线有效高度和天线水平分集距离之比成正比。定义η = h / d。其中h为基站天线高度，d为天线水平分集距离，相关系数ρ与η成正比。一般来说，基站接收到的两个信号的相关系数ρ在0.7以下，认为可以得到较好的分集效果，此时η值约为11以下。（以上结果是对频率为850MHz时的实测统计，在其它频率有相似结果。）
5.2 基站天线的分集距离
天线的分集距离与“天线之间的距离”概念是不一样的。天线的分集距离指的是两接收天线主瓣方向上的垂直距离，其具体含义如下图所示。
由于采用垂直分集需要的距离为达到相同效果时水平分集距离的
5-6倍，因此一般采用水平分集的方式。基站天线之间的水平分集距离如前所述，在频率为850MHz时应满足d≥h /11。在现网上，
天线最小水平分集距离的设定可参照下表。
基站天线最小水平分集距离参考表
基站天线有效高度（米） 800MHzCDMA GSM900 GSM1800
计算值（米）工程建议（米）计算值（米）工程建议（米）计
算值（米）工程建议（米）
ρ=0.6 ρ=0.7 ρ=0.8 ρ=0.6 ρ=0.7 ρ=0.8 ρ=0.6 ρ=0.7 ρ=0.8 30.0 4.4 2.8 1.9 2.8 4.0 2.6 1.8 2.6 2.1 1.3 0.9 2.1
40.0 5.9 3.7 2.6 3.7 5.4 3.4 2.4 3.4 2.8 1.8 1.2 2.8
45.0 6.6 4.2 2.9 4.2 6.1 3.9 2.7 3.9 3.2 2.0 1.4 3.2
50.0 7.3 4.7 3.2 4.7 6.7 4.3 3.0 4.3 3.5 2.2 1.5 3.5
55.0 8.0 5.1 3.5 5.1 7.4 4.7 3.2 4.7 3.9 2.5 1.7 3.9
60.0 8.8 5.6 3.8 5.6 8.1 5.2 3.5 5.2 4.2 2.7 1.8 4.2
6、GSM基站天线的隔离距离
GSM基站天线之间的隔离距离应考虑以下两个方面：相同频段（GSM900与GSM900，GSM1800与GSM1800）天线之间的隔离，不同
频段（GSM900与GSM1800）天线之间的隔离。根据工程实践，不同
情况下基站天线的隔离距离可参考下表。
基站天线隔离距离参考表
全向天线(10dBi)之间的隔离要求
垂直间距水平间距备注
GSM900天线之间≥0.5m ≥5m 天线距塔体2m
GSM1800天线之间≥0.25m ≥2.5m 天线距塔体2m
GSM900与GSM1800天线之间≥0.5m ≥1m 天线距塔体2m
定向天线之间的隔离要求
同一扇区天线间垂直间距水平间距备注
GSM900天线之间≥0.5m ≥4m 天线正前方无塔体阻挡
GSM1800天线之间≥0.25m ≥2m 天线正前方无塔体阻挡
相邻扇区天线(同一平台) 垂直间距水平间距备注
GSM900天线之间 - ≥0.5m
GSM1800天线之间 - ≥0.5m
由于频段接近，CDMA天线之间的隔离距离可以参考GSM900天线之
间的隔离距离。而CDMA天线与其它系统天线的隔离度计算比较复杂，此处暂不讨论。
三、天线安装
天线在安装时，为获得最理想的覆盖效果，并减少干扰，应遵循以
下原则：
（1）天线周围的净空要求为50～100m，即天线底部应高出周围环
境5m（第一菲涅尔区半径）。
（2）如果天线安装在墙面，天线发射方向尽量与墙面垂直，如有夹角，要求不小于75度。如下图所示。
（3）空间分集天线的间隔距离应该考虑两个方面的影响：一是接收天线分集距离的要求，二是天线隔离度的要求。空间分集天线的间
隔距离必须同时满足这两项要求。具体的天线分集距离要求和隔离
距离要求参见第四章相关内容。当天线间隔距离较大导致安装困难
时，可以适当缩小间距。例如在60米平台上安装CDMA空间分集天线时，查基站天线最小水平分集距离参考表和基站天线隔离距离参考表，可知同一扇区两天线之间间隔距离应不小于5.5米。由于安装条件受限，无法达到需要的分集距离，则可以适当缩小天线间隔距离至4米以上。
（4）基站天线安装应注意在其覆盖区内是否会产生较大的阴影。应尽量避免天线主瓣被高大建筑物、山体所阻挡。利用大楼顶面安装定向天线时，天线位置应尽量靠近楼边，避免大楼的边沿阻挡波束。当天线必须离开大楼边沿安装，应尽量使天线架设在离开楼面较高的位置。如下图所示：
天线离开楼顶的高度应该保证第一菲涅尔余隙无阻挡，工程设计中应避免天线主瓣方向到大楼边沿的距离超过30米。具体要求可参考下表。
D(m) h(m)
800～900MHz 1800～1900MHz
倾角=0° 倾角=6° 倾角=0° 倾角=6°
1 0.6 0.7 0.4 0.5
10 2 3 1.3 2.3
20 2.7 4.8 1.8 3.9
30 3.3 6.4 2.2 5.3
40 3.8 8 2.5 6.7
四、相关专题
1、城区高站选用天线的策略
在建网初期，基站站距较大，预期覆盖范围大，设置高站理所应当。但随着网络建设进入中后期，基站站距不断减小，原有高站带来了越区覆盖、同频干扰、频率复用率下降等严重问题。一般可以采用以下几种方式控制高站的覆盖范围。
1.1 话务分层控制
话务分层控制是指通过设置相关的无线参数，将无线网络中的话务流向分为二层或三层，高站作为最高的一层，担当弥补下层盲区和分流话务的角色。话务分层控制的优点是网络结构清晰，覆盖质量好。而它的缺点也同样明显：a）高站使用的频率不能复用，必然带来网络容量的下降；b）为严格控制话务流向，由下层进入高层时不允许频道切换；c）由于高站覆盖区场强较强，可能出现话务拥塞；d）该方法不适用于CDMA网络。
1.2 天线降高
这种方法是将天线的架设位置从高处移到低处。对于天线架设在楼顶塔的情况，降高比较容易。但是对于以抱杆形式安装在楼顶面的情况，天线降高难以操作。同时，如果周围建筑物平均高度较高，天线降高可能带来覆盖效果不理想的情况。因此这种方法只适用于部分基站。
1.3 使用电子下倾天线
这种方法是将高站原机械下倾天线改为电子式倾角的天线，同时结合降低发射机功率来控制基站的覆盖范围。当下倾角较大时，使用
机械式下倾方会带来天线主波瓣的严重变形，导致干扰控制非常困难。采用电子下倾能够较好解决波形畸变的问题，对载干比、RMS 延迟的控制也优于机械式下倾法。这种方法能够较好的控制基站覆盖范围，且易于操作。但在基站密度极高的地区，例如站距达到200～400米时，过度的天线下倾仍会带来上副瓣严重干扰其它基站的问题，所以这种方法一般与天线降高同时使用。
2、双极化天线与单极化天线的比较
极化分集方式使用双极化天线，空间分集方式使用单极化天线。这两种分集方式各有优劣，分别适用于不同的范围。
（1）双极化天线前向链路有3dB功率损失，因为功率分给了两种极化波。
（2）从安装空间的角度看，双极化天线无分集距离要求，便于安装。（3）移动台倾斜时，使用±45°双极化天线比使用单极化天线的效果好。
（4）极化分集依赖于环境，即反射体或散射体的分布。因此在农村地带，双极化天线效果不如单极化天线好。
4.1 天线高度的调整
天线高度直接与基站的覆盖范围有关。一般来说，我们用仪器测得的信号覆盖范
