【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 根天線為一組分別面向三個(gè)不同方向；一組中只有一根天線發(fā)射信號(hào)，二根天線同時(shí)作為接收天線。由于定向單極化天線安裝空間占用空間，市區(qū)空間受限制我們通常選用定向雙極化天線。 天線高度在接收機(jī)接收的信號(hào)功率與許多因素有關(guān)，可以歸納為兩類：1． 發(fā)射端和接收端參數(shù)；2． 地形、地物干擾。發(fā)射端和接收端參數(shù)包括了：發(fā)射功率、天線增益、饋線損耗、天線高度、工作頻率，以及接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的距離。而地形、地物干擾就是考慮發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間地形的起伏和地物的遮擋。所有傳播模型都于接收和發(fā)射天線的高度相關(guān)，因此天線的高度對(duì)路損有重要的影響。從發(fā)射端到接收端的覆蓋距離可以近似表示為：接收功率；發(fā)射功率；接收端天線高度；發(fā)射端天線高度；接收天線增益；發(fā)射天線增益；路損矯正因子；在接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的參數(shù)一定的情況下，覆蓋區(qū)與天線高度和增益成正比。 天線下傾通過(guò)天線下傾使天線主瓣傾斜一定角度減小到達(dá)相鄰站點(diǎn)的功率電平，即減少干擾。實(shí)際上，天線下傾角取值與天線高度、覆蓋半徑、天線垂直波瓣、電子下傾角參數(shù)直接相關(guān)。在覆蓋半徑一定的情況下，天線越高需要的下傾角越大；反之，如果天線高度一定，覆蓋半徑越小天線下傾角越大。在基站密集的城區(qū)，相互之間很容易形成干擾，為了使大部分能量都能輻射在覆蓋區(qū)內(nèi)，減少對(duì)相鄰小區(qū)的干擾，設(shè)置天線的初始下傾角時(shí)，應(yīng)使天線的主瓣上面的半功率點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)覆蓋區(qū)的邊緣，計(jì)算公式如下： α= arctg(H/L)（180/π）+（β/2）–γe在郊區(qū)、農(nóng)村、公路、海面等，為了讓覆蓋盡量遠(yuǎn)，可以減少初始下傾角，使主瓣的最大增益點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)覆蓋區(qū)的邊緣，下傾角的計(jì)算公式如下：α= arctg(H/L)（180/π）–γe上面兩個(gè)式子中，α為天線的初始機(jī)械下傾角，單位為度；H表示站點(diǎn)的有效高度，也就是天線掛高和周?chē)采w區(qū)域平均高度之差，單位為米；L表示該站點(diǎn)天線到本扇區(qū)需要覆蓋邊緣的距離，單位為米；β表示天線的垂直波瓣寬度，單位為度；γe表示天線電下傾的角度，單位為度。 工程參數(shù)設(shè)計(jì)－天線下頃角基站定向天線的下傾能有效地降低蜂窩移動(dòng)通訊系統(tǒng)的同頻干擾和提高主瓣波束輻射能量在所覆蓋小區(qū)內(nèi)的利用率。已有的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算表明并不是天線的下傾角越大，蜂窩小區(qū)的載波干擾比（C/I）就越好，且天線下傾過(guò)大會(huì)引起水平方向性圖發(fā)生畸變，小區(qū)的覆蓋范圍亦將隨著天線的下傾而減小。以天線主瓣的半功率角射線作為確定同頻干擾是否被有效降低和輻射能量是否被有效利用的邊界條件，建立了一個(gè)實(shí)用的表征天線下傾角動(dòng)態(tài)范圍的關(guān)系式，以期能從某個(gè)側(cè)面來(lái)定性的說(shuō)明和定量的解決部分問(wèn)題。 設(shè)計(jì)條件的確定現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法認(rèn)為：選擇基站天線下傾角的原則是使天線至本小區(qū)邊界的射線與天線至受干擾小區(qū)邊界的射線之間處于天線垂直方向圖中增益衰減變化最大的部分，這樣可以使對(duì)受干擾小區(qū)產(chǎn)生的同頻干擾減至最小。