GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)

1、華為技術(shù)有限公司無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃部文檔編號(hào)產(chǎn)品版本密級(jí)產(chǎn)品名稱(chēng)：共41頁(yè)GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)（僅供內(nèi)部使用）擬制：專(zhuān)題研究組日期：2002-01-04審核：網(wǎng)規(guī)專(zhuān)家組日期：2002/02/07審核：日期：yyyy/mm/dd批準(zhǔn)：日期：yyyy/mm/dd華為技術(shù)有限公司版權(quán)所有侵權(quán)必究GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.0GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.02013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54頁(yè)2013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54頁(yè)修訂記錄日期修訂版本描述作者2002/01/041.00初稿完成陶茂弟何群目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookm

2、ark6 1天線(xiàn)概念6 HYPERLINK l bookmark8 1.1天線(xiàn)增益6 HYPERLINK l bookmark12 1.2天線(xiàn)方向圖7 HYPERLINK l bookmark18 1.3極化方式9 HYPERLINK l bookmark20 下傾（Downtilt）9 HYPERLINK l bookmark22 1.5電壓駐波比（VSWR）9 HYPERLINK l bookmark28 1.6端口隔離度10 HYPERLINK l bookmark32 1.7功率容量10 HYPERLINK l bookmark34 天線(xiàn)輸入接口10 HYPERLINK l bookm

3、ark36 無(wú)源互調(diào)（PIM）10 HYPERLINK l bookmark38 天線(xiàn)尺寸和重量10 HYPERLINK l bookmark40 風(fēng)載荷11 HYPERLINK l bookmark42 1.12工作溫度和濕度11 HYPERLINK l bookmark44 1.13雷電防護(hù)11 HYPERLINK l bookmark46 1.14三防能力11 HYPERLINK l bookmark48 2選型中的天線(xiàn)特性考慮12 HYPERLINK l bookmark50 2.1天線(xiàn)波束寬度與增益之間的關(guān)系12 HYPERLINK l bookmark58 2.2極化方式的對(duì)比13

4、 HYPERLINK l bookmark60 2.3天線(xiàn)增益的選擇13 HYPERLINK l bookmark64 2.4機(jī)械下傾與電子下傾的比較14 HYPERLINK l bookmark68 2.5預(yù)置下傾與零點(diǎn)填充的作用比較16 HYPERLINK l bookmark70 2.6傾角調(diào)整16 HYPERLINK l bookmark76 2.7波束寬窄的選擇17 HYPERLINK l bookmark78 2.8地形匹配波束的選用172.9前后比的選擇182.10天線(xiàn)尺寸的選用182.11天線(xiàn)阻抗19 HYPERLINK l bookmark88 3不同應(yīng)用環(huán)境下的天線(xiàn)選型20

5、 HYPERLINK l bookmark90 3.1市區(qū)基站天線(xiàn)選擇20 HYPERLINK l bookmark94 3.2農(nóng)村基站天線(xiàn)選擇21 HYPERLINK l bookmark104 3.3郊區(qū)基站天線(xiàn)選擇22 HYPERLINK l bookmark108 3.4公路覆蓋基站天線(xiàn)選擇22 HYPERLINK l bookmark114 3.5山區(qū)覆蓋基站天線(xiàn)選擇24 HYPERLINK l bookmark120 3.6近海覆蓋基站天線(xiàn)選擇24 HYPERLINK l bookmark124 3.7隧道覆蓋基站天線(xiàn)選擇25 HYPERLINK l bookmark130 3.8

6、室內(nèi)覆蓋基站天線(xiàn)選擇26 HYPERLINK l bookmark134 公司已認(rèn)證天線(xiàn)的主要技術(shù)指標(biāo)28 HYPERLINK l bookmark140 未認(rèn)證的其它主要天線(xiàn)29 HYPERLINK l bookmark142 電調(diào)天線(xiàn)29 HYPERLINK l bookmark144 智能天線(xiàn)29附錄一：市區(qū)環(huán)境中可選的主要天線(xiàn)類(lèi)型31附錄二：農(nóng)村環(huán)境中可選的主要天線(xiàn)類(lèi)型33附錄三：公路應(yīng)用環(huán)境中可選的主要天線(xiàn)類(lèi)型34附錄四：山區(qū)應(yīng)用環(huán)境中可選的主要天線(xiàn)類(lèi)型35附錄五：近海應(yīng)用環(huán)境中可選的主要天線(xiàn)類(lèi)型38附錄六：隧道應(yīng)用環(huán)境中可選的主要天線(xiàn)類(lèi)型39附錄七：室內(nèi)應(yīng)用環(huán)境中可選的主要天線(xiàn)類(lèi)型

7、40附錄八：公司已認(rèn)證過(guò)的天線(xiàn)供應(yīng)商的網(wǎng)站名41GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)關(guān)鍵詞：基站天線(xiàn)選型方向圖摘要：本文首先從網(wǎng)規(guī)角度闡述了天線(xiàn)的一些主要特性及在選擇之中的考慮方法然后具體介紹在各種不同應(yīng)用環(huán)境下的天線(xiàn)選型原則及建議。最后給出了所有經(jīng)公司認(rèn)證過(guò)的天線(xiàn)的主要特性數(shù)據(jù)。縮略語(yǔ)清單：參考資料清單參考資料清單名稱(chēng)作者編號(hào)發(fā)布日期查閱地點(diǎn)或渠道出版單位GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.0GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.0GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)20l3-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第11頁(yè)，共54頁(yè)20l3-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第11頁(yè)，共54頁(yè)2013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54

8、頁(yè)天線(xiàn)概念在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，天線(xiàn)是收發(fā)信機(jī)與外界傳播介質(zhì)之間的接口。同一副天線(xiàn)既可以輻射又可以接收無(wú)線(xiàn)電波：發(fā)射時(shí)，把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波；接收時(shí)把電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流。在選擇GSM基站天線(xiàn)時(shí)，需要考慮其電氣和機(jī)械性能。電氣性能主要包括：工作頻段、增益、極化方式、波瓣寬度、預(yù)置傾角、下傾方式、下傾角調(diào)整范圍、前后抑制比、幅瓣抑制比、零點(diǎn)填充、回波損耗、功率容量、阻抗、三階互調(diào)等。機(jī)械性能主要包括：尺寸、重量、天線(xiàn)輸入接口、風(fēng)載荷等。GSM基站所用天線(xiàn)類(lèi)型按輻射方向來(lái)分主要有：全向天線(xiàn)、定向天線(xiàn)。按極化方式來(lái)區(qū)分主要有：垂直極化天線(xiàn)（也叫單極化天線(xiàn)）、交叉極化天線(xiàn)（也叫雙極化天線(xiàn)）。上述兩種極化