围受两方向因素影响：
一是天线所发直射波所能达到的最远距离；
二是到达该地点的信号强度足以为仪器所捕捉。
900MHz移动通信是近地表面视线通信，天线所发直射波所能达到的最远距离（S）直接与收发信天线的高度有关，具体关系式可简化如下：
S=2R(H+h)
其中：R-地球半径，约为6370km；
H-基站天线的中心点高度；
h-手机或测试仪表的天线高度。
由此可见，基站无线信号所能达到的最远距离（即基站的覆盖范围）是由天线高度决定的。
GSM网络在建设初期，站点较少，为了保证覆盖，基站天线一般架设得都较高。随着近几年移动通信的迅速发展，基站站点大量增多，在市区已经达到大约500m 左右为一个站。在这种情况下，我们必须减小基站的覆盖范围，降低天线的高度，否则会严重影响我们的网络质量。其影响主要有以下几个方面：
a. 话务不均衡。基站天线过高，会造成该基站的覆盖范围过大，从而造成该基站的话务量很大，而与之相邻的基站由于覆盖较小且被该基站覆盖，话务量较小，不能发挥应有作用，导致话务不均衡。
b. 系统内干扰。基站天线过高，会造成越站无线干扰（主要包括同频干扰及邻频干扰），引起掉话、串话和有较大杂音等现象，从而导致整个无线通信网络的质量下降。
c. 孤岛效应。孤岛效应是基站覆盖性问题，当基站覆盖在大型水面或多山地区等特殊地形时，由于水面或山峰的反射，使基站在原覆盖范围不变的基础上，在很远处出现"飞地"，而与之有切换关系的相邻基站却因地形的阻挡覆盖不到，这样就造成"飞地"与相邻基站之间没有切换关系，"飞地"因此成为一个孤岛，当手机占用上"飞地"覆盖区的信号时，很容易因没有切换关系而引起掉话。
4.2 天线俯仰角的调整
天线俯仰角的调整是网络优化中的一个非常重要的事情。选择合适的俯仰角可以使天线至本小区边界的射线与天线至受干扰小区边界的射线之间处于天线垂直方向图中增益衰减变化最大的部分，从而使受干扰小区的同频及邻频干扰减
至最小；另外，选择合适的覆盖范围，使基站实际覆盖范围与预期的设计范围相
同，同时加强本覆盖区的信号强度。
在目前的移动通信网络中，由于基站的站点的增多，使得我们在设计市区基站的时候，一般要求其覆盖范围大约为500M左右，而根据移动通信天线的特性，如果不使天线有一定的俯仰角（或俯仰角偏小）的话，则基站的覆盖范围是会远远大于500M的，如此则会造成基站实际覆盖范围比预期范围偏大，从而导致小区与小区之间交叉覆盖，相邻切换关系混乱，系统内频率干扰严重；另一方面，如果天线的俯仰角偏大，则会造成基站实际覆盖范围比预期范围偏小，导致小区之间的信号盲区或弱区，同时易导致天线方向图形状的变化（如从鸭梨形变为纺锤形），从而造成严重的系统内干扰。因此，合理设臵俯仰角是保证整个移动通信网络质量的基本保证。
一般来说，俯仰角的大小可以由以下公式推算：
θ=arctg(h/R)＋A/2
其中：θ--天线的俯仰角
h--天线的高度
R--小区的覆盖半径
A-天线的垂直平面半功率角
上式是将天线的主瓣方向对准小区边缘时得出的，在实际的调整工作中，一般在由此得出的俯仰角角度的基础上再加上1-2度，使信号更有效地覆盖在本小区之内。
4.3 天线方位角的调整
天线方位角的调整对移动通信的网络质量非常重要。一方面，准确的方位角能保证基站的实际覆盖与所预期的相同，保证整个网络的运行质量；另一方面，依据话务量或网络存在的具体情况对方位角进行适当的调整，可以更好地优化现有的移动通信网络。
根据理想的蜂窝移动通信模型，一个小区的交界处，这样信号相对互补。与此相对应，在现行的GSM系统（主要指ERICSSON设备）中，定向站一般被分为三个小区，即：
A小区：方位角度0度，天线指向正北；
B小区：方位角度120度，天线指向东南；
C小区：方位角度240度，天线指向西南。
在GSM建设及规划中，我们一般严格按照上述的规定对天线的方位角进行安装及调整，这也是天线安装的重要标准之一，如果方位角设臵与之存在偏差，则易导致基站的实际覆盖与所设计的不相符，导致基站的覆盖范围不合理，从而导致一些意想不到的同频及邻频干扰。
但在实际的GSM网络中，一方面，由于地形的原因，如大楼、高山、水面等，往往引起信号的折射或反射，从而导致实际覆盖与理想模型存在较大的出入，造成一些区域信号较强，一些区域信号较弱，这时我们可根据网络的实际情况，对所地应天线的方位角进行适当的调整，以保证信号较弱区域的信号强度，达到网络优化的目的；另一方面，由于实际存在的人口密度不同，导致各天线所对应小区的话务不均衡，这时我们可通过调整天线的方位角，达到均衡话务量的目的。当然，在一般情况下我们并不赞成对天线的方位角进行调整，因为这样可能会造成一定程度的系统内干扰。但在某些特殊情况下，如当地紧急会议或大型公众活动等，导致某些小区话务量特别集中，这时我们可临时对天线的方位角进行调整，以达到均衡话务，优化网络的目的；另外，针对郊区某些信号盲区或弱区，我们亦可通过调整天线的方位角达到优化网络的目的，这时我们应辅以场强测试车对周围信号进行测试，以保证网络的运行质量。
4.4 天线位置的优化调整
由于后期工程、话务分布以及无线传播环境的变化，在优化中我们曾遇到一些基站很难通过天线方位角或倾角的调整达到改善局部区域覆盖，提高基站利用率。为此就需要进行基站搬迁，换句话说也就是基站重新选点过程。
下文摘录了我们平时做规划时的一些经验。
(1) 基站初始布局
基站布局主要受场强覆盖、话务密度分布和建站条件三方面因素的制约，对于一般大中城市来说，场强覆盖的制约因素已经很小，主要受话务密度分布和建站条件两个因素的制约较大。基站布局的疏密要对应于话务密度分布情况。
但是，目前对大中城市市区还作不到按街区预测话务密度，因此，对市区可按照：
(a) 繁华商业区；
(b) 宾馆、写字楼、娱乐场所集中区；
(c) 经济技术开发区、住宅区；
(d)工业区及文教区；等进行分类。
一般来说：
(a)(b)类地区应设最大配臵的定向基站，如8/8/8站型，站间距在0.6～
1.6km；
(c) 类地区也应设较大配臵的定向基站，如6/6/6站型或4/4/4站型，基站站间距取1.6～3km；
(d) 类地区一般可设小规模定向基站，如2/2/2站型，站间距为3～5km；若基站位于城市边缘或近郊区，且站间距在5km以上，可设以全向基站。
上几类地区内都按用户均匀分布要求设站。郊县和主要公路、铁路覆盖一般可设全向或二小区基站，站间距离5km-20km左右。
结合当地地形和城市发展规划进行基站布局：
a. 基站布局要结合城市发展规划，可以适度超前；
b. 有重要用户的地方应有基站覆盖；
c. 市内话务量"热点"地段增设微蜂窝站或增加载频配臵；
d. 大型商场宾馆、地铁、地下商场、体育场馆如有必要用微蜂窝或室内分布解决；
e．在基站容量饱和前，可考虑采用GSM900/1800双频解决方案。
(2) 站址选择与勘察
在完成基站初始布局以后，网络规划工程师要与建设单位以及相关工程设计单位一起，根据站点布局图进行站址的选择与勘察。市区站址在初选中应作到房主基本同意用作基站。初选完成之后，由网络规划工程师、工程设计单位与建设单位进行现场查勘，确定站址条件是否满足建站要求，并确定站址方案，最后由建设单位与房主落实站址。选址要求如下：