為了能簡(jiǎn)單而又有效的實(shí)現(xiàn)這種選擇原則，本文提出了將天線主瓣的半功率角射線作為確定天線下傾角動(dòng)態(tài)范圍的邊界條件。從天線垂直方向性圖曲線來(lái)看，天線的主瓣幅值在降至3分貝點(diǎn)之后，即開(kāi)始接近于增益衰減變化最大的部分。因此，利用天線主瓣的半功率角射線來(lái)分析天線下傾角的變化區(qū)域，其物理和幾何上的意義是顯然的，其處理過(guò)程是和現(xiàn)有的設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)的，且由此才能使分析計(jì)算具有可操作性，因?yàn)樘炀€的半功率波瓣寬度是必給的電性能指標(biāo)之一。 幾何關(guān)系的導(dǎo)出首先考慮天線波束的主軸線與地球面上小區(qū)傳播距離末端處相交時(shí)的情況：設(shè)此時(shí)天線的下傾角為，天線的架高為h，小區(qū)的覆蓋距離為d。由此可列出: （1） （2）可解出： （3）式中：。又： （4）故近似有： （5）即： （6）為了更有效的提高載干比和利用主波束的輻射能量，使對(duì)受干擾小區(qū)產(chǎn)生的同頻干擾減至最小，應(yīng)考慮當(dāng)天線主波束上半部的半功率角射線與球面地上小區(qū)距離末端處相交時(shí)的情況。用類似的方法可解得近似值為： （7） 分析l 當(dāng)天線的下傾角小于arc sin(h/d)時(shí)，天線的輻射能量利用率似乎并不高，且天線下傾的作用亦沒(méi)有得到充分體現(xiàn)；而當(dāng)天線的下傾角大于arc sin(h/d) +時(shí)，預(yù)期的覆蓋距離有可能將得不到保證，且方向圖將會(huì)發(fā)生明顯畸變。從幾何圖形上來(lái)看，天線下傾角的取值范圍為：l （8）l 如僅從現(xiàn)有的設(shè)計(jì)要求出發(fā)，為了滿足基站天線下傾角的選擇原則，即使天線至本小區(qū)邊界的射線與天線至受干擾小區(qū)邊界的射線之間處于天線垂直方向圖中增益衰減變化最大的部分，則天線的下傾角 位置似乎應(yīng)在角附近；l 天線架設(shè)得越高或覆蓋距離越短，則天線的下傾角就將越大；反之就越小。即天線的下傾角不是固定不變的，也不是可以任意擴(kuò)大的，它與架設(shè)高度和覆蓋距離都有關(guān)；l 同時(shí)，從關(guān)系式中還可看到，隨著天線增益的下降，天線的3 dB波瓣寬度的增大將使下傾角的動(dòng)態(tài)范圍增大；反之亦然。即天線的下傾角是與天線增益成反比的。 下傾天線的天面高度利用大樓頂面安裝定向天線時(shí)，必須注意避免大樓的邊沿阻擋波束的輻射?？紤]天線距樓頂?shù)母叨扰c天線距樓頂邊沿的關(guān)系問(wèn)題既是技術(shù)上的要求，又有經(jīng)濟(jì)上的因素。 已有的分析已有的一種分析是以天線的垂直波束不受大樓邊沿阻擋為條件，利用平面幾何的方法進(jìn)行計(jì)算。另一種方法則是按天線的方向圖應(yīng)滿足第一菲涅爾半徑的要求來(lái)進(jìn)行分析的。相對(duì)而言，前一種方法所給出的公式是較為簡(jiǎn)潔的，故本文后面所給出的分析主要是按平面幾何的方法進(jìn)行的。 天線下傾后天面高度和樓邊緣間的關(guān)系1所示，已知小區(qū)半徑r，天線的總高h(yuǎn)，設(shè)：為天線方向圖的半功率波瓣寬度。取天線的下傾角為： （1）則：在樓高y、天線到大樓邊沿的距離x和下傾角d之間的關(guān)系為： （2）計(jì)算表明：按滿足第一菲涅爾半徑的要求所得到的數(shù)值要比純平面幾何的為小，實(shí)際的工程設(shè)計(jì)所取的值可能在其兩者之間。如真是這樣，則天線在樓頂?shù)募芨邞?yīng)還可降低。1 天線的高度與大樓邊沿的關(guān)系 天線分類 天線分類天線品種繁多，以供不同頻率、不同用途、不同場(chǎng)合、不同要求等不同情況下使用。對(duì)于眾多品種的天線，有多種的分類方法：l 按用途分類：可分為通信天線、電視天線、雷達(dá)天線等；l 按工作頻段分類：可分為短波天線、超短波天線、微波天線等；l 按外形分類，可分為線狀天線、面狀天線等；l 按方向性分類：可分為全向天線、定向天線等；等等分類。