9、方式都為線(xiàn)極化方式。圓極化和橢圓天線(xiàn)在GSM中一般不采用。按外形來(lái)區(qū)分主要有：鞭狀天線(xiàn)、平板天線(xiàn)、帽形天線(xiàn)等等。在繼續(xù)論述天線(xiàn)相關(guān)理論之前必須首先介紹各向同性（Isotropic）天線(xiàn)。各向同性天線(xiàn)是一種理論模型，實(shí)際中并不存在，它把天線(xiàn)假設(shè)為一個(gè)輻射點(diǎn)源，能量以該點(diǎn)為中心以電磁場(chǎng)的形式向四周均勻輻射，為一球面波。另外全向天線(xiàn)并不是沒(méi)有方向性，它在水平方向?yàn)槿?，但在垂直方向是有方向性的。它與各向同性天線(xiàn)是兩個(gè)不同的概念。半波陣子是GSM基站主用天線(xiàn)的基本單元，半波陣子的優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換效率高。1.1天線(xiàn)增益天線(xiàn)作為一種無(wú)源器件，其增益的概念與一般功率放大器增益的概念不同。功率放大器具有能量放大

10、作用，但天線(xiàn)本身并沒(méi)有把增加所輻射信號(hào)的能量，它只是通過(guò)天線(xiàn)陣子的組合并改變其饋電方式把能量集中到某一方向。增益是天線(xiàn)的重要指標(biāo)之一，它表示天線(xiàn)在某一方向能量集中的能力。表示天線(xiàn)增益的單位通常有兩個(gè)：dBi、dBd。兩者之間的關(guān)系為：dBi=dBd+2.15dBi定義為實(shí)際的方向性天線(xiàn)（包括全向天線(xiàn)）相對(duì)于各向同性天線(xiàn)能量集中的相對(duì)能力，“i”即表示各向同性Isotropic。dBd定義為實(shí)際的方向性天線(xiàn)（包括全向天線(xiàn)）相對(duì)于半波陣子天線(xiàn)能量集中的相對(duì)能力，“d”即表示偶極子Dipole。兩種增益單位的關(guān)系見(jiàn)下圖：dBi與dBd的關(guān)系天線(xiàn)增益不但與陣子單元數(shù)量有關(guān)，還與水平半功率角和垂直半功率

11、角有關(guān)1.2天線(xiàn)方向圖天線(xiàn)輻射的電磁場(chǎng)在固定距離上隨角坐標(biāo)分布的圖形，稱(chēng)為方向圖。用輻射場(chǎng)強(qiáng)表示的稱(chēng)為場(chǎng)強(qiáng)方向圖，用功率密度表示的稱(chēng)之功率方向圖，用相位表示的稱(chēng)為相位方向圖。天線(xiàn)方向圖是空間立體圖形，但是通常用兩個(gè)互相垂直的主平面內(nèi)的方向圖來(lái)表示，稱(chēng)為平面方向圖。一般叫作垂直方向圖和水平方向圖。就水平方向圖而言，有全向天線(xiàn)與定向天線(xiàn)之分。而定向天線(xiàn)的水平方向圖的形狀也有很多種，如心型、8字形等。天線(xiàn)具有方向性本質(zhì)上是通過(guò)陣子的排列以及各陣子饋電相位的變化來(lái)獲得的，在原理上與光的干涉效應(yīng)十分相似。因此會(huì)在某些方向上能量得到增強(qiáng)，而某些方向上能量被減弱，即形成一個(gè)個(gè)波瓣（或波束）和零點(diǎn)。能量最強(qiáng)的

12、波瓣叫主瓣，上下次強(qiáng)的波瓣叫第一旁瓣，依次類(lèi)推。對(duì)于定向天線(xiàn)，還存在后瓣。下面是一定向天線(xiàn)的水平及垂直方向圖。GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.0GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.02013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54頁(yè)2013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54頁(yè).J!|_v_劃b圧：泄主瞬最歸建5任供#-平瀉iTEjhilii%i定向天線(xiàn)水平與垂直方向圖波束寬度也是天線(xiàn)的重要指標(biāo)之一，它包括水平半功率角與垂直半功率角。分別定義為在水平方向或垂直方向相對(duì)于最大輻射方向功率下降一半（3dB）的兩點(diǎn)之間的波束寬度。常用的基站天線(xiàn)水平半功率角有360、210、120、90、65、6

13、0、45、33等，垂直半功率角有6.5、13、25、78等。前后抑制比是指天線(xiàn)在主瓣方向與后瓣方向信號(hào)輻射強(qiáng)度之比，天線(xiàn)的后向18030以?xún)?nèi)的副瓣電平與最大波束之差，用正值表示。一般天線(xiàn)的前后比在1845dB之間。對(duì)于密集市區(qū)要積極采用前后比抑制大的天線(xiàn)。零點(diǎn)填充，基站天線(xiàn)垂直面內(nèi)采用賦形波束設(shè)計(jì)時(shí)，為了使業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的輻射電平更均勻，下副瓣第一零點(diǎn)需要填充，不能有明顯的零深。高增益天線(xiàn)由于其垂直半功率角較窄，尤其需要采用零點(diǎn)填充技術(shù)來(lái)有效改善近處覆蓋。通常零深相對(duì)于主波束大于-26dB即表示天線(xiàn)有零點(diǎn)填充，有的供應(yīng)商采用百分比來(lái)表示，如某天線(xiàn)零點(diǎn)填充為10%，這兩種表示方法的關(guān)系為：YdB=20