--- 交通方便、市电可靠、环境安全及占地面积小。
--- 在建网初期设站较少时，选择的站址应保证重要用户和用户密度大的市区有良好的覆盖。
--- 在不影响基站布局的前提下，应尽量选择现有电信枢纽楼、邮电局或微波站作为站址，并利用其机房、电源及铁塔等设施。
--- 避免在大功率无线发射台附近设站，如雷达站、电视台等，如要设站应核实是否存在相互干扰，并采取措施防止相互干扰。
--- 避免在高山上设站。高山站干扰范围大，影响频率复用。在农村高山设站往往对处于小盆地的乡镇覆盖不好。
--- 避免在树林中设站。如要设站，应保持天线高于树顶。
--- 市区基站中，对于蜂窝区(R=1～3km)基站宜选高于建筑物平均高度但低于最高建筑物的楼房作为站址，对于微蜂窝区基站则选低于建筑物平均高度的楼房设站且四周建筑物屏蔽较好。
--- 市区基站应避免天线前方近处有高大楼房而造成障碍或反射后干扰其后方的同频基站。
--- 避免选择今后可能有新建筑物影响覆盖区或同频干扰的站址。
--- 市区两个网络系统的基站尽量共址或靠近选址。
--- 选择机房改造费低、租金少的楼房作为站址。如有可能应选择本部门的局、站机房、办公楼作为站址。
天线下倾角的计算方法
天线下倾角的计算方法 一、基础理论 1、定义 天线下倾角=机械下倾角+电子下倾角 机械下倾角：通过天线的上下安装件来调整的，这种方式是以安装抱杆为参照物，与天线形成夹角来计算的。 电子下倾角：通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大 小，改变合成分量场强强度，从而使天线的垂直方向性图下倾 2、理论计算 已知:H--天线的高度, D--小区的覆盖半径, β-天线的垂直平面半功率角, P—预制下倾角，为可选项,计算α--天线的俯仰角 答：α=arctg(H/D)＋β/2－{P} 二、实例说明 1、某县级市平均站间距为443米，本地区采购的天线水平半功率角为65°，垂直半功 率为6°，内置电子下倾角分两类：0度，6度，采购原则如下：总下倾角小于等于 9度的，采购电子下倾角为0度的天线，总下倾角大于9度的，采购电子下倾角为 6度的天线。假设本期新增的基站均为三扇区定向站，请分别计算站高为20米、30 米、40米、50米的基站，天线下倾角分别是多少，机械下倾角分别是多少？ 答：
（1）根据上图所示，且新增基站为三扇区定向站，小区半径R=站间距D/1.5=443÷1.5≈295（米） （2）通过《天线下倾角与覆盖距离计算》软件计算 20米站高基站：总下倾角=7°，机械下倾角=总下倾角-电子下倾角=7°-0°=7°
=9° 40米站高基站：总下倾角=11°，机械下倾角=总下倾角-电子下倾角=11°-6°=5°
-6°=7° 总结：根据以上经验可以推算出，在该地区20米站高基站天线下倾角为7°， 站高每增加5米，天线下倾角增加1° 三、运行软件
天线俯仰角
天线的覆盖范围主要取决于天线高度、下倾、天线增益、天线口功率、无线链路等因素。 一般网络规划对市区可按照： (a) 繁华商业区； (b) 宾馆、写字楼、娱乐场所集中区； (c) 经济技术开发区、住宅区； (d) 工业区及文教区；等进行分类。 一般来说： (a)(b)类地区应设最大配置的定向基站，女口8/8/8站型，站间距在 0.6~ 1.6km； (c) 类地区也应设较大配置的定向基站，如6/6/6站型或4/4/4站型，基站站间距取 1.6~ 3km； (d) 类地区一般可设小规模定向基站，如2/2/2站型，站间距为3?5km;若 基站位 于城市边缘或近郊区，且站间距在5km以上，可设以全向基站。 上几类地区内都按用户均匀分布要求设站。郊县和主要公路、铁路覆盖一般可设全 向或二小区基站，站间距离5km-20km 左右。 覆盖的目的就是为了给客户带来更好无线业务服务，不过还需要注意几个方
面： 1、看覆盖环境,不同的地区采用不同下倾方式和天线挂高； 2、看天线类型、参数，是否带电倾角，看天线参数以及其方向图进行评估； 3、实地CQT测试，更加贴近用户的方式。 天线高度的调整 天线高度直接与基站的覆盖范围有关。一般来说，我们用仪器测得的信号覆盖范围受两 方向因素影响： 一是天线所发直射波所能达到的最远距离； 二是到达该地点的信号强度足以为仪器所捕捉。 900MHz 移动通信是近地表面视线通信，天线所发直射波所能达到的最远距离（S）直接与收发信天线的高度有关，具体关系式可简化如下： S=2R（H+h） 其中： R-地球半径，约为6370km; H-基站天线的中心点高度； h-手机或测试仪表的天线高度。 由此可见，基站无线信号所能达到的最远距离（即基站的覆盖范围）是由天线高度 决定的。 GSM 网络在建设初期，站点较少，为了保证覆盖，基站天线一般架设得都较高。随着近几年移动通信的迅速发展，基站站点大量增多，在市区已经达到大约500m 左右为一个站。
天线下倾角调测
下倾角一般指天线向下和水平面之间的角度.一个合适的下倾角能加强本覆盖区域的信号强度，同时也能减少小区之间的信号盲区或弱区，也不会导致小区与小区之间交叉覆盖、相邻的关系混乱，一个合理的下倾角是保证整个移动通信网络质量的基本保证，所以目前天线下倾角的调整是我们网络优化中的一个非常重要的事情。 一般的天线下倾角共分为机械下倾角跟电子下倾角，机械下倾角是通过人工来调整天线物理下倾来实现，电子下倾角就是通过电子仪器来调整天线的阵子来实现。在这里我再明确一下，就是我们在施工过程中必须严格按照设计图纸来调整下倾角，机械下倾角和电子下倾角设计是多少度就应该是多少度，包括在我们在验收文档里面，下倾角是不允许有偏差的，就算相差一度也是不行的！ 根据我们目前的设备，我主要就讲解下京信天线和安德鲁天线的电调仪使用方式。 目前我们使用的安德鲁电调仪
安德鲁的电调仪是没有自带显示屏的，所以我们需要用电脑联接电调仪再联接到天线来调整天线的电子下倾角，
联接天线后，打开软件，点击面板上“Find Dcvices”按钮 软件开始执行新的搜索任务，进度条显示搜索进程，界面下方状态栏显示伴随进程正在搜索的内容
完成搜索后弹出对话框，检查已搜索出的设备，如果正确点击“YES”，反之点击“NO”。 经过搜索发现天线后，界面内会弹出一个对话框，显示目前发现驱动器的数量。 同时，软件界面内会显示出已搜索到的天线驱动器的基本信息，其数据显示结构。
进入编辑选择窗口。 在编辑窗口内填写所有的信息后，点击“Configure”，跳出对话框询问点击“YES”，再次跳出对话框点击’“OK”。
定向天线天线下倾角的设置
