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
设置的下倾角。内置角一般控制在5度内，现场调整的下倾角一般在10度内，因此下倾角的总调整范围是15度左右。
3.2 天线下倾角的计算
根据天线覆盖区域的话务量多少，将覆盖区域划分为2种，一种是高话务量区域，主要是城市区域，天线下倾角的计算公式为：
天线下倾角=arctag(H/D)+垂直半功率角/2
一种是低话务量区域，一般包括郊区和农村等区域，天线下倾角的计算公式为：
天线下倾角=arctag(H/D)
其中，H是天线高度，D是小区覆盖半径，垂直半功率角=10度。由公式可见，影响天线下倾角的重要因素有2个，一是天线与被覆盖区域的垂直相对高度，二是天线与覆盖区域的水平距离，当天线与覆盖区域的水平距离和垂直相对高度都确定的情况下，通过公式可以计算出天线下倾角的相应数值。
具体角度关系如图：
4、倾角应用中需要注意的问题
1)利用天线下倾来降低同频干扰时，天线下倾角的选择必须根据实际使用天线的垂直方向图具体计算后进行。既要尽量减少对同频小区的干扰，又要保证满足服务区的覆盖范围，以免出现不必要的盲区。
2)天线下倾过大会引发水平方向图的畸变，对C/I及覆盖控制都不利。
3)天线下倾后，原来覆盖区的边缘处由于偏离了天线的主瓣，导致信号强度下降，这可以通过合理增大基站发射功率来补偿，这样即提高了载干比C/I，又不会因天线下倾导致覆盖区边缘信号强度下降过大。
4)天线下倾过大时，必须考虑天线的前后比，避免天线后瓣对背后小区产生干扰或天线旁瓣对相邻小区的干扰。
5)选择下倾角的原则是使天线至本小区边界的射线与天线至受干扰小区边界射线之间处于天线垂直方向图中增益衰落变化最大的部分，这样可使同频干扰减至最小。
5、结束语
天线下倾角设置的原理是工程设计人员必须能够理解和运用的技术知识基础，是设计人员不断地深入学习和研究基站覆盖效果的入门砖，同时也能够为更好的做好无线网优工作打好基础，应该认真掌握。
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。
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 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
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：
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 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
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 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 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
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
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。
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+
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。