14、1og(X%/100%)女口：零點(diǎn)填充10%，即X=10；用dB表示：Y=201og(10%/100%)=20dB上副瓣抑制，對(duì)于小區(qū)制蜂窩系統(tǒng)，為了提高頻率復(fù)用效率，減少對(duì)鄰區(qū)的同頻干擾，基站天線(xiàn)波束賦形時(shí)應(yīng)盡可能降低那些瞄準(zhǔn)干擾區(qū)的副瓣，提高D/U值，上第一副瓣電平應(yīng)小于-18dB，對(duì)于大區(qū)制基站天線(xiàn)無(wú)這一要求。1.3極化方式極化是描述電磁波場(chǎng)強(qiáng)矢量空間指向的一個(gè)輻射特性，當(dāng)沒(méi)有特別說(shuō)明時(shí)，通常以電場(chǎng)矢量的空間指向作為電磁波的極化方向，而且是指在該天線(xiàn)的最大輻射方向上的電場(chǎng)矢量來(lái)說(shuō)的。電場(chǎng)矢量在空間的取向在任何時(shí)間都保持不變的電磁波叫直線(xiàn)極化波，有時(shí)以地面作參考，將電場(chǎng)矢量方向與地面平行的

15、波叫水平極化波，與地面垂直的波叫垂直極化波。電場(chǎng)矢量在空間的取向有的時(shí)候并不固定，電場(chǎng)失量端點(diǎn)描繪的軌跡是圓，稱(chēng)圓極化波；若軌跡是橢圓，稱(chēng)之為橢圓極化波，橢圓極化波和圓極化波都有旋相性。不同頻段的電磁波適合采用不同的極化方式進(jìn)行傳播，移動(dòng)通信系統(tǒng)通常采用垂直極化，而廣播系統(tǒng)通常采用水平極化，橢圓極化通常用于衛(wèi)星通信。GSM天線(xiàn)的極化方式有單極化天線(xiàn)、雙極化天線(xiàn)兩種，其本質(zhì)都是線(xiàn)極化方式。雙極化天線(xiàn)利用極化分集來(lái)減少移動(dòng)通信系統(tǒng)中多徑衰落的影響，提高基站接收信號(hào)質(zhì)量的，通常有0/90、45/-45兩種。對(duì)于GSM頻段，水平極化波的傳播效果不如垂直極化，因此目前很少采用0。/90的交叉極化天線(xiàn)。1

16、.4下傾(Downtilt)天線(xiàn)下傾是常用的一種增強(qiáng)主服務(wù)區(qū)信號(hào)電平，減小對(duì)其他小區(qū)干擾的一種重要手段。通常天線(xiàn)的下傾方式有機(jī)械下傾、電子下傾兩種方式。機(jī)械下傾是通過(guò)調(diào)節(jié)天線(xiàn)支架將天線(xiàn)壓低到相應(yīng)位置來(lái)設(shè)置下傾角；而電子下傾是通過(guò)改變天線(xiàn)振子的相位來(lái)控制下傾角。當(dāng)然在采用電子下傾角的同時(shí)可以結(jié)合機(jī)械下傾一起進(jìn)行。電子下傾天線(xiàn)一般傾角固定，即我們通常所說(shuō)的預(yù)置下傾。最新的技術(shù)是傾角可調(diào)的電子下傾天線(xiàn)，為區(qū)分前面的電子下傾天線(xiàn)，這種天線(xiàn)我們通常稱(chēng)作電調(diào)天線(xiàn)。1.5電壓駐波比（VSWR）VSWR在移動(dòng)通信蜂窩系統(tǒng)的基站天線(xiàn)中，其最大值應(yīng)小于或等于1.5:1。若ZA表示天線(xiàn)的輸IrI=1za-Zo1,V

17、SWR=1+|r1入阻抗，Zo為天線(xiàn)的標(biāo)稱(chēng)特性阻抗，則反射系數(shù)為lzA+Z0|1-ir|，其中Zo為50歐姆。也可以用回波損耗表示端口的匹配特性，RZ.（dB）=201og11，VSWR=1.5:1時(shí)，R.L.=13.98dB。天線(xiàn)輸入阻抗與特性阻抗不一致時(shí)，產(chǎn)生的反射波和入射波在饋線(xiàn)上疊加形成駐波，其相鄰電壓最大值和最小值之比就是電壓駐波比。電壓駐波比過(guò)大，將縮短通信距離，而且反射功率將返回發(fā)射機(jī)功放部分，容易燒壞功放管，影響通信系統(tǒng)正常工作。端口隔離度對(duì)于多端口天線(xiàn)，如雙極化天線(xiàn)、雙頻段雙極化天線(xiàn)，收發(fā)共用時(shí)端口之間的隔離度應(yīng)大于30dB。功率容量指平均功率容量，天線(xiàn)包括匹配、平衡、移相等

18、其它耦合裝置，其所承受的功率是有限的，考慮到基站天線(xiàn)的實(shí)際最大輸入功率（單載波功率為20W），若天線(xiàn)的一個(gè)端口最多輸入六個(gè)載波，則天線(xiàn)的輸入功率為120W，因此天線(xiàn)的單端口功率容量應(yīng)大于200W（環(huán)境溫度為65C時(shí)）。1.8天線(xiàn)輸入接口GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.0GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.0GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)2013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54頁(yè)2013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 #頁(yè)，共54頁(yè)2013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54頁(yè)為了改善無(wú)源交調(diào)及射頻連接的可靠性，基站天線(xiàn)的輸入接口采用7/16DIN-Female,在天線(xiàn)使用前，端口上應(yīng)有

19、保護(hù)蓋，以免生成氧化物或進(jìn)入雜質(zhì)。1.9無(wú)源互調(diào)（PIM）所謂無(wú)源互調(diào)特性是指接頭，饋線(xiàn)，天線(xiàn)，濾波器等無(wú)源部件工作在多個(gè)載頻的大功率信號(hào)條件下由于部件本身存在非線(xiàn)性而引起的互調(diào)效應(yīng)。通常都認(rèn)為無(wú)源部件是線(xiàn)性的，但是在大功率條件下無(wú)源部件都不同程度地存在一定的非線(xiàn)性，這種非線(xiàn)性主要是由以下因素引起的：不同材料的金屬的接觸；相同材料的接觸表面不光滑；連接處不緊密；存在磁性物質(zhì)等。互調(diào)產(chǎn)物的存在會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，特別是落在接收帶內(nèi)的互調(diào)產(chǎn)物將對(duì)系統(tǒng)的接收性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此在GSM系統(tǒng)中對(duì)接頭，電纜，天線(xiàn)等無(wú)源部件的互調(diào)特性都有嚴(yán)格的要求。我們選用的廠(chǎng)家的接頭的無(wú)源互調(diào)指標(biāo)可達(dá)到-150dB

