天线下倾与覆盖的关系
天线下倾角与方向图的关系
天线下倾角与方向图的关系
首先概述天线的方向图的概念：严格意义上，天线的方向图是表征天线辐射特性的一个指标，一般情况下天线的方向图表示天线辐射电磁波的功率或者场强在空间各个方向的分布图形。
在实际的工程应用中，我们往往将方向图的概念理解为天线的实际覆盖效果。
从严格意义上的方向图概念来理解：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。
从表征覆盖效果的方向图定义来理解的话，机械下倾的调整是在天线与地面垂直安装好以后，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物理倾角。
机械下倾角的变化导致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，所以天线到地面的覆盖面积和覆盖强度都会发生较大的变化。
下图分别示意了三种情况的覆盖：1、垂直安装的天线正常情况下的覆盖情况2、调整天线电子下倾后的覆盖面积的变化较小3、调整机械下倾角后，地面的覆盖情况发生了较大的变化，图形由原有的椭圆形变成了纺锤形。
电子下倾在物理实现上比较容易，可以通过调整各天线阵子的相位进而实现下倾角的调整，同时电子下倾的步进精度较大，易于控制。
机械下倾就是通过调整安装倾斜度来实现，这种调整形式比较粗犷，靠手工
来调整下倾角度精度较差。
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 /2Downtilt --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算出来的天线主瓣方向垂青对准时的覆盖参考半径，叶尖表示估算出来的天线主瓣边缘（半功率角上缘）的覆盖参考半径叶子中央的那根线（在此可称之为：叶脉），表示当前的高度和下倾角情况下，天线垂直中线正对的距离点当这个距离点偏离叶中段参考位置越远，叶子就越红，叶子也越宽大，其下倾角就越需要优化如下图中的17386小区所示，它的当前Downtilt 为2度，建议的Downtilt_Reference 值为7度在实际的调整工作中，为了有效地抑制频率复用所产生的网内干扰，一般在由此得出的俯仰角角度的基础上再加上1-2度，使信号更有效地控制在本小区覆盖范围内备注：这一简便的应用，也可以为网络优化的初级从业人员，在实施天线下倾角优化时，提供有效的参考依据6.基于DT 路测的覆盖诊断策略：最后为了能直观地发现小区的过覆盖（越区）问题、和天线的反向覆盖问题、或经纬度错误问题，我们也开发了专项诊断应用模块下面就以某地的高速测试作为实例来说明这方面的应用：执行“ANT’s Coverage Audit base on DriveTest”，根据提示选定要分析的路测数据表，即自动完成小区覆盖的分析问题小区以与路测数据之间创建飞线来表示其中过覆盖问题用黄-->橙-->红三种颜色来警示，严重性依此颜色表示依次加入，如黄塘1、双阳阳江2、华大搬迁2、火车站2等都存在不同程度的越区覆盖问题，可以对天线系统的下倾角进行优化；同样地，反向覆盖问题用洋红色来表示，如下图所示的洛阳中学1、赤涂2存反覆盖，这也确切的反映出它们的经纬度存在错误，必需给予关注，可以安排额外的站点勘查工作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。
天线下倾与覆盖的关系
1.1 天线下倾与覆盖的关系
控制覆盖范围的手段一般采用天线下倾技术，天线下倾带来的额外好处是可以提高覆盖区内的信号强度；天线下倾角大小与需控制的覆盖范围、基站天线的相对高度、天线垂直波瓣的宽度等有关；天线下倾的方法一般来说只适用于基站天线相对高度较高的情况，利用天线垂直波瓣尖锐的特性，通过使天线向下倾斜一定的角度，在控制覆盖区外的天线指向上的水平方向上取得一定的增益降低值，从而有效地控制覆盖范围及减少对远处同频基站的干扰。