定向天线天线下倾角的设置 摘要：天线下倾角设置是否合理，将对天线的覆盖产生重要的影响，同时会对相邻小区形成不良的影响，因此，正确的理解天线下倾角的设置原理，合理的设置天线下倾角，将对无线基站设计起到积极的作用，使基站能够发挥更好的作用，为无线用户提供更好的服务。 关键词：GSM 下倾覆盖 1、概述 在过去两个月的工作中，我主要从事无线基站的设计，在勘查和设计的过程中，发现了不少需要解决的问题，针对这些问题，我收集了一些资料进行学习和整理，希望能够为自己和同事在将来的查勘设计过程中提供相关技术应用的理论依据，其中，一个比较重要的课题就是定向天线下倾角的设置。 2、天线下倾的方法 2.1 天线倾角的作用 为了使信号限制在自己的小区覆盖范围内，并且降低对其他同频小区的干扰，使定向天线波束图形向下倾斜一定角度是非常有效的方法。天线下倾技术是利用天线的垂直方向性有效控制干扰和覆盖的重要手段： 1）天线下倾可以使小区覆盖范围变小； 2）天线下倾安装使天线在干扰方向上的增益减小，相当于天线在垂直面上去耦增加； 3）天线下倾后加强了本覆盖区内的信号强度，既改善了小区的场强，又增加了抗同频干扰的能力。 2.2 天线下倾的方法 有两种使天线方向图向下倾斜的方法： 1）机械下倾，通过机械调整改变天线向下倾角。 2）电调下倾。通过改变天线阵的激励系数来调整波束的倾斜角度。 两种不同的下倾方法将产生不同的辐射情况，在下倾角度较小时，这种区别不明显；但随着角度的加大，它们的区别就非常显著了。 在采用电倾角时，随着下倾角的增加，在主瓣方向覆盖距离明显缩短，天线方向图仍然保持原有形状，能够降低呼损、减小干扰。但对于机械下倾，随着下倾角的加大，天线主瓣方向信号强度迅速降低，当下倾角增大到一定数值时主瓣方向逐渐凹陷下去，同时旁瓣增益随之增大，这就造成旁瓣对其他方向上的同频基站的干扰。 目前GSM网在高话务密度区的呼损较高，干扰较大，其中一个重要原因是机械下倾角过大，天线方向图严重变形，要解决高话务区的容量不足，必须缩短站距、加大天线下倾角度，因此采用机械天线很难解决用户高密度区呼损高、干扰大的问题，建议在高话务密度区用带电倾角的天线，而把机械倾角天线安装 在农村、郊区等低话务密度地区。 3、天线倾角的设计 3.1 天线倾角覆盖的范围 定向天线覆盖的角度受天线出场设置限制，天线扇区在水平覆盖范围内信号一般集中在65度内，在垂直覆盖范围内信号一般集中在13度内。 定向天线下倾角度有2种设置方式：一种是内置角（出厂已设置好）、一种是现场调整
LTE天线电子下倾角课题研究
LTE天线电子下倾角课题研究
1研究背景 3月27日，对校园内基站进行勘察，发现现场勘察的电子下倾角与后台网管配置的 电子下倾角不一致,见下表所示： 不一致。对于这种情况，后期进行RF优化时，由于电子下倾角不匹配，无法通过电子下倾角来有效控制覆。 目前市的基站主要采用京信以及国人的天线，主要型号为：
2分析思路 针对前后台电子下倾角不一致问题，我们首先建立了一个实验基站，为电信一枢纽6楼，选择天线型号为ODV2-065R18K-G，如下图所示： 1.我们初步怀疑为后台基站没有校准，因此在后台对该小区天线进行校准，校准 之后，后台电子下倾角显示为0度，但是此时天线上显示为1.8度。前后台仍然不一致。说明校准之后仍然无效。 2.将天线的电子下倾角都归零进行验证，在后台将电子下倾角设置为0度后，此 时天线上电子下倾角显示为0度，保持一致。说明归零时，前后台可以保持一致。 3.此时在后台将电子下倾角调整到6度时，天线上显示的电子下倾角为8度；在 将后台电子下倾角调整到9度时，此时天线的电子下倾角已经为10度。 以上说明通过校准天线、通过归零后在进行调整都没有效果，前后台电子下倾角仍然不一致。
因此我们怀疑为天线的配置文件错误，之后分别联系京信以及国人的天线厂家，拿到最新的配置文件，然后进行研究验证。
3研究验证 通过同基站工程师沟通，在配置电调天线时，他们首先需要拿到每种天线型号的配置文件，然后将配置文件导入系统中。因此我们初步怀疑为配置文件的问题。 因此我们联系天线厂家，拿到最新的配置文件，然后进行导入验证。 3.1国人天线验证 国人天线的最新配置文件如下： 选择师院实验楼基站进行验证，师院实验楼基站的天线型号为SGR-TX-100122。 进行数据导入，在动态管理里面，选择需要配置的站点，点开发送配置数据，如下图所示： 导入成功后需要将天线进行校准：
天线的分类与选择
第二讲天线的分类与选择 移动通信天线的技术发展很快，最初中国主要使用普通的定向和全向型移动天线，后来普遍使用机械天线，现在一些省市的移动网已经开始使用电调天线和双极化移动天线。由于目前移动通信系统中使用的各种天线的使用频率，增益和前后比等指标差别不大，都符合网络指标要求，我们将重点从移动天线下倾角度改变对天线方向图及无线网络的影响方面，对上述几种天线进行分析比较。 2.1 全向天线 全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型，覆盖范围大。 2.2 定向天线 定向天线，在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高。 根据组网的要求建立不同类型的基站，而不同类型的基站可根据需要选择不同类型的天线。选择的依据就是上述技术参数。比如全向站就是采用了各个水平方向增益基本相同的全向型天线，而定向站就是采用了水平方向增益有明显变化的定向型天线。一般在市区选择水平波束宽度B为65°的天线，在郊区可选择水平波束宽度B为65°、90°或120°的天线（按照站型配置和当地地理环境而定），而在乡村选择能够实现大范围覆盖的全向天线则是最为经济的。 2.3 机械天线 所谓机械天线，即指使用机械调整下倾角度的移动天线。 机械天线与地面垂直安装好以后，如果因网络优化的要求，需要调整天线背面支架的位置改变天线的倾角来实现。在调整过程中，虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化，但天线垂直分量和水平分量的幅值不变，所以天线方向图容易变形。 实践证明：机械天线的最佳下倾角度为1°－5°；当下倾角度在5°－10°变化时，其天线方向图稍有变形但变化不大；当下倾角度在10°-15°变化时，其天线方向图变化较大；当机械天线下倾15°后，天线方向图形状改变很大，从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤形，这时虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短，但是整个天线方向图不是都在本基站扇区内，在相邻基站扇区内也会收到该基站的信号，从而造成严重的系统内干扰。 另外，在日常维护中，如果要调整机械天线下倾角度，整个系统要关机，不能在调整天线倾角的同时进行监测；机械天线调整天线下倾角度非常麻烦，一般需要维护人员爬到天线安放处进行调整；机械天线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计算的理论值，同实际最佳下倾角度有一定的偏差；机械天线调整倾角的步进度数为1°，三阶互调指标为-120dBc。
天线下倾角设置参考表之令狐文艳创作