20、c，電纜的無(wú)源互調(diào)指標(biāo)可達(dá)到-170dBc,天線(xiàn)的無(wú)源互調(diào)指標(biāo)可達(dá)到-150dBc。1.10天線(xiàn)尺寸和重量為了便于天線(xiàn)儲(chǔ)存、運(yùn)輸、安裝及安全，在滿(mǎn)足各項(xiàng)電氣指標(biāo)情況下，天線(xiàn)的外形尺寸應(yīng)盡可能小，重量盡可能輕。目前運(yùn)營(yíng)商對(duì)天線(xiàn)尺寸、重量、外觀(guān)上的要求越來(lái)越高，因此在選擇天線(xiàn)時(shí)，不但要關(guān)心其技術(shù)性能指標(biāo)，還應(yīng)關(guān)注這些非技術(shù)因素。一般市區(qū)基站天線(xiàn)應(yīng)該選擇重量輕、尺寸小、外形美觀(guān)的天線(xiàn)，郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)天線(xiàn)一般無(wú)此要求。1.11風(fēng)載荷基站天線(xiàn)通常安裝在高樓及鐵塔上，尤其在沿海地區(qū)，常年風(fēng)速較大，要求天線(xiàn)在36m/s時(shí)正常工作，在55m/s時(shí)不破壞。天線(xiàn)本身通常能夠承受強(qiáng)風(fēng)，在風(fēng)力較強(qiáng)的地區(qū)，天線(xiàn)通常是由于鐵

21、塔、抱桿等原因而遭到損壞。因此在這些地區(qū)，應(yīng)選擇表面積小的天線(xiàn)。1.12工作溫度和濕度基站天線(xiàn)應(yīng)在環(huán)境溫度-40C-+65C范圍內(nèi)正常工作?；咎炀€(xiàn)應(yīng)在環(huán)境相對(duì)濕度0-100%范圍內(nèi)正常工作。1.13雷電防護(hù)基站天線(xiàn)所有射頻輸入端口均要求直流直接接地1.14三防能力基站天線(xiàn)必須具備三防能力，即：防潮、防鹽霧、防霉菌。對(duì)于基站全向天線(xiàn)必須允許天線(xiàn)倒置安裝，同時(shí)滿(mǎn)足三防要求。GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.0GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.020l3-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第18頁(yè)，共54頁(yè)2013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54頁(yè)選型中的天線(xiàn)特性考慮天線(xiàn)波束寬度與增益之間的關(guān)系天線(xiàn)

22、是一種能量集中的裝置，在某個(gè)方向輻射的增強(qiáng)意味著其他方向輻射的減弱。通?？梢酝ㄟ^(guò)水平面波瓣寬度的縮減來(lái)增強(qiáng)某個(gè)方向的輻射強(qiáng)度以提高天線(xiàn)增益。在天線(xiàn)增益一定的情況下，天線(xiàn)的水平半功率角與垂直半功率角成反比，其關(guān)系可以表示為：GaX!0log32400/（冷Ct其中，Ga為天線(xiàn)增益，單位：dBi；&為垂直半功率角，單位：度；兀為水平半功率角，單位：度。根據(jù)上述公式，當(dāng)我們已知某一天線(xiàn)的增益和水平半功率角時(shí)，可以估算出其垂直半功率角。例如：某一全向天線(xiàn)，增益lldBi，水平半功率角360。，其垂直半功率角為：缶32400=7.15O36041。1由于設(shè)計(jì)和制造工藝上的差異，實(shí)際全向天線(xiàn)的垂直半功率角

23、往往比上述計(jì)算結(jié)果要小。兩者差別越小，說(shuō)明天線(xiàn)設(shè)計(jì)得越好。天線(xiàn)增益、垂直半功率角、水平半功率角三者的關(guān)系如下圖所示：天線(xiàn)增益與半功率角的關(guān)系由此可知，當(dāng)天線(xiàn)增益較小時(shí)，天線(xiàn)的垂直半功率角和水平半功率角通常較大；而當(dāng)天線(xiàn)增益較高時(shí)，天線(xiàn)的垂直半功率角和水平半功率角通常較小。另外，天線(xiàn)增益取決于陣子的數(shù)量。陣子越多，增益越高，天線(xiàn)的孔徑（天線(xiàn)有效接收面積）也越大。對(duì)于全向天線(xiàn)，增益增加3dB，天線(xiàn)長(zhǎng)度增加一倍，因此全向天線(xiàn)通常增益不會(huì)超過(guò)lldBi,此時(shí)天線(xiàn)長(zhǎng)度約3米。當(dāng)天線(xiàn)增益一定時(shí)，天線(xiàn)的水平半功率角與垂直半功率角成反比。2.2極化方式的對(duì)比垂直單極化天線(xiàn)與雙極化天線(xiàn)的比較：從發(fā)射的角度來(lái)看，

24、由于垂直與地面的手機(jī)更容易與垂直極化信號(hào)匹配，因此垂直單極化天線(xiàn)會(huì)比其他非垂直極化天線(xiàn)的覆蓋效果要好一些。特別是在開(kāi)闊的山區(qū)和平原農(nóng)村就更明顯。實(shí)驗(yàn)證明，在開(kāi)闊地區(qū)的山區(qū)或平原農(nóng)村，這種天線(xiàn)的覆蓋效果比雙極化（45）天線(xiàn)更好。但在市區(qū)由于建筑物林立，建筑物內(nèi)外的金屬體很容易使極化發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此無(wú)論是單極化還是45雙極化天線(xiàn)在覆蓋能力上沒(méi)有多大區(qū)別。從接收的角度來(lái)看，由于單極化天線(xiàn)要用兩根天線(xiàn)才能實(shí)現(xiàn)分集接收，而雙極化天線(xiàn)只要一根就可以實(shí)現(xiàn)分集接收，因此單極化天線(xiàn)需要更多的安裝空間，且在以后的維護(hù)工作方面要比雙極化天線(xiàn)要大。至于空間分集與極化分集增益差別不大，一般空間分集增益在3.5dB左右。從