根據(jù)我國(guó)‘通訊天線行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)’規(guī)定，移動(dòng)通信系統(tǒng)基站天線分為三類：l 全向天線；l 定向單極化天線；l 定向45176。雙極化天線；移動(dòng)通信系統(tǒng)基站天線是按照天線方向圖來(lái)分，天線分為全向天線和定向天線，此后定向天線又可以分為單極化天線和雙極化天線。對(duì)于定向天線根據(jù)水平波瓣3 dB寬度有20176。、30176。、65176。、90176。、105176。、120176。、180176。多種天線，在規(guī)劃中，常用的定向天線有30176。、65176。、90176。 天線參數(shù)以Andrew天線為例，介紹WCDMA 65176。定向45176。雙極化和65176。定向單極化天線電參數(shù)的取值范圍，以Kathrein全向天線為例介紹全向天線的電參數(shù)取值。 65176。定向45176。雙極化天線UMWD065164D 177。 45176。 Diversity PanelFrequency (MHz)1710 18801850 – 19901900 2170Gain dBd/dBiHorizontal BW(176。)656565Vertical BW(176。)76Polarization+45176。/45176。+45176。/45176。+45176。/45176。Vertical Beam Tilt(176。)444Isolation303030VSWR:1:1:1USLS151616Front to Back Ratio252525Size:LxWxD(inch/mm) /1381x172x88Wind Load (lbf/N)101/449Connector Type7/16 DINFemaleConnector LocationBottom 65176。定向單極化天線UMW065164D Panel　Frequency (MHz)1710 18801850 – 19901900 2170Gain dBd/dBiHorizontal BW(176。)656565Vertical BW(176。)76PolarizationVerticalVerticalVerticalVertical Beam Tilt(176。)444VSWR:1:1:1USLS161616Front to Back Ratio303028Size:LxWxD(inch/mm) /1473x172x88Wind Load (lbf/N)108/480Connector Type716 DIN – FemaleConnector LocationBottom　 360176。全向天線Kathrein UBO1940NFrequency range1710–2170 MHz (broadband)Gain2 dBiImpedance50 ohmsVSWR :1PolarizationVerticalMaximum input power50 watts (at 50176。C)Hplane beamwidthOmniEplane beamwidth78176。ConnectorN femaleWeight lb (150 g)Height inches (115 mm)Radome diameter inches (20 mm)MountingMounts through a inch 天線應(yīng)用場(chǎng)景分類 密集城區(qū) 一般城區(qū)(城鎮(zhèn)) 郊區(qū)（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）、農(nóng)村 鐵路、高速公路（公路）  風(fēng)景區(qū) 天線選擇天線選擇的基本原則是：l 要選擇有第三方檢驗(yàn)證明的、定型的天線型號(hào)，產(chǎn)品要按信息產(chǎn)業(yè)部的標(biāo)準(zhǔn)。l 進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)，如：高溫、低溫、振動(dòng)、沖擊、運(yùn)輸。l 天線的駐波比及三階互調(diào)指標(biāo)要經(jīng)過(guò)100%檢測(cè)。l 對(duì)WCDMA無(wú)線系統(tǒng)，所選天線的工作