天线下倾角设置参考表 令狐文艳 一、天线类型选择在移动通信网工程设计中，应该根据网络的覆盖要求、话务量分布、抗干扰要求和网络服务质量等实际情况来合理的选择基站天线。由于天线类型的选择与地形、地物，以及话务量分布紧密相关，可以将天线使用环境大致分为五种类型：城区、密集城区、郊区、农村地区、交通干线等。 1、城区基站天线城区基站密度较高，单站预期覆盖范围较小，选择基站天线时应考虑以下几方面。（1）为减少干扰，应选用水平半功率角接近于60度的天线。这样的天线所构成的辐射方向图接近于理想的三叶草型蜂窝结构，与现网适配性较好，有助于控制越区切换。如下图所示。 （2）城区基站一般不要求大范围覆盖，而更注重覆盖的深度。由于中等增益天线的有效垂直波束相比于高增益天线较宽，覆盖半径内有效的深度覆盖范围较大，可以改善室内覆盖效果，所以选用中等增益天线较好。（3）由于城区基站天线安装空间往往有限，所以选用双极化天线比较切合实际。
综上所述，城区基站宜选用水平半功率角为60度左右的中等增益的双极化天线。例如水平半功率角为65度的15dBi双极化天线。 2、密集城区基站天线密集城区基站天线的选择与一般城区基站类似。但由于密集城区基站站距往往只有400米到600米，在使用水平半功率角为65度的15dBi双极化天线，且天线有效挂高35米的情况下，天线下倾角可能设置在14.0度到11.5度之间。此时如果单纯采用机械下倾的方式，倾角过大将引起水平波束变宽，干扰增大，同时上副瓣也会引入较大干扰；而采用电子式倾角天线，则可以较好的解决波形畸变的问题，产生的干扰相对较小。所以密集城区基站选用电子式倾角的水平半功率角为60度左右的中等增益双极化天线较为合适。 3、农村地区基站天线在农村地区，鉴于话务量较小，预期覆盖面积较大的特点，选择基站天线时应考虑以下几方面。（1）对于CDMA网络而言，为提高定向基站两扇区天线服务交叠区间的通信质量（交叠区内有宏观分集的效果），增大交叠区面积，宜选用水平半功率角较大的天线。例如水平半功率角为90度的天线。（2）对于GSM网络而言，为提高覆盖质量，在平原地区使用水平半功率角较大的天线效果较好，但同时会产生切换区域增大的问题；而在山区和丘陵地带使用水平半功率角较小的天线
下倾角
站置、天线方向角/下倾角及DT 覆盖诊断!下倾角用户可以单击对应的问题小区，查看当前天线下倾角Downtilt ，以及根据以上算法生成的天线下倾角Downtilt_Reference 优化建议的参考值 11、站置、天线方向角/下倾角及DT 覆盖诊断1.天线方位角及性能诊断：主要是对通过天线反向（背向）切换性能分析来实现，可以帮助我们发现网络中的错覆盖，天线方向角标称错误问题，天线前后功率比性能差的问题，天线过覆盖问题其中错覆盖大都是由于天线方位角不正确引起，可能是由于施工原因引起，也可能是天线方位读取的人为问题引起天线前后功率比性能差则可能是由于天线的方向性能或建筑物的反射引起过覆盖则更多是由于基站之间的高度差引起 2.基站位置诊断：利用天线的背向切换性能分析的最大特点，能很容易的发现基站经纬度问题因为在天向方位角正确的情况下，当经纬度发现较大的偏移时，原来对周边小区的正向关系切换，根据相对位置和反向切换性能分析，必然表现为天线的反向切换，因而都能在地图中分析出来 3.工作原理及作用：以上应用都是根据天线的反向切换统计分析来实现菜单“ANT’s rearward HO audit base on HOstat”一个算法可以实现对基站经纬度，天线方位角，天线前后对性能，以及基站高度差过大引起的过覆盖问题进行全局性的把握；也避免了传统做法上，通过路测实施来发现问题的依赖性和局限性，大大的节约了资源的开销并提高了我们的工作效率和质量换个角度来考虑，也为频率规划和邻区规划的有效性提供了一个很好的保障，进而为改善网络C/I 比提供间接的支持 4.HO 统计应用举例：以下面是在某运营商网络应用中,根据对天线反向切换分析后,对存在嫌疑的站点作实际勘查后的汇总表,除了5371~5373的反向切换是由于南面的高山站引起之外,其他站点都存在经纬度或方位角有较大出入的问题特别要说明的是，为了保护运营商的隐私，已对经纬度小数点前的数值做了必要的偏移处理 5.基于天线物理参数的优化应用：除了以上的算法实现之外，我们还可以根据小区的物理参数：天线高度Height 、天线下倾角Downtilt 、垂直方向的波辨半功率角Vertical_Beamwidth 来作为天线优化的重要依据 随着城市建设和网络建设的发展，城市基站的密度越来越高，频率干扰也日趋严重，为了迎制基站之间的无线干扰，天线系统的优化也就更加必要和重要可以注意到密集地域的站点地势都是平坦的开阔地域，且站距也就几百米，因而我们可以把复杂的传播问题简单化，以三角函数的计算方法来做天线系统的优化 一般来说，俯仰角的大小可以由以下公式推算： Downtilt=arctg(Height/Distance)＋Vertical_Beamwidth /2 Downtilt --天线的俯倾角 Height --天线的高度 Vertical_Beamwidth --天线的垂直平面半功率角 以上信息Downtilt 、Height 、Vertical_Beamwidth 为CELL 表中的缺省数据，这些信息在分析应用中缺一不可，且必需保证这些数据的准确性同时，这三个参数仅不能为0，否则工具将跳过当前小区的诊断分析 Distance --小区的覆盖半径，是将天线的主瓣方向对准小区边缘时的参考距离值 在批量除理时，工具将自动地对小区的覆盖范围半径Distance 进行预测，以此计算Downtilt_Reference 建议参考值 执行“ANT’s Downtilt audit base on Cell Info.”，程序即自动完成此项检查，生成效果举例如下其中，每个小区的覆盖预测用一片叶子来表示，叶中段（也就是1/2叶长处）表示估D o c u C o m P D F T r i a l w w w .p d f w i z a r d .c o m
天线下倾角设置参考表
天线下倾角设置参考表 一、天线类型选择 在移动通信网工程设计中，应该根据网络的覆盖要求、话务量分布、抗干扰要求和网络服务质量等实际情况来合理的选择基站天线。由于天线类型的选择与地形、地物，以及话务量分布紧密相关，可以将天线使用环境大致分为五种类型：城区、密集城区、郊区、农村地区、交通干线等。1、城区基站天线城区基站密度较高，单站预期覆盖范围较小，选择基站天线时应考虑以下几方面。 （1）为减少干扰，应选用水平半功率角接近于60度的天线。这样的天线所构成的辐射方向图接近于理想的三叶草型蜂窝结构，与现网适配性较好，有助于控制越区切换。如下图所示。 （2）城区基站一般不要求大范围覆盖，而更注重覆盖的深度。由于中等增益天线的有效垂直波束相比于高增益天线较宽，覆盖半径内有效的深度覆盖范围较大，可以改善室内覆盖效果，所以选用中等增益天线较好。 （3）由于城区基站天线安装空间往往有限，所以选用双极化天线比较切合实际。 综上所述，城区基站宜选用水平半功率角为60 度左右的中等增益的 双极化天线。例如水平半功率角为65度的15dBi双极化天线。 2、密集城区基站天线 密集城区基站天线的选择与一般城区基站类似。但由于密集城区基站站距往往只有400米到600 米，在使用水平半功率角为65度的15dBi 双