25、尺寸天線(xiàn)尺寸方面來(lái)說(shuō)由于雙極化天線(xiàn)中不同極化方向的振子即使交疊在一起也可保證有足夠的隔離度，因此雙極化天線(xiàn)的尺寸不會(huì)比單極化天線(xiàn)更大。45/-45雙極化天線(xiàn)與0/90雙極化天線(xiàn)的比較：45/-45方式下的所有天線(xiàn)子系統(tǒng)都可用作發(fā)射信號(hào)。而0/90雙極化天線(xiàn)一般只采用垂直極化振子發(fā)射信號(hào)。經(jīng)驗(yàn)表明若用水平極化天線(xiàn)發(fā)射信號(hào)要比垂直極化天線(xiàn)發(fā)射信號(hào)低得多。在理想的自由空間中（假定手機(jī)接收天線(xiàn)是垂直極化），采用垂直極化振子進(jìn)行發(fā)射時(shí)要比采用45/-45發(fā)射時(shí)的覆蓋能力要強(qiáng)3dB左右。但在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，考慮到多徑傳播的存在，在接收點(diǎn)，各種多徑信號(hào)經(jīng)統(tǒng)計(jì)平均，上述差別基本消失，各種實(shí)驗(yàn)也證明了此結(jié)論的正

26、確。但在空曠平坦的平原，上述差異或許還存在，但具體是多少，還有待實(shí)驗(yàn)證明，可能會(huì)有l(wèi)-2dB的差異。綜上所述，在實(shí)際應(yīng)用中，兩種雙極化方式的差別不大，目前市場(chǎng)上正負(fù)45度正交極化天線(xiàn)比較常見(jiàn)。2.3天線(xiàn)增益的選擇GSM基站全向天線(xiàn)增益范圍一般在：2dBi14dBi。規(guī)格有：2dBi、9dBi、lldBi、12dBi、14dBi等。而定向天線(xiàn)的增益范圍一般在：3dBi22dBi。規(guī)格有：3dBi、8.5dBi、lOdBi、13dBi、15dBi、15.5dBi、17dBi、18dBi、21dBi、22dBi等。低增益天線(xiàn)，天線(xiàn)增益小覆蓋范圍及干擾可以得到較好的控制。通常與微基站、微蜂窩配合使用，

27、主要用于室內(nèi)覆蓋及室外的補(bǔ)點(diǎn)（補(bǔ)盲），如大廈的背后，新的生活小區(qū)，新的專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)等。這種天線(xiàn)的尺寸較小，便于安裝，如在隧道口內(nèi)側(cè)可以采用八木天線(xiàn)等。這種天線(xiàn)價(jià)格較便宜。中等增益天線(xiàn)，在城區(qū)適合使用中等增益，一方面這種增益天線(xiàn)的體積和尺寸比較適合城區(qū)使用；另一方面，在較短的覆蓋半徑內(nèi)由于垂直面波束寬度較大使信號(hào)更加均勻。中等增益天線(xiàn)在相鄰扇區(qū)方向比高增益天線(xiàn)覆蓋的信號(hào)強(qiáng)度更加合理。在建設(shè)初期，覆蓋半徑較大時(shí)（如l-1.5Km），可以采用增益（17-18dBi）定向天線(xiàn)。在郊區(qū)，話(huà)務(wù)量較大、覆蓋半徑在1.5-2Km時(shí)，應(yīng)采用3扇區(qū)增益（16-17dBi）定向天線(xiàn)。高增益天線(xiàn)，在進(jìn)行廣覆蓋時(shí)通常采用此

28、種天線(xiàn)。用于高速公路、鐵路、隧道、狹長(zhǎng)地形廣覆蓋。這種天線(xiàn)的波瓣寬度較窄，零點(diǎn)較深，因此天線(xiàn)掛高較高時(shí)要注意選用采用了零點(diǎn)填充或GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.0GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.02013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54頁(yè)2013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54頁(yè)預(yù)置電子下傾的天線(xiàn)來(lái)避免覆蓋近端的零深效應(yīng)。另外這種天線(xiàn)由于振子數(shù)量較多故而體積一般較大，安裝時(shí)應(yīng)注意可安裝性，如有的隧道口可能就不宜安裝這種天線(xiàn)。另外要注意風(fēng)載荷。在沿海風(fēng)大的地區(qū)更要注意。這種天線(xiàn)的成本相對(duì)也較高。機(jī)械下傾與電子下傾的比較天線(xiàn)波束下傾通常有三種方法：機(jī)械下傾、電子下傾（也叫預(yù)置傾

29、角）、電調(diào)天線(xiàn)（也叫可調(diào)電子下傾）。電調(diào)天線(xiàn)在調(diào)整天線(xiàn)下傾角度過(guò)程中，天線(xiàn)本身不動(dòng)，是通過(guò)電信號(hào)調(diào)整天線(xiàn)振子的相位，改變合成分量場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度，使天線(xiàn)輻射能量偏離原來(lái)的零度方向。天線(xiàn)每個(gè)方向的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度同時(shí)增大或減小，從而保證了在改變傾角后，天線(xiàn)方向圖形狀變化不大，水平半功率寬度與下傾角的大小無(wú)關(guān)。而機(jī)械天線(xiàn)在調(diào)整天線(xiàn)下傾角度時(shí)，天線(xiàn)本身要?jiǎng)樱枰ㄟ^(guò)調(diào)整天線(xiàn)背面支架的位置，改變天線(xiàn)的傾角。傾角較大時(shí)，雖然天線(xiàn)主瓣方向的覆蓋距離明顯變化，但與天線(xiàn)主瓣垂直的方向的信號(hào)沒(méi)有幾乎改變，所以天線(xiàn)方向圖嚴(yán)重變形，水平半功率角隨著下傾角的增大而增大。預(yù)置傾角天線(xiàn)與電調(diào)天線(xiàn)原理基本相似，只是其傾角是固定不能調(diào)整的（

30、但仍可以通過(guò)機(jī)械下傾方法調(diào)整）。電調(diào)天線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是：在下傾角度很大時(shí)，天線(xiàn)主瓣方向覆蓋距離明顯縮短，天線(xiàn)方向圖形狀變化不大，能夠降低呼損，減小干擾。而機(jī)械下傾會(huì)使方向圖變形，傾角越大變形越嚴(yán)重，干擾不容易得到控制。下面給出這兩種不同的調(diào)整方式下天線(xiàn)水平方向圖的變化情況。當(dāng)然這與天線(xiàn)垂直半功率角有關(guān)。圖4不同下傾角時(shí)水平方向圖的變化情況另外電調(diào)下傾與機(jī)械下傾在對(duì)后瓣的影響方面也不同，電調(diào)下傾會(huì)使得后瓣的影響得到進(jìn)一步的控制，而機(jī)械下調(diào)可能會(huì)使后瓣的影響擴(kuò)大。如下圖所示：圖5不同的下傾方式對(duì)后瓣的不同影響機(jī)械下傾較大時(shí)，該天線(xiàn)輻射信號(hào)會(huì)通過(guò)后瓣傳播到背面方向的高層建筑物內(nèi)，從而導(dǎo)致意外的干擾。除此以

