GSM基站天线知识

华为技术有限公司

无线网络规划部 文档编号 产品版本 密级

产品名称： 共41页

GSM基站天线选型指导书

(仅供内部使用)

拟制： 专题研究组 日期： 2002-01-04

审核： 网规专家组 日期： 2002/02/07

审核： 日期： yyyy/mm/dd

批准： 日期： yyyy/mm/dd

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2013-03-26 版权所有，侵权必究 第2页，共54页 GSM基站天线选型指导书

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2013-03-26 版权所有，侵权必究 第3页，共54页 修订记录

日期 修订版本 描述 作者

2002/01/04 1.00 初稿完成 陶茂弟 何群

GSM基站天线选型指导书

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2013-03-26 版权所有，侵权必究 第4页，共54页 GSM基站天线选型指导书

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2013-03-26 版权所有，侵权必究 第6页，共54页 目 录

1天线概念 6

1.1天线增益 6

1.2天线方向图 7

1.3极化方式 9

1.4下倾（Downtilt） 9

1.5电压驻波比（VSWR） 9

1.6端口隔离度 10

1.7功率容量 10

1.8天线输入接口 10

1.9无源互调（PIM） 10

1.10天线尺寸和重量 10

1.11风载荷 11

1.12工作温度和湿度 11

1.13雷电防护 11

1.14三防能力 11

2选型中的天线特性考虑 12

2.1天线波束宽度与增益之间的关系 12

2.2极化方式的对比 13

2.3天线增益的选择 13

2.4机械下倾与电子下倾的比较 14

2.5预置下倾与零点填充的作用比较 16

2.6倾角调整 16

2.7波束宽窄的选择 17

2.8地形匹配波束的选用 17

基站天线的知识:

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。

２００６年７月　第４２卷第７期　铁道通信信号　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＩＧＮＡＩ　Ｉ　ＩＮＧ＆Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０Ｎ　Ｊｕｌｙ．２００６　Ｖｏ１．４２　ＮＯ．７　

ＧＳＭ．Ｒ基站天线的选型分析　

王毅勇　王惠生一　张　爽一　

摘要：简要介绍ＧＳＭ—Ｒ系统基站使用的天线和应用方式，通过测试数据说明选用不同天线对覆　盖效果的影响。特别提出了减小天线下倾角的重要性，以及天线下倾角调谐方式对减少同频干扰　的作用。　关键词：天线，下倾角，选型　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｎｔｅｎｎａ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ＧＳＭ—Ｒ　ｂａｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．　Ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｕｓｉｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｎｔｅｎｎａ　ｏｎ　ｃｏｖｅｒｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｉｓ　ｅｘｐｌａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｄａｔａ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｃｌｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｇｌｅ　ｏｆ　ａｎｔｅｎｎａ　ｗａｓ　ｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ａｄ—　ｊ　ｕｓｔｉｎｇ　ａｎｔｅｎｎａ　ｄｅｃｌｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｇｌｅ　ｏｎ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｈｏｍｏ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｗｅｒｅ　ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｎｔｅｎｎａ，Ｄｅｃｌｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｇｌｅ，Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　

无线通信的场强覆盖状况对任何系统都是保证　

通信质量的先决条件。基站天线在无线通信系统的　

覆盖中起着重要的作用，对系统的通信质量、干扰　

程度甚至对工程投资都有很大影响。为此，通过对　

已建ＧＳＭ—Ｒ移动通信系统的基站天线分析和覆盖　

测试比较，可说明不同基站天线设计对系统性能产　

生的不同效果。　

１　天线特性　

ＧＳＭ—Ｒ系统基站的天线主要使用方向性天线　

移动通信天线基本知识介绍

第1页 共14页 目录

第一章 天线的基础知识 ............................................................................................... 2

1.1 天线的作用与地位 .............................................................................................. 2

1.2 天线的基本原理 .................................................................................................. 2

1.3 天线的基本参数 .................................................................................................. 3

1.3.1 天线的输入阻抗....................................................................................... 3

1.3.2 天线的驻波比 .......................................................................................... 4

1.3.3 天线的极化方式....................................................................................... 4

1.3.4 天线的增益.............................................................................................. 5