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

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。