理想情况下，应尽量使垂直波瓣增益最大处指向小区边沿。
使用垂直波瓣很尖锐的天线效果更为明显。
1.2 天线进行机械下倾和电子下倾对覆盖的影响
目前实现天线俯仰角的方法主要有两种：机械下倾和电子下倾，如下图所示，如果采用机械下倾的方法，当下倾角度比较大时，水平方向图严重变形，出现被压扁的现象。
这在实际网络中可能会带来不必要的越区覆盖或增加干扰。
而电下倾时，水平方向图基本保持不变，只是覆盖的范围有所缩小，有利于减少对周边小区的干扰。
图6 机械和电子下顷的对比情况
1.3 天线下倾角设置建议
调整天线下倾角的主要目的是控制基站的覆盖范围，减少移动通信网络中站与站之间的干扰。
天线下倾角设置参考表
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。
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。
天线下倾知识点总结
天线下倾知识点总结一、天线下倾的原理通常情况下，无线通信天线的安装高度都会比较高，这样可以最大化地覆盖辐射范围，提高信号传输距离。
然而，在一些特定的场景中，比如密集城区、高层建筑群或山区等，高天线安装会导致信号覆盖不均匀或者出现盲区，影响用户的通信体验。
此时就需要采用天线下倾技术，将天线向下倾斜一定角度，以改善信号覆盖和增加信号容量。
天线下倾的原理主要是通过改变天线主波束的方向来调整覆盖范围，将信号更多地覆盖到地面，减少对天空中无穷无尽的空间资源的占用。
通过对信号功率和方向的调整，可以实现更精确的覆盖和更均匀的信号分布，满足不同场景下的通信需求。
二、天线下倾的优势1. 提高覆盖均匀性：天线下倾可以使信号更多地覆盖到地面，减少对天空资源的占用，从而提高覆盖的均匀性，减少盲区的出现，提升通信质量。
2. 增加覆盖容量：下倾天线可以将信号更多地覆盖到低空区域，满足密集城区、高层建筑区或山区等特殊场景的通信需求，提高网络容量和频谱利用率。
3. 降低干扰和阻塞：通过调整天线主波束的方向，可以降低不同小区之间的信号干扰和阻塞，提高网络的整体性能。
4. 优化用户体验：通过提高覆盖均匀性和增加覆盖容量，可以提升用户通信体验，减少掉话率和数据传输速率的波动。
5. 节省建设成本：下倾天线可以减少需求的基站数量，提高基站的覆盖半径，从而降低网络建设成本和维护成本。
三、天线下倾的应用场景1. 城市密集区域：在城市密集区域，建筑物密集、人口集中，高层建筑遮挡等会导致信号覆盖不均匀和盲区的出现，此时采用天线下倾可以有效改善信号覆盖和容量，提高用户通信体验。
2. 山区和丘陵地带：山区和丘陵地带地势较高，常规的天线安装会导致信号向上覆盖过多，形成信号覆盖不均匀或者盲区，采用天线下倾可以将信号更多地覆盖到地面，优化信号分布。
3. 室内覆盖：在大型商场、地铁站、机场等室内场景中，由于建筑物遮挡和多径干扰等因素，常规的室外天线覆盖范围有限，采用天线下倾可以实现更好的室内覆盖效果。
天线下倾角与覆盖距离计算工具
方法依据：
1、站点覆盖距离要进行严格控制，不要过覆盖，但也需要有一定的重叠覆盖，以上半功率角覆盖点（右图红点）覆盖到下一个站的2/3为界，计算出规划下倾角使用方法
1、根据站间距算合理的下倾角
（1）输入2个站点的经纬度，G列自动输出两个站点的站间距
（2）根据输入的J/K/L列天线挂高、垂直半功率角、现网下倾角，自动计算出近点、中点、远点覆盖距离（M、N、O列）
（3）根据G列的站间距，H列自动算出2/3站间距长度，P列根据2/3站间距、垂直半功率角和天线挂高（H、J、K列）自动算出下倾角。
天线离地最低高度、挂高对覆盖区域的影响及调整
天线离地最低高度、挂高对覆盖区域的影响及调整天线属于广播传输中非常重要的环节，属于电磁波传输的主要通道。
它主要执行能量转换。