极化天线，且天线有效挂高35 米的情况下，天线下倾角可能设置在14.0 度到11.5 度之间。此时如果单纯采用机械下倾的方式，倾角过大将引起水平波束变宽，干扰增大，同时上副瓣也会引入较大干扰；而采用电子式倾角天线，则可以较好的解决波形畸变的问题，产生的干扰相对较小。所以密集城区基站选用电子式倾角的水平半功率角为60 度左右的中等增益双极化天线较为合适。 3、农村地区基站天线在农村地区，鉴于话务量较小，预期覆盖面积较大的特点，选择基站天线时应考虑以下几方面。 (1)对于CDMA网络而言，为提高定向基站两扇区天线服务交叠区间的通信质量(交叠区内有宏观分集的效果)，增大交叠区面积，宜选用水平半功率角较大的天线。例如水平半功率角为90 度的天线。 (2)对于GSM网络而言，为提高覆盖质量，在平原地区使用水平半功率角较大的天线效果较好，但同时会产生切换区域增大的问题；而在山区和丘陵地带使用水平半功率角较小的天线易于控制覆盖方向和范围，效果较好。 ( 3)为保证覆盖半径，应选择高增益天线。 ( 4)由于极化分集依赖于移动台周围反射体和散射体的分布，对于地物分布相对较稀疏的农村地区，极化分集效果不如空间分集。因此在安装条件具备的情况下，应尽可能使用单极化天线。 （5）如果基站周围各方向上都没有明显阻挡，话务需求较小，预期覆盖范围也较小，可以选用全向天线。 综上所述，CDMA网络农村地区定向基站宜选用水平半功率角较大的高增益单极化天线，例如水平半功率角为90度的17dBi 单极化天线；GSM 网络农村地区定向基站宜选用水平半功率角适配的高增益单极化天线，例如水平半功率角为90度或65度的17dBi 单极化天线。全向基站则可以
基站天线的下倾角设置建议
基站天线的下倾角设置建议 一、 下倾角概述 基站天线作为移动通信网络的终端，承载了电磁波发射与接收的双工功能，即移动通信信号传递的载体，其应用效果的好坏直接决定了移动通信网络的优劣。 基站天线的应用效果的好坏，一般受限于基站电磁环境、天线挂高、天线方位角及天线下倾角四大重要因素，只有四大因素相辅相成，方能实现基站天线的最佳应用效果，本文结合基站的各种电磁环境、天线挂高对基站天线下倾角的设置进行简单的分析介绍。 合理设置天线下倾角不但可以降低同频干扰的影响，有效控制基站的覆盖范围和整网的软切换比例（对CDMA 网络而言），而且可以加强本基站覆盖区内的信号强度。通常天线下倾角的设定有两个侧重方向，即侧重于干扰抑制和侧重于加强覆盖。这两个侧重方向分别对应不同的下倾角算法。一般而言，对基站分布密集的地区应侧重于考虑干扰抑制，而基站分布较稀疏的地区则侧重于考虑加强覆盖。 1.1．考虑干扰抑制时的下倾角 在基站天线半功率角范围内，天线增益下降缓慢，超过半功率角后，天线增益（尤其是上波瓣）衰减很快。因此从控制干扰的角度考虑，可认为半功率角的延长线到地面的交点（B 点）为该基站的实际覆盖边缘。在基站周围环境理想情况下，下倾角可按以下公式计算。 α＝actan （H/R ）+β/2 公式一 倾角θ 天线高度 同频小区 基站天线覆盖示意图 覆盖距离 服务区异频区 图1、 基站天线控制干扰时的下倾角应用图 其中α为天线的下倾角，H 为天线有效高度，β为天线的垂直半功率角。R 为该小区最远的覆盖距离，即覆盖长径R 。
1.2.考虑加强覆盖时的下倾角 在基站分布较稀疏的地区，天线下倾角设定无需考虑垂直半功率角等因素的影响。为保证覆盖区边缘有足够强的信号，可认为天线主瓣方向延长线到地面的交点（B点）为该基站的实际覆盖边缘。在基站周围环境理想情况下，下倾角可按以下公式计算。 α＝actan（H/R）公式二公式二含义如下图所示。 图二、基站天线控制信号强度时的下倾角应用图 二、下倾角设置的应用分析 2.1.下倾角分类 目前天线行业内天线的下倾角实现方式有三种：机械下倾角、预置电下倾角以及电调下倾角；需要下倾角=机械下倾角+预置电下倾角+电调下倾角。 1)机械下倾角：通过调整安装支架，改变天线物理位置，从而实现下倾角连续调节的 调节方式。 2)预置电下倾角：通过天线赋形技术，调整天线馈电网络，改变天线阵列中各振子的 相位，从而在天线物理位置不变的前提下，实现某个电下倾角的调节方式。 3)电调下倾角：通过天线关键器件移相器，连续调整天线馈电网络，连续改变天线阵 列中各振子的相位，从而在天线物理位置不变的前提下，实现天线电下倾角的连续 调节的调节方式。
天线方向角及下倾角测试方法
天线方向角及下倾角测试 天线方向角测试方法： 使用仪器：指南针 型号：DQY-1型 指南针的工作环境要求： 1．在使用指南针时应距离金属物体、金属管道、导线等2米以上，以免指南针自身磁场受其他磁场干扰，无法获取准确数据。2．应在晴好天气使用，避免空气中过多的带电粒子对指南针造成影响。 3．使用时应在远离强磁场，如变压器、旋转电机、高压走廊等。4．应避免在太阳黑子活跃期内使用，由于该期间地球磁场会发生偏转及磁暴现象，指南针获取数据与平时要存在较大差距。5．在测试者使用指南针时，不要在其半径1米内使用手机通话，以免影响测试数据。 第一种测试方法 1.测量者在待测天线正后方一定距离（根据实际情况，尽量远离 天线），选择一适当位置。安装好三脚架并把指南针放置于三脚 架托盘上，打开指南针盖并将指南针盖垂直立起与天线面板水 平，调节三脚架将指南针调至水平（或测量者手持）； 2.视线从指南针刻度盘边上的准针通过反光镜中间的观察孔，与 前边的校准针再与要测量的天线的支撑杆成直线；
3.此时指南针黑针所指的刻度就是该天线的方位角； 4.换另一名测试者重复上述步骤；或用另外一块表进行测量。取 得数据的平均值即 第二种测试方法 1．测量者在待测天线正前方一定距离（根据实际情况，尽量远离天线），选择一适当位置。安装好三脚架并把指南针放置于三脚架托盘上，打开指南针盖并将指南针盖垂直立起与天线面板水平，调节三脚架将指南针调至水平（或测量者手持）； 2．从指南针刻度盘边上的准针通过反光镜中间的观察孔，与前边的校准针再与要测量的天线的支撑杆成直线； 3．此时指南针白针所指的刻度就是该天线的方位角； 4．换另一名测试者重复上述步骤；或用另外一块表进行测量。取得数据的平均值即 第三种测试方法 1．测量者在待测天线板面垂直方向一定距离（根据实际情况，尽量远离天线），选择一适当位置。安装好三脚架并把指南 针放置于三脚架托盘上，打开指南针盖并将指南针盖垂直立 起与天线面板侧面水平，调节三脚架将指南针调至水平（或 测量者手持）； 2．指南针刻度盘边上的准针通过反光镜中间的观察孔，与前边的校准针再与要测量的天线的支撑杆成直线； 3．此时指南针黑针所指的刻度加或减90度（在面向天线正面
参考文档-天线下倾角理覆盖理论