31、外，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、管理和維護(hù)時(shí)，若需要調(diào)整天線(xiàn)下傾角度，使用電調(diào)天線(xiàn)時(shí)整個(gè)系統(tǒng)不需要關(guān)機(jī)，這樣就可利用移動(dòng)通信專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備，監(jiān)測(cè)天線(xiàn)傾角調(diào)整，保證天線(xiàn)下傾角度為最佳值。電調(diào)天線(xiàn)調(diào)整傾角的步進(jìn)度數(shù)為0.1埃堤煜叩髡憬塹牟澆仁1埃虼說(shuō)緄魈煜叩木雀擼q謾5緄魈煜貳滄昂煤螅詰髡煜咔憬鞘保七嗽輩槐嘏賴(lài)教煜貳卜糯r梢栽詰孛嫻髡煜呦慮憬嵌齲箍梢遠(yuǎn)愿呱繳稀1咴兜庫(kù)幕咎煜吟敵性?xún)鎏紘素调?髡堤煜呦慮憬嵌仁保乇嶄瞇n荒茉詰髡煜咔憬塹耐苯屑嗖猓堤煜叩南慮憬嵌仁峭u撲慊d夥治鋈砑撲愕睦礪壑擔(dān)導(dǎo)首羆嚴(yán)慮憬嵌扔幸歡o鈉睢a磽饣堤煜叩髡煜呦慮憬嵌確淺B櫸常話(huà)閾枰七嗽痹諞辜澠賴(lài)教煜貳卜糯髡矣行T煜貳滄昂螅俳械髡淺眩縞蕉了厥

32、飴少看AA磽猓話(huà)愕緄魈煜叩娜諄廿髦副晡150dBc,機(jī)械天線(xiàn)的三階互調(diào)指標(biāo)為一120dBc，相差30dBc，而三階互調(diào)指標(biāo)對(duì)消除鄰頻干擾和雜散干擾非常重要，特別在基站站距小、載頻多的高話(huà)務(wù)密度區(qū)，需要三階互調(diào)指標(biāo)達(dá)到150dBc左右，否則就會(huì)產(chǎn)生較大的干擾。電調(diào)天線(xiàn)的缺點(diǎn)是價(jià)格相對(duì)昂貴。在一些城市網(wǎng)絡(luò)頻率計(jì)劃較為緊張時(shí)建議推廣采用電調(diào)天線(xiàn)。預(yù)制下傾天線(xiàn)技術(shù)成熟可靠，價(jià)格也比較合理，建議在一些頻繁調(diào)整及對(duì)覆蓋控制要求高的場(chǎng)合優(yōu)先選用預(yù)置下傾天線(xiàn)。但要根據(jù)覆蓋需要選擇合適傾角大小的預(yù)制下傾天線(xiàn)。預(yù)置下傾與零點(diǎn)填充的作用比較預(yù)置下傾與零點(diǎn)填充都可以用來(lái)解決由于天線(xiàn)零點(diǎn)所帶來(lái)的塔下黑問(wèn)題。但二者又有所

33、區(qū)別，預(yù)置下傾的采用會(huì)縮小主瓣的覆蓋范圍，但在下傾角普遍較大的場(chǎng)合可以增大天線(xiàn)下傾角的可調(diào)范圍。而零點(diǎn)填充作為一種賦形技術(shù)，可以獲得較好的方向圖，此時(shí)上副瓣一般得到抑制，因此這種天線(xiàn)不會(huì)對(duì)別的方面造成什么影響，當(dāng)然它不能增加天線(xiàn)下傾角的可調(diào)范圍。某種天線(xiàn)可能同時(shí)具備這兩種特性，也可能只具備其中的一種，也可以是一種都沒(méi)有。這在規(guī)劃階段天線(xiàn)選型時(shí)要結(jié)合具體的覆蓋要求進(jìn)行選擇。很多場(chǎng)合下主要天線(xiàn)的高度不是太高（超過(guò)50米），即使不采用預(yù)置下傾及零點(diǎn)填充技術(shù)，天線(xiàn)的零深效應(yīng)也是不明顯的。因此這兩種技術(shù)在廣覆蓋時(shí)用得更多，而這時(shí)覆蓋范圍的增加是更為重要的，天線(xiàn)下傾角的調(diào)整范圍是次要的，因此建議多采用零點(diǎn)

34、填充天線(xiàn)。而在市區(qū)等需要更大下傾角調(diào)整范圍的場(chǎng)合，天線(xiàn)的零深效應(yīng)又不明顯，可以不選用零點(diǎn)填充天線(xiàn)，而是著眼于較大下傾角調(diào)整范圍建議選用預(yù)置下傾的天線(xiàn)。2.6傾角調(diào)整對(duì)于全向天線(xiàn)來(lái)說(shuō)，不可以調(diào)整下傾角，但可選擇預(yù)置傾角天線(xiàn)。對(duì)定向天線(xiàn)來(lái)說(shuō)，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)下傾角的調(diào)整范圍有不同的要求。對(duì)覆蓋范圍控制要求較嚴(yán)的市區(qū)要求下傾角的調(diào)整范圍較大，一般在X18,X可以為0,也可以是一固定的預(yù)置電下傾如3。而有些機(jī)械下傾天線(xiàn)下傾角最大只能打到12，這對(duì)干擾控制是不利的，特別是在緊密復(fù)用的場(chǎng)合下。因此要根據(jù)規(guī)劃區(qū)域的實(shí)際情況來(lái)選擇合理的下傾范圍。而在干擾問(wèn)題不是主要矛盾的場(chǎng)合，對(duì)下傾角的調(diào)整范圍要求就很小

