天线下倾角设置参考表之令狐文艳创作

一．基本原理天线作为基站天馈系统的核心部分，其性能的好坏直接影响到无线覆盖的质量，所以天线系统的优化是重中之重。

需进行检测的优化指标包括：方位角、下倾角（机械下倾角、电子下倾角）、天线挂高、天线厂家、天线型号、天线覆盖中心受阻情况、天线隔离度、抱杆牢固及垂直度等下倾角计算具体方法，如下图所示：图 1下倾角计算参数关系图可以看出，当天线倾角为0度时天线波束主瓣即主要能量沿水平方向辐射；当天线下倾α度时，主瓣方向的延长线最终必将与地面一点（A点）相交。

由于天线在垂直方向有一定的波束宽度，因此在A点往B点方向，仍会有较强的能量辐射到。

根据天线技术性能，在半功率角内，天线增益下降缓慢；超过半功率角后，天线增益（特别是上波瓣）迅速下降，因此在考虑天线倾角大小时可以认为半功率角延长线到地平面交点（B点）内为该天线的实际覆盖范围，也使主瓣的最大增益点对准覆盖区的边缘。

根据上述分析以及三角几何原理，可以推导出天线高度、下倾角、覆盖距离三者之间的关系为：α＝arctg (H/D)+ θ/2-γe上面两个式子中，α为天线的初始机械下倾角，单位为度；H表示站点的有效高度，也就是天线挂高和周围覆盖区域平均高度之差，单位为米；D表示该站点天线到本扇区需要覆盖边缘的距离，单位为米；θ表示天线的垂直波束宽度，单位为度；γe表示天线电下倾的角度，单位为度。

上式可以用来估算倾角调整后的覆盖距离。

但应用该式时有限制条件：倾角必须大于半功率角之一半。

式中垂直波束宽度可以查具体天线技术指标或计算得出。

当基站距离覆盖目标大于800米时，大面积覆盖仍是最重要的关注点，估算天线下倾角时不必考虑垂直半功率角的影响，此时下倾角一般为1-4度；特殊情况下如基站本身已经建在较高位置，此时下倾角也可能较大。

为了便于实际运用和考虑相邻小区间必要的部分区域重叠，密集市区基站到覆盖目标距离D可以简化为小区设计半径；天线高度H指基站与覆盖目标的相对高度，并且本文我们只讨论近似平原地区。

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。

UHF低功率小型天線的設計要點●令狐文艳●前言●談天線●天線格調●天線的特性●鞭狀天線●短鞭狀天線●平面螺旋天線前言最近有幾個小型的無線電網路系統正在發展當中，比較有名氣的包括有藍芽系統(Blue-Tooth)及HomeRF等，這些都是微功率的通訊系統，自然也會大量牽涉到選用的天線系統。

另外，不論是保全或者是汽車遙控等其它民生用途，也應用到許多的微功率無線電通訊。

還有許多其它像是影音傳輸等消費性電子產品，也應用到不少的微功率無線電系統。

在這些應用當中，最為普遍的首推ISM波段(註1)的應用，因為依照國際電訊聯盟(ITU)的規範，使用ISM波段不需要申請執照，也就是該波段是屬於開放性的，因此這裡也就以ISM波段應用的天線為例子來做說明，其中使用最普遍的頻率是434MHz及916MHz(註2)。

一般開放性資料庫當中，有關UHF小型天線的資料非常有限。

對於微功率無線電通訊相關產品而言，天線的品質非常重要，因為它主宰了有效的通訊距離，因此天線的選用與設計是非常重要的。

此類產品的設計中，於天線設計方面，除了成本考量外，還必須要選對天線的種類，才能達到最好的成本/性能比。

除此之外，與發射機及接收機的匹配與調諧也非常重要，為了要有最佳的整體性能，設計者自然要懂得天線的工作原理，以及應用時的一些重要考慮因素。

本文最主要的目的是希望能夠協助此類天線的非專業設計者，能夠從有限的基本知識中，以很有效率的方式，完成最佳的天線設計。

在未進入主題之前，先以淺顯的方式來介紹早期天線發展的歷史，雖然這是以業餘無線電的眼光及角度去看的，但是早期無線電的發展與業餘無線電的發展，幾乎是可以畫上等號的，因此，這實際上也可以說是無線電天線的發展史。

一門失落的藝術-正本清源談天線如果你是一位資深的業餘無線電愛好者，那麼我想你一定也熟悉天線（Antenna）的另一個名稱，叫做Aerial，所謂Aerials就是指一條條用來發射或接收無線電訊號的長導線；當然這是指高科技人員在還沒將它們發揚光大，並稱它們為天線之前的情況。