一般来讲，天线系统的质量指标，技术性能以及技术参数等都会对覆盖范围的有效性以及安全广播等造成比较严重的影响，本篇文章主要对其进行简单地介绍，希望可以给大家带去一些启发。
标签：天線，高低，影响1.前言天线的仰角以及离地最小高度等都会对覆盖区域造成严重的影响，因此在使用的过程中一定要对其进行维护以及调整。
与此同时，在使用中一定要和天线的实际操作相结合，使得天线的性能以及质量得到提高，并使其作用充分的发挥出来，使得天线的使用寿命得到延长，使得广播节目的质量得到提高，进而对广播业的长期可持续发展起到促进的作用。
2.天线的具体作用天线的具体功能是把发射机产生的射频电能更好的转变为自由空间辐射，这样就可以对特定区域的电磁波进行覆盖。
FM广播天线需要对辐射方向图进行调整，如果副瓣以及主瓣比较集中，那么广播效果就会比较好，覆盖的区域也会比较的集中。
天线所具备定向辐射方向图的功能，这样可以把辐射的能量在较窄的对象角中进行集中，会使得覆盖区域的电场强度得到增加，降低对相邻频率站以及相邻区域的干扰。
天线距地面的最小角度，仰角以及方向角等对覆盖区域会造成比较严重的影响，FM广播天线的方向角以及仰角与天线离地面的悬挂高度以及最小高度之间具备非常直接性的关系。
天线方向以及仰角会对覆盖区域的接收效果造成比较严重的影响，其还会对其他区域的接收造成严重的影响。
FM广播天线通常会在室外比较高的区域进行安装，在自然环境当中，有非常多的因素都会对其造成比较严重的影响，比如：金属材料的变化以及土壤问题等都会对天线指数造成直接性的影响，土壤具备较强的柔软性，这样塔架基座以及天线由于在地球重力以及自重的影响下会对天线造成下沉的影响。
塔架在下沉的过程当中，会出现拉线差异，局部倾斜以及不均匀力等造成的局部弯曲等情况。
天线金属材料在制造的过程当中也同样会存在一定的缺陷，近些年来，由于受到不同张力的具体作用，其会出现不同程度的扩展，比如强风，地震，热膨胀以及收缩等变化都会对塔桅杆的初始张力受到影响，因此天线的悬挂高度以及最低地面高度都会出现一定的移动，这些情况会对天线的方向角以及仰角造成比较严重的影响，覆盖区域也会出现一定的变化[1]。
移动通信基站天线基础知识
移动通信基站天线基础知识移动通信基站天线基础知识移动通信基站天线是无线通信系统中的重要组成部分，其作用是将无线信号从基站传输到用户终端，或将用户终端发送的信号传输到基站。
在移动通信系统中，合理选择和配置天线，对于保证无线信号覆盖范围、提高通信质量和增强系统容量至关重要。
本文将介绍移动通信基站天线的基础知识。
1. 移动通信基站天线的分类移动通信基站天线根据其发射和接收的信号频段可分为以下几类：- 全向天线：全向天线也称为接收天线，用于接收用户终端发送的信号。
它能够从360度方向接收信号，常用于基站的覆盖区域边缘。
全向天线具有较大的接收范围，但其增益相对较低。
- 扇形天线：扇形天线是指发射或接收范围为扇形的天线，用于覆盖基站某一特定区域。
扇形天线可以通过调节天线的电子下倾角来控制其覆盖范围，从而提高通信质量和系统容量。
- 定向天线：定向天线也称为高增益天线，用于提供长距离的通信服务。
定向天线的发射和接收范围较为有限，主要用于连接不同基站或进行无线链路的覆盖。
定向天线具有较高的增益，可以提供更远的传输距离和更强的信号质量。
2. 移动通信基站天线的参数移动通信基站天线的性能与一些重要参数密切相关，包括：- 频率范围：天线的频率范围应与无线通信系统的工作频段相匹配，以确保信号的传输和接收。
- 增益：天线的增益是指其将无线信号从基站传输到用户终端的能力。
增益越高，信号传输的距离也就越远。
- 下倾角：天线的下倾角是指天线主轴与地平面的夹角。
通过调整下倾角，可以实现天线信号的覆盖范围控制。
- 方向性：天线的方向性表征了其在接收或发射信号时的范围。
全向天线具有较低的方向性，而定向天线具有较高的方向性。
- 驻波比：驻波比是指天线输入阻抗和传输线的阻抗之比。