35、，如在進(jìn)行廣覆蓋時(shí)，有時(shí)就根本不需要考慮下傾角。我司選擇的高增益賦形全向天線(xiàn)的最大增益為12dBi,該類(lèi)型天線(xiàn)的零點(diǎn)填充水平為25%（即第一零點(diǎn)的深度為-12dB）、3度固定電下傾。由于存在3度下傾，因此在0度方向的增益與普通高增益全向天線(xiàn)相同（10.5-11dBi）。這種天線(xiàn)用于山區(qū)、丘陵覆蓋比較理想，可以有效解決由于天線(xiàn)掛高太高而出現(xiàn)的塔下黑現(xiàn)象。由于賦形天線(xiàn)只對(duì)天線(xiàn)下方第一個(gè)零點(diǎn)進(jìn)行填充，因此如果天GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.0GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.0GSM基站天線(xiàn)選型指導(dǎo)書(shū)V1.02013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第 頁(yè)，共54頁(yè)2013-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第

36、頁(yè)，共54頁(yè)20l3-03-26版權(quán)所有，侵權(quán)必究第23頁(yè)，共54頁(yè)線(xiàn)掛高過(guò)高，該天線(xiàn)也將無(wú)能為力。因此建議需要有效覆蓋的建筑物距離天線(xiàn)的徑向距離R與天線(xiàn)掛咼H滿(mǎn)足以下關(guān)系:HVRxtgl8。表一：徑向距離與天線(xiàn)掛高的關(guān)系R(m)H(m)6020100301504820065中等增益的賦形和普通全向天線(xiàn)更適合用于周遍環(huán)山（山比基站天線(xiàn)高出較多，天線(xiàn)對(duì)山梁的仰角大于4度）的不太發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，由于其垂直面的波束較寬，因此指向山上的信號(hào)較強(qiáng)。但要注意避免時(shí)間色散的影響。波束寬窄的選擇波束寬窄的選擇包括水平波瓣與垂直半功率角的選擇，而這兩者又是互相關(guān)聯(lián)的。選擇的主要依據(jù)是具體的覆蓋要求及干擾的控制。在市

37、區(qū)水平半功率角不宜大于65，主要著眼點(diǎn)是從干擾控制出發(fā)的，90及90以上的天線(xiàn)由于其覆蓋范圍過(guò)大而不利于頻率復(fù)用及干擾的控制。而在郊區(qū)頻率計(jì)劃一般較為寬裕，這時(shí)干擾不是主要問(wèn)題，可以選擇水平半功率角為90以上的天線(xiàn)以增強(qiáng)對(duì)周邊地區(qū)的覆蓋。在天線(xiàn)增益及水平半功率角選定后，垂直半功率角一般來(lái)說(shuō)也是確定的。但有時(shí)也會(huì)從垂直方向的覆蓋要求進(jìn)行考慮，如基站建在建在山上，而要覆蓋的地區(qū)在山下的地方，就宜選用垂直面半功率波束很寬的天線(xiàn)進(jìn)行覆蓋，垂直面波束寬度在20左右的天線(xiàn)。垂直波瓣越窄，一般意味著天線(xiàn)增益越高，定向性越好，但同時(shí)天線(xiàn)的零深效應(yīng)會(huì)越明顯，注意采取預(yù)置下傾或零點(diǎn)填充技術(shù)來(lái)解決零點(diǎn)問(wèn)題。垂直波瓣

38、越窄，也意味著天線(xiàn)越長(zhǎng)，重量越重，這時(shí)就要考慮可安裝性問(wèn)題，同時(shí)價(jià)格也會(huì)越貴。一般雙極化天線(xiàn)水平面內(nèi)的最大波束寬度不大于90度。地形匹配波束的選用在有些應(yīng)用場(chǎng)合下基站周?chē)枰采w的區(qū)域與不需要覆蓋的區(qū)域可以很明顯的地區(qū)分開(kāi)來(lái)。那么在這些地方可以選用與該處地形匹配的波束進(jìn)行覆蓋。天線(xiàn)主波束水平方向圖形狀的選擇主要是從基站周邊的覆蓋要求來(lái)定的，結(jié)合基站的位置，周邊覆蓋地區(qū)的分布及形狀來(lái)選定，即天線(xiàn)波束形狀與需覆蓋的地形相匹配。常見(jiàn)地形匹配波束的有八字形、心形等，這些天線(xiàn)都是由全向天線(xiàn)改造而成。八字形全向變形天線(xiàn)是由普通全向天線(xiàn)與對(duì)稱(chēng)兩根輔助反射金屬管組成，反射金屬管的作用是通過(guò)耦合改變?nèi)蛱炀€(xiàn)水平

39、面的方向圖，水平方向圖呈“R”形。這種天線(xiàn)對(duì)于一些純公路覆蓋很重要。純公路覆蓋是指無(wú)人居住的山區(qū)、沙漠的重要等級(jí)公路覆蓋，話(huà)務(wù)量少，為減少基站數(shù)量，降低建設(shè)成本，通常采用O2以下站型，因此覆蓋距離應(yīng)盡量遠(yuǎn)。象這種無(wú)線(xiàn)覆蓋區(qū)域，采用地形匹配天線(xiàn)是最理想的。而八字形的變形全向天線(xiàn)可以增加需要覆蓋方向的增益（在最大方向上增益約增加3dB），減少公路兩旁無(wú)用戶(hù)區(qū)的覆蓋能量。這種天線(xiàn)的站址選擇很重要，公路的延伸方向應(yīng)與天線(xiàn)方向圖匹配。這種天線(xiàn)實(shí)際上就是對(duì)于純粹的公路覆蓋或其它無(wú)建筑物覆蓋可以不考慮塔下黑，因?yàn)樾盘?hào)進(jìn)入車(chē)內(nèi)的衰減比進(jìn)入建筑物內(nèi)的衰減小得多。在農(nóng)村地區(qū)，許多小村鎮(zhèn)建在公路的一側(cè)，在做公路覆蓋

40、時(shí)可以兼顧這些村鎮(zhèn)的覆蓋，采用以下變形全向天線(xiàn)（心形方向圖），在公路和村鎮(zhèn)方向的天線(xiàn)增益可以提高到13-15dBi,可以使村鎮(zhèn)和公路覆蓋更有效。前后比的選擇一般天線(xiàn)的前后比在22dB左右，但有時(shí)在規(guī)劃及優(yōu)化時(shí)這一前后比往往不能滿(mǎn)足要求，而需要具有更高前后比的天線(xiàn)。在頻率緊密復(fù)用的場(chǎng)合下，后瓣過(guò)大容易產(chǎn)生鄰頻（甚至同頻）干擾，從而影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。前后比大于35dB天線(xiàn)為高前后比天線(xiàn)，增益、波束寬度的規(guī)格與普通定向天線(xiàn)一樣。高前后比天線(xiàn)采用對(duì)數(shù)周期偶極子單元組陣而成，因此從外形上看，這種天線(xiàn)比較厚，但比較窄。兩副高前后比天線(xiàn)的價(jià)格比一副相同增益和半功率角的雙極化天線(xiàn)高出35%。但為了提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，還