一、基站天线的下倾角设置 (一)下倾角概述 基站天线作为移动通信网络的终端，承载了电磁波发射与接收的双工功能，即移动通信信号传递的载体，其应用效果的好坏直接决定了移动通信网络的优劣。基站天线的应用效果的好坏，一般受限于基站电磁环境、天线挂高、天线方位角及天线下倾角四大重要因素，只有四大因素相辅相成，方能实现基站天线的最佳应用效果，本文结合基站的各种电磁环境、天线挂高对基站天线下倾角的设置进行简单的分析介绍。 合理设置天线下倾角不但可以降低同频干扰的影响，有效控制基站的覆盖范围和整网的软切换比例，而且可以加强本基站覆盖区内的信号强度。通常天线下倾角的设定有两个侧重方向，即侧重于干扰抑制和侧重于加强覆盖。这两个侧重方向分别对应不同的下倾角算法。一般而言，对基站分布密集的地区应侧重于考虑干扰抑制，而基站分布较稀疏的地区则侧重于考虑加强覆盖。 1.1．考虑干扰抑制时的下倾角 在基站天线半功率角范围内，天线增益下降缓慢，超过半功率角后，天线 在基站分布较稀疏的地区，天线下倾角设定无需考虑垂直半功率角等因素
的影响。为保证覆盖区边缘有足够强的信号，可认为天线主瓣方向延长线到地面的交点（B点）为该基站的实际覆盖边缘。在基站周围环境理想情况下，下倾角可按以下公式计算。 α＝actan（H/R） 公式二含义如下图所示。 图二、基站天线控制信号强度时的下倾角应用图 、下倾角设置的应用分析 2.1.下倾角分类 目前天线行业内天线的下倾角实现方式有三种：机械下倾角、预置电下倾角以及电调下倾角；需要下倾角=机械下倾角+预置电下倾角+电调下倾角。机械下倾角：通过调整安装支架，改变天线物理位置，从而实现下倾角连续调节的调节方式。 预置电下倾角：通过天线赋形技术，调整天线馈电网络，改变天线阵列中各振子的相位，从而在天线物理位置不变的前提下，实现某个电下倾角的调节方式。 电调下倾角：通过天线关键器件移相器，连续调整天线馈电网络，连续改变天线阵列中各振子的相位，从而在天线物理位置不变的前提下，实现天线电下倾角的连续调节的调节方式。 2.2. 机械倾角和电下倾角的对比
移动通信天线下倾角设置
比较有用的一点东西，特别是天线下倾角设置参考表 一、天线类型选择 在移动通信网工程设计中，应该根据网络的覆盖要求、话务量分布、抗干扰要求和网络服务质量等实际情况来合理的选择基站天线。由于天线类型的选择与地形、地物，以及话务量分布紧密相关，可以将天线使用环境大致分为五种类型：城区、密集城区、郊区、农村地区、交通干线等。 1、城区基站天线 城区基站密度较高，单站预期覆盖范围较小，选择基站天线时应考虑以下几方面。 （1）为减少干扰，应选用水平半功率角接近于60度的天线。这样的天线所构成的辐射方向图接近于理想的三叶草型蜂窝结构，与现网适配性较好，有助于控制越区切换。如下图所示。 （2）城区基站一般不要求大范围覆盖，而更注重覆盖的深度。由于中等增益天线的有效垂直波束相比于高增益天线较宽，覆盖半径内有效的深度覆盖范围较大，可以改善室内覆盖效果，所以选用中等增益天线较好。 （3）由于城区基站天线安装空间往往有限，所以选用双极化天线比较切合实际。 综上所述，城区基站宜选用水平半功率角为60度左右的中等增益的双极化天线。例如水平半功率角为65度的15dBi双极化天线。 2、密集城区基站天线
密集城区基站天线的选择与一般城区基站类似。但由于密集城区基 站站距往往只有400米到600米，在使用水平半功率角为65度的 15dBi双极化天线，且天线有效挂高35米的情况下，天线下倾角可能设置在14.0度到11.5度之间。此时如果单纯采用机械下倾的方式，倾角过大将引起水平波束变宽，干扰增大，同时上副瓣也会引 入较大干扰；而采用电子式倾角天线，则可以较好的解决波形畸变 的问题，产生的干扰相对较小。所以密集城区基站选用电子式倾角 的水平半功率角为60度左右的中等增益双极化天线较为合适。 3、农村地区基站天线 在农村地区，鉴于话务量较小，预期覆盖面积较大的特点，选择基 站天线时应考虑以下几方面。 （1）对于CDMA网络而言，为提高定向基站两扇区天线服务交叠区 间的通信质量（交叠区内有宏观分集的效果），增大交叠区面积， 宜选用水平半功率角较大的天线。例如水平半功率角为90度的天线。（2）对于GSM网络而言，为提高覆盖质量，在平原地区使用水平半功率角较大的天线效果较好，但同时会产生切换区域增大的问题； 而在山区和丘陵地带使用水平半功率角较小的天线易于控制覆盖方 向和范围，效果较好。 （3）为保证覆盖半径，应选择高增益天线。 （4）由于极化分集依赖于移动台周围反射体和散射体的分布，对于地物分布相对较稀疏的农村地区，极化分集效果不如空间分集。因 此在安装条件具备的情况下，应尽可能使用单极化天线。
下倾角
电调天线，即指使用电子调整下倾角度的移动天线。 电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线的垂直方向性图下倾。由于天线各方向的场强强度同时增大和减小，保证在改变倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向性图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。实践证明，电调天线下倾角度在1°-5°变化时，其天线方向图与机械天线的大致相同；当下倾角度在5°-10°变化时，其天线方向图较机械天线的稍有改善；当下倾角度在10°-15°变化时，其天线方向图较机械天线的变化较大；当机械天线下倾15°后，其天线方向图较机械天线的明显不同，这时天线方向图形状改变不大，主瓣方向覆盖距离明显缩短，整个天线方向图都在本基站扇区内，增加下倾角度，可以使扇区覆盖面积缩小，但不产生干扰，这样的方向图是我们需要的，因此采用电调天线能够降低呼损，减小干扰。 另外，电调天线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整，实时监测调整的效果，调整倾角的步进精度也较高（为0.1°），因此可以对网络实现精细调整；电调天线的三阶互调指标为-150dBc，较机械天线相差30dBc，有利于消除邻频干扰和杂散干扰。 电调下倾与机械下倾的比较： 机械天线：机械调整下倾角度的移动天线 电调天线：电子调整下倾角度的移动天线 2、需要注意的是： 1. 天线的使用频率、增益和前后比等指标差别不大，都符合网络指标要求。 2. 机械天线和电调天线下倾角度在1°～5°变化时，其天线方向图的改变大致相同。 3. 在5°～10°变化时，其天线方向图的改变有一定的差别。 4. 在10°～15°变化时，其天线方向图的改变就有了很大的差别。 3、电调天线采用机械加电子方法下倾15°后，天线方向图形状改变不大，主瓣方向覆盖距离明显缩短，整个天线方向图都在本基站扇区内，增加下倾角度，可以使扇区覆盖面积缩小，但不会产生干扰，这样的方向图是我们需要的。而机械天线下倾15°后，天线方向图形状改变很大，从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤形，虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短，但是整个天线方向图不是都在本基站扇区内，在相邻基站扇区内也会收到该基站的信号，造成干扰。