驻波比越小，表示匹配度越好，系统效率越高。
3. 移动通信基站天线的安装和调整移动通信基站天线的安装和调整是保证系统正常运行的关键步骤。
以下是一些需要注意的要点：- 天线高度：基站天线的高度应根据实际情况选择，以保证信号的覆盖范围和传输距离。
直放站设备以及室内覆盖知识点
直放站设备以及室内覆盖系统维护知识点1、为天线设置有下倾角是为了便于更好的控制覆盖和干扰；2、室外直放站安装均要求接地，一般接地电阻应小于多少5Ω；3、直放站可以解决应急通信工作中的话务容量问题；4、GSM的全称为全球移动通信；5、若直放站的收发天线之间的隔离度不能达到要求，会对系统造系统自激；6、我们测试到的GSM通话质量共分为8级；7、下列不可能出现的驻波比值的范围是1-无穷大；8、飞地系统直放站设备最适合解决在离基站距离较远的山区的覆盖问题；9、直放站设备中，双工器的主要任务是对上下行信号进行分路和合路；10、按覆盖范围分类，直放站分为室内直放站、室外直放站11、跳频可以有效抗多径干扰，有效降低同、邻频干扰，分为射频跳频和基带跳频。
12、在光纤宽带直放站远端中使用的模块单元有环形双工器、滤波器、低噪声放大器、光收发模块；13、如果干放设备无告警，但干放设备下行没有输出，可能是由以下直放站功放被关闭、直放站参数ATT和ALC设置有误、直放站输入为零引起；14、GSM系统采用GSM900频段和GSM1800频段两个频段进行工作；15、GSM900一共有124个频点，其中国移动频点为1 —94号频点，95号频点为移动和联通频率之间的间隔保护频点；16、GSM采用的多址方式为FDMA、TDMA；17、在直放站设备无告警，但覆盖区客户通话存在故障时，我们可以通过对直放站覆盖区和施主基站覆盖区进行测试比较；检查天馈系统是否完整，驻波比值是否正常；结合机房查询施主基站的载频数量以及是否存在告警；关闭直放站排等手段查故障起因；18、GSM900的一个TDMA帧为8时隙，移动台开机后，移动台停靠在小区的BCCH载频上。
19、驻波比测试仪有两种测试模式，分别为：频率模式和距离模式。
20、移动通信的主要干扰有：同邻频干扰、互调干扰及外部干扰。
21、在GSM系统中，同频干扰比C/I一般大于9 dB。
22、邻频干扰比C/I一般小于-9 dB；23、2W为33dBm，10W为40dBm，GSM900移动手机的最大发射功率为2W；24、光纤直放站使用AC220V或DC-48V供电，室外直放站接地电阻一般要小于3欧姆；25、直放站的组成主要是接收机、发射机、天线；26、馈线曲径：7/8馈线大于120度，1/2馈线大于70度，地线要超过130度；27、干放中有滤波器、环形双工器、功放和低噪放；28、光纤直放站远端机离基站最远允许达到20公里。
天线、室内覆盖原理
天线、室内覆盖工作原理第一章天线的基本原理一、基本电振子的工作原理当电流通过导体的时候，就会产生磁场。
当导体放置在磁场的时候，就会产生电流。
这个就是天线的基本原理。
在研究天线的工作原理前，我们先把天线分解，从基本电振子开始，到电对称振子，最后是天线阵列，也就是我们通常使用的“天线”。
基本电振子是指无限小的线电流单元，其长度远远小于磁场的波长，所以，基本电振子上电流的振幅和相位处处相同。
我们不必关心基本电振子辐射场的计算公式，只需要了解其辐射场的形状即可，入下图所示：基本电振子具有方向性，在不同方向相同距离的点，其场强是不同的，所以在进行不同数量基本电振子叠加的时候，得出的将是不同的场强形状。
电对称振子的工作原理实际使用到的线电流导体，不可能只是一个点，而是具有一定的长度。
我们可以利用叠加原理，用积分求和将基本振子在一定长度导体上的场强叠加起来。
工程中用得最多得是电对称振子，其由两根相同性质的直导线顺序排列构成，两根导线中间馈电，如下图：电对称振子随着长度（L）的增加，L/λ的比值也增加，方向图将变得尖锐，当L≥λ/2的时候，辐射场除了主瓣外还出现了旁瓣，当L＝λ的时候，在垂直于振子轴线的方向上没有辐射。