天线下倾角最大允许偏差天线下倾角是指天线与地面之间的夹角，它对于无线通信系统的性能至关重要。

在实际应用中，天线下倾角的偏差会对通信质量产生重要影响。

因此，确定天线下倾角的最大允许偏差是非常重要的。

我们需要明确天线下倾角的定义。

天线下倾角是指天线指向地面的角度，一般以水平面为参考。

在无线通信系统中，合理的天线下倾角有助于信号的传播和接收。

根据不同的应用场景和需求，天线下倾角的最大允许偏差也会有所不同。

在现代通信系统中，天线下倾角的最大允许偏差一般由系统设计人员根据实际需求进行确定。

在确定最大允许偏差时，需要考虑以下几个方面：1. 信号覆盖范围：天线下倾角的偏差会直接影响信号的覆盖范围。

如果天线下倾角偏差太大，信号可能无法覆盖到目标区域，导致通信中断或信号弱。

因此，需要根据实际应用场景确定合理的最大允许偏差，以保证信号的覆盖质量。

2. 天线高度：天线下倾角的最大允许偏差还需要考虑天线的安装高度。

天线安装的高度会直接影响信号的传播距离和角度。

一般来说，天线安装的高度越高，天线下倾角的最大允许偏差也可以相应增大，因为高处安装的天线可以更好地覆盖目标区域。

3. 环境影响：天线下倾角的最大允许偏差还需要考虑环境因素对信号传播的影响。

例如，如果通信系统部署在有建筑物或障碍物的城市环境中，天线下倾角的最大允许偏差可能需要比较小，以避免信号被阻挡或反射导致干扰。

在实际应用中，为了保证通信质量和系统性能，通常会采用一些调整手段来控制天线下倾角的偏差。

例如，通过调整天线的安装角度、使用下倾角调整器或者使用自动倾斜系统来实现天线下倾角的精确控制。

天线下倾角的最大允许偏差是根据实际应用需求确定的重要参数。

合理地确定最大允许偏差可以保证通信系统的正常运行和性能优化。

在实际应用中，系统设计人员需要综合考虑信号覆盖范围、天线高度和环境因素等因素来确定合理的最大允许偏差。

通过采用合适的调整手段，可以实现天线下倾角的精确控制，提高无线通信系统的性能和覆盖质量。

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。

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（在面向天线正面逆时针一侧加90度，顺时针减90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。

天线下倾角调测[新版]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。

点击选中需要配置的驱动器，在主界面下方找到并点击功能键“Edit Selected”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”。

点击选中需要配置的驱动器，在主界面下方找到并点击功能键“Move Selected”进入编辑选择窗口。

在编辑窗口内填写所有的信息后，点击“Activate”，跳出对话框询问是否激活，点击“OK”。

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。

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。

BHA/2CRtg(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)=0.2050.205*57.296=11.74arctg(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+20lgd1800(MHZ)计算结果：=20lg(4∏/C)+20lgf(MHZ)+20lgd(KM)=20lg(4∏/3)-160+125.1+20lgd+60=12.44+ 25.1+20lgd=37.5+20lgd。

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。

①天线挂高：是指不算地面‎只算天线悬空‎的长度或高度‎。

计算方法：算建筑物的高‎度加支撑架到‎天线的中点的‎距离。

②方位角：正北方向的平‎面顺时针旋转‎到和天线所在‎平面重合所经‎历的角度。

在实际的天线‎放置中，方位角通常有‎0度，120度和2‎40度。

分别对应于A‎小区、B小区、C小区③下倾角是天线‎和竖直面的夹‎角。

天线下倾角的‎计算可以建立‎在如图1所示‎的模型下。

其中H表示天‎线的高度，D表示基站的‎覆盖半径，α就表示天线‎的下倾角，β/2‎表示半功率角。

那么天线的下‎倾角α为arctan‎(H/D)+β/2。

在实际中只要‎已知了基站的‎高度、覆盖半径和半‎功率角就可以‎计算出天线的‎下倾角。

Andori‎d中的方位倾角仪（antenn‎a downti‎l t）：是Andro‎i d平台下的‎一款测量方位角和下倾角的软‎件。

根据软件自身‎的功能描述，只要将手机的‎背面对着天线‎，软件就可以测‎量出天线的方‎位角和下倾角‎。

天线下倾角的‎调整是网络优‎化中的一个非‎常重要的事情‎。

选择合适的下‎倾角可以使天‎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。

天线方向角的‎调整对移动通‎信的网络质量‎非常重要。

一方面，准确的方向角‎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‎体情况对方向‎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ERI‎C SSON设‎备）中，定向站一般被‎分为三个小区‎，即：A小区：方向角度0度‎，天线指向正北‎；B小区：方向角度12‎0度，天线指向东南‎；C小区：方向角度24‎0度，天线指向西南‎。

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。