造成这种情况的原因是：电调天线与地面垂直安装（可以选择0°～5°机械下倾），天线安装好以后，在调整天线下倾角度过程中，天线本身不动，是通过电信号调整天线振子的相位，改变水平分量和垂直分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，使天线的覆盖距离改变，天线每个方向的场强强度同时增大或减小，从而保证在改变倾角后，天线方向图形状变化不大。而机械天线与地面垂直安装好以后，在调整天线下倾角度时，天线本身要动，需要通过调整天线背面支架的位置，改变天线的倾角，虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化，但天线垂直分量和水平分量的幅值不变，所以天线方向图严重变形。其优点是：在下倾角度很大时，天线主瓣方向覆盖距离明显缩短，天线方向图形状变化不大。采用电调天线能够降低呼损，减小干扰。另外在进行网络优化、管理和维护时，若需要调整天线下倾角度，使用电调天线整个系统不需要关机，这样就可利用移动通信专用测试设备，监测天线倾角调整，保证天线下倾角度为最佳值。电调天线调整倾角的步进度数为0．1°，而机械天线调整倾角的步进度数为1°，因此电调天线的精度高，效果好。电调天线安装好后，在调整天线倾角时，维护人员不必爬到天线安放处，可以在地面调整天线下倾角度，还可以对高山上、边远地区的基站天线实行远程监控调整。而调整机械天线下倾角度时，整个系统要关机，不能在调整天线倾角的同时进行监测，机械天线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计算的理论值，同实际最佳下倾角度有一定的偏差。另外机械天线调整天线下倾角度非常麻烦，一般需要维护人员在夜间爬到天线安放处调整，而且有些天线安装后，再进行调整非常困难，如山顶、特殊
天线下倾角的确定
天线下倾角的确定 天线倾角的确定 已知条件－－天线高度H，所希望得到的覆盖半径R，天线垂直平面的半功率角A。需确定天线倾角B。BH A/2CR tg(B-A/2)=H/R =>B=arctg(H/R)+A/2 说明： 不考虑路径损耗，D点功率电平是C点的一半，即小3dB。由此计算覆盖半径不完全合理。但是厂家只提供半功率角指标。实际作天线倾角时，比B值大1－2度更合理些。上式同样表明天线高度与小区覆盖半径的关系。D例： 设高度＝15，距离＝72，A为天线垂直面半功率角为8度（具体看天线型号）， 计算结果为： arctg(15/72)= 0.205 0.205* 57.296= 11.74 arctg(15/72)＋A/2= 0.205+A/2=11.74+4= 15.74度
（计算式中的 57.296=1弧度. 1角度＝180/∏＝ 57.296度， 0.205为弧度值，转换为角度： 0.205* 57.296= 11.74）， arctg(15/72)= 0.205（这个公式算出来的天线主瓣是覆盖在小区边缘的，即覆盖在72米处，为控制小区覆盖范围需加上天线垂直面半功率角/2，再加上1－2度才能把信号完全控制在小区覆盖范围内） 自由空间损耗公式计算： LS(dB)= 32.45+20lgf(MHZ)+20lgd(KM) 900(MHZ)计算结果： =20lg(4∏/C)+20lgf(MHZ)+20lgd(KM) =20lg(4∏/3)-160＋ 119.08+20lgd+60=12.44+20lgd+ 19.08=31.52+20lgd 1800(MHZ)计算结果： =20lg(4∏/C)+20lgf(MHZ)+20lgd(KM) =20lg(4∏/3)-160+
天线选用原则及下倾角计算
1、天线选用原则 站点选择天线类型时，必须依据下面的原则： 1、对于城区S111站点使用65度垂直极化或双极化天线，对于郊区S111站点使用90 度垂直极化天线； 2、城区S110或S100站点，根据覆盖要求选择90度或其他水平波瓣角较大的天线； 3、密集城区普通站点或郊区较高站点（高度超过60米）选用大垂直波瓣角（7~16 度）、大电子下倾角的天线；高度超过50米的密集城区站点采用电调天线；其余站点可用垂直波瓣角比较小的天线（5~7度）； 4、要求覆盖范围比较大的站点，比如农村站点、覆盖高速公路站点，选用大增益 天线（17dBi左右）； 5、非常密集区域站点选用大增益天线，比如市区的城中村（17dBi左右）； 6、直放站天线：施主天线使用八木天线或栅格剖面天线，使用前需要首先了解库 存情况，八木天线目前只有800M天线，增益分别为10、12、14dBi，根据直放站位置接收信号情况选用合适型号。 7、室内分布系统天线：一般使用吸顶天线（一般增益3dBi左右，全向）或挂壁定 向天线（增益6dBi左右，一般90度波束宽度）。 对于室内分布系统电梯中的天线，如果电梯中有足够的位置安装，使用八木天线，否则使用挂壁定向天线。 8、规划的时候，如不能确定天线具体型号，可以将某些参数选择原则确定下来， 如‘65度双极化大增益’等，根据这些参数和库存情况可以选用合适天线。 9、项目负责人根据天线选用原则、最新天线可用量表和天线参数表，选择合适的 天线，对于不提供天线的项目，给出相应的参数； 附：2002年7月31日室内分布系统及直放站天线资料。
2、下倾角计算 下倾角的计算有以下几种形式： α = atan ( ( H1-H2 ) / L ) * 360 / ( 2 * π ) + β/2 – e_γ(公式一) 其中α表示准备采用的机械下倾角； H1表示站点高度，H2表示周围平均高度； L表示站点到本扇区正对方向站点的距离，通过两个站点之间的经纬度可以求出； β表示垂直波瓣角，β/2表示垂直波瓣角的一半； e_γ表示电子下倾角； 公式一计算出来的机械下倾角为：站点和周围高度差到附近站点的俯角，加上垂直波瓣角的一半，去掉电子下倾角； 以前采用的该方案，普遍反映下倾角太小。 α = atan ( ( H1-H2 ) / L ) * 360 / ( 2 * π ) + β– e_γ(公式二) 相对公式一，本公式的区别是将垂直波瓣角的一半改为了垂直波瓣角，角度明显偏大，尤其是对于垂直波瓣角比较大的天线。 α = atan ( ( H1-H2 ) / L * 2 ) * 360 / ( 2 * π ) + β/2 – e_γ(公式三) 相对公式一，本公式的区别是垂直波瓣角的一半对应的位置是两个站点的中间位置，而不是原来的对面基站底下，也就是使垂直波瓣角的一半覆盖两个站点之间区域的一半。 目前计算下倾角的工具中使用的是公式三。 用下倾角计算公式得到的下倾角只是一个初始值，用于仿真或工程初始下倾角设置，可以根据仿真情况调整或实际网络开通后根据路测结果调整。 具体的计算格式见Excel文件“下倾角计算”。 下倾角计算表格是这样计算的，首先根据左上角的地球半径，计算出当前站点到本业务区（某一片站点，过远的站点可以不输入到该表中，可以根据站点情况调整表格规模）所有站点的距离，即“与当前站点距离”一栏，然后根据下倾角一栏用公式计算出当前站点到各站点应该采用的下倾角，然后根据站点和周围站点之间的关系，找到各扇区对应的站点，就能够得到应该设置的下倾角了。可以每个站点都设置一个工作表，修改当前站点的参数和天线参数即可求得所有站点应该设置的下倾角。