通常，我们最关心的是半波振子（2L=λ/2）和全波振子（2L=λ）时候的辐射场。
二、天线阵列的工作原理我们总希望天线的能量集中在我们需要的某个区域，基本振子和电对称振子的方向性都不强，为了增加天线的方向性，可以将多个电对称振子组成天线阵，通过调整每个天线单元的形状、相互位置和电流大小，就可以对天线阵的振幅和相位进行控制，得出我们需要的场强形状图。
影响天线阵场强分布的因素有：1、天线单元数2、天线单元的相互位置3、天线单元的电流4、天线单元电流的相位三、天线的基本特性1.方向发射天线在空间各个方向上辐射的能量不是平均的，接收天线对于空间各个方向上接收到的信号能量也是不平均的。
我们可以用极坐标来表示天线在垂直方向和水平方向的方向图。
天线挂高 下倾角 方位角
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。
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 downtilt ）：是Android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ERICSSON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。
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。
调整小区天线下倾角控制覆盖的必要性及计算方法
调整小区天线下倾角控制覆盖的必要性及计算方法作者：张英杰韩印虎来源：《中国新通信》2013年第09期【摘要】随着基站建设密度的增加，频谱资源有限，控制基站的覆盖以减少干扰，提高通话质量。
本文结合目前网络现状，介绍了通过调整天线下倾角控制覆盖的必要性。
同时提出基站下倾角的设置应结合覆盖边缘的实际需要进行设置，最后探讨性地给出计算天线下倾角的方法。
【关键词】下倾角覆盖天线一、通过天线下倾角的调整控制覆盖的必要性随着建站密度的增加，同频复用距离越来越短，控制基站的覆盖范围是减少干扰，提高通话质量的关键。
同频干扰不仅与复用距离有关，还与基站小区的覆盖半径有关。
如果两个小区同频复用，则在服务小区内的手机既收到本小区基站发射的有用信号，又同时收到同频小区的干扰信号，通常用C/I即载干比来衡量服务小区的信号指标，同频复用距离越远，基站覆盖半径越小，则同频载干比越高。
在基站站距一定，使用频率带宽一定的条件下，只能通过控制小区覆盖半径来提高同频载干比。
控制小区覆盖方法有多种，可通过减小发射功率，降低天线高度，使用小增益天线的方法减少覆盖，但根据目前网络实际情况，大部分基站仍需通过调整小区天线下倾角来控制覆盖，其主要原因有：（1）目前网络是经过多期建设的结果，前期建设由于基站站距较长，小区需覆盖的面积大、天线高度普遍设置较高，在目前情况下大部分小区由于条件所限无法降低天线，必须通过调整天线下倾进行控制。
（2）通过降低发射功率、更换小增益天线会造成整个覆盖区内信号电平的下降，无法保证重点覆盖。
二、天线下倾角设置的计算方法目前计算天线下倾角利用公式B=arctg（H/R）+A/2{条件是（R>>H时）：tg（B-A/2）=H/R}进行计算。
该公式是通过几何算法得出，未考虑本小区使用频率对其他同频复用小区的干扰和天线增益情况，其“所希望得到的覆盖半径R”是理论上本小区到达覆盖边缘的距离。
利用其计算有可能造成本覆盖区域覆盖电平超过实际覆盖所需最大值，从而对远处同频复用的小区造成越区覆盖形成同频干扰，降低了同频载干比。
下倾角计算
1、18dBi65º，主要用在市区、郊区，θ取6.5º。
2、15dBi65º，主要用在市区安装条件受限的地方，θ取13º。
3、21dBi65º，郊区外围或农村，根据一期的情况来看，除昆明外很少使用，θ取4.7º。
4、18dBi90º，需要覆盖面较宽的农村，一期用的数量不多，θ取4.7º。
θ为垂直半功率角。
天线下倾角α＝arctg(h/D)＋θ/2
其中h为天线挂高，D为覆盖距离，θ为天线的垂直半功率张角。
最重要的是得到覆盖距离。
理论上覆盖距离可以根据站距反推，即覆盖距离＝站距/1.5/站距余量。
但很多情况下，两个站的挂高相差较大，天线高的站覆盖会远一些，
天线低的站会近些。
就要根据周围基站的实际情况判断本站的覆盖距离。
一般65º18dBi双极化天线的垂直半功率张角为6.5º左右。
覆盖距离=站距
/1.5/ 站距余量0.3950.450833330.60833330.851666667 1.23167计算公式，颜色部分直接替换
天线挂高基站覆盖半径半功率角下倾角
18400 6.5 5.8265718。
基站天线覆盖倾角调整
１ 天 线下倾 角计 算 方法 对 于分布在市 区的基站 ，当天线无倾 角或倾角很 小时 ，各 小区的 实 际服务范围取决 于天 线高度 、方位 角 、增益 、发 射功率 ，以及 地形 地物等 ，此时覆盖半径 可以采用Ｏ ｕ ｕａＨ ｔ Ｇ Ｍ ０ ） Ｏ Ｔ ３ ｋｍ ｒ ａ — ａ（ Ｓ ９０ 或Ｃ Ｓ ２１
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从 图１ 可以看 出 ，当天线倾角为Ｏ 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 Ｓ 度时 ，主瓣方 向的延长线最终必将与地面一 点 （点 ） Ａ 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 （ 点 ）内 Ｂ 为该天线 的实际覆盖范 围。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 ：
＝ ｒｔｎ ｌ ） ａｃａ ｆ／ Ｄ （） ２ 其 中：覆盖 目 标距离为Ｄ ，天线 高度为Ｈ ｍ ， 角为 ； ㈤ （） 倾 。 例如 ：假设有一 位于 山顶 的全 向站 ，天线相对 山下路 面的高度为 ７２ （ ４０ 尺 ，忽略 手机天线 高度 ），如果 要改善 １公里 （ ． ３米 ２ ０英 Ｏ ６２ 英 里 ） 的覆盖 ，天线倾角应该为４ 度 。对于该 全向站 ，如果覆盖 目 处 ． ２ 标明 确 ，可以采用预置４ 度倾角 的电子下倾全 向天线 ；如果不想影响更远处 的覆盖 ，可以选择有零点填充 的全向天线 。 覆盖 目 标距离与倾角 的关系如图２ ：
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1.1 天线下倾与覆盖的关系
控制覆盖范围的手段一般采用天线下倾技术，天线下倾带来的额外好处是可以提高覆盖区内的信号强度；天线下倾角大小与需控制的覆盖范围、基站天线的相对高度、天线垂直波瓣的宽度等有关；天线下倾的方法一般来说只适用于基站天线相对高度较高的情况，利用天线垂直波瓣尖锐的特性，通过使天线向下倾斜一定的角度，在控制覆盖区外的天线指向上的水平方向上取得一定的增益降低值，从而有效地控制覆盖范围及减少对远处同频基站的干扰。
理想情况下，应尽量使垂直波瓣增益最大处指向小区边沿。
使用垂直波瓣很尖锐的天线效果更为明显。
1.2 天线进行机械下倾和电子下倾对覆盖的影响
目前实现天线俯仰角的方法主要有两种：机械下倾和电子下倾，如下图所示，如果采用机械下倾的方法，当下倾角度比较大时，水平方向图严重变形，出现被压扁的现象。
这在实际网络中可能会带来不必要的越区覆盖或增加干扰。
而电下倾时，水平方向图基本保持不变，只是覆盖的范围有所缩小，有利于减少对周边小区的干扰。
图6 机械和电子下顷的对比情况
1.3 天线下倾角设置建议
调整天线下倾角的主要目的是控制基站的覆盖范围，减少移动通信网络中站与站之间的干扰。