41、是有必要推薦使用這種天線(xiàn)。而在某些應(yīng)用條件下，天線(xiàn)的前后比不宜太高，如在進(jìn)行高速公路覆蓋時(shí)，基本上都是快速移動(dòng)用戶(hù)，基站采用兩小區(qū)進(jìn)行覆蓋，若天線(xiàn)的前后比太低的話(huà)由于兩小區(qū)的交疊深度很小會(huì)不利于切換的正常進(jìn)行。天線(xiàn)尺寸的選用天線(xiàn)尺寸的選用主要是從可安裝的角度來(lái)考慮，在某些安裝條件受限的區(qū)域，如在進(jìn)行鐵路隧道覆蓋規(guī)劃時(shí)，這條因素是很重要的，甚至成為天線(xiàn)可選與否的決定因素。首先天線(xiàn)的尺寸與各個(gè)廠(chǎng)家的工藝水平有關(guān)，由此造成在其他各種指標(biāo)都相同的條件下不同廠(chǎng)家的天線(xiàn)尺寸不同的情況。其次天線(xiàn)的尺寸主要與天線(xiàn)的增益有關(guān)，增益越大的天線(xiàn)所需的振子數(shù)量越多，一般就表現(xiàn)在天線(xiàn)的長(zhǎng)度的增加上。1.5天線(xiàn)阻抗合路器

42、的輸入阻抗為50歐姆，要減小天線(xiàn)駐波比，天線(xiàn)的特性阻抗要與其匹配，即等于50歐姆。一般GSM天線(xiàn)的特性阻抗均滿(mǎn)足此要求，但在選擇、認(rèn)證新天線(xiàn)時(shí)需要關(guān)注該項(xiàng)指標(biāo)。2不同應(yīng)用環(huán)境下的天線(xiàn)選型在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，天線(xiàn)的選擇是一個(gè)很重要的部分，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋要求、話(huà)務(wù)量、干擾和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量等實(shí)際情況來(lái)選擇天線(xiàn)。天線(xiàn)選擇得當(dāng)，可以改善覆蓋效果，減少干擾，改善服務(wù)質(zhì)量。根據(jù)地形或話(huà)務(wù)量的分布可以把天線(xiàn)使用的環(huán)境分為8種類(lèi)型：市區(qū)（高樓多，話(huà)務(wù)大）、郊區(qū)（樓房較矮，開(kāi)闊）、農(nóng)村（話(huà)務(wù)少）、公路（帶狀覆蓋）、山區(qū)（或丘陵，用戶(hù)稀疏）、近海（覆蓋極遠(yuǎn)，用戶(hù)少）、隧道、大樓室內(nèi)。2.1市區(qū)基站天線(xiàn)選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)

43、：基站分布較密，要求單基站覆蓋范圍小，希望盡量減少越區(qū)覆蓋的現(xiàn)象，減少基站之間的干擾，提高頻率復(fù)用率。天線(xiàn)選用原則：極化方式選擇：由于市區(qū)基站站址選擇困難，天線(xiàn)安裝空間受限，建議選用雙極化天線(xiàn)；方向圖的選擇：在市區(qū)主要考慮提高頻率復(fù)用度，因此一般選用定向天線(xiàn)；半功率波束寬度的選擇：為了能更好地控制小區(qū)的覆蓋范圍來(lái)抑制干擾，市區(qū)天線(xiàn)水平半功率波束寬度選6065。在天線(xiàn)增益及水平半功率角度選定后，垂直半功率角也就定了；天線(xiàn)增益的選擇：由于市區(qū)基站一般不要求大范圍的覆蓋距離，因此建議選用中等增益的天線(xiàn)。同時(shí)天線(xiàn)的體積和重量可以變小，有利于安裝和降低成本。根據(jù)目前天線(xiàn)型號(hào)，建議市區(qū)天線(xiàn)增益視基站疏密程

44、度及城區(qū)建筑物結(jié)構(gòu)等選用15-18dBi增益的天線(xiàn)。若市區(qū)內(nèi)用作補(bǔ)盲的微蜂窩天線(xiàn)增益可選擇更低的天線(xiàn)如10-12dBi的天線(xiàn)；預(yù)置下傾角及零點(diǎn)填充的選擇：市區(qū)天線(xiàn)一般來(lái)都要設(shè)置一定的下傾角，因此為增大以后的下傾角調(diào)整范圍，可以選擇具有固定電下傾角的天線(xiàn)（建議選3-6）。由于市區(qū)基站覆蓋距離較小，零點(diǎn)填充特性可以不作要求；下傾方式選擇：由于市區(qū)的天線(xiàn)傾角調(diào)整相對(duì)頻繁，且有的天線(xiàn)需要設(shè)置較大的傾角，而機(jī)械下傾不利于干擾控制，所以在可能的情況下建議選用預(yù)置下傾天線(xiàn)。條件成熟時(shí)可以選擇電調(diào)天線(xiàn)；下傾角調(diào)整范圍選擇：由于在市區(qū)出于干擾控制的原因，需要將天線(xiàn)的下傾角調(diào)得較大，一般來(lái)說(shuō)電調(diào)天線(xiàn)在下傾角的調(diào)整

45、范圍方面是不會(huì)有問(wèn)題的。但是在選擇機(jī)械下傾的天線(xiàn)時(shí)，建議選擇下傾角調(diào)整范圍更大的天線(xiàn)，最大下傾角要求不小于14；在城市內(nèi)，為了提高頻率復(fù)用率，減小越區(qū)干擾，有時(shí)需要設(shè)置很大的下傾角，而當(dāng)下傾角的設(shè)置超過(guò)了垂直面半功率波束寬度的一半時(shí)，需要考慮上副瓣的影響。所以建議在城區(qū)選擇第一上副瓣抑制的賦形技術(shù)天線(xiàn)，但是這種天線(xiàn)通常無(wú)固定電下傾角。推薦：半功率波束寬度65/中等增益/帶固定電下傾角或可調(diào)電下傾機(jī)械下傾的雙極化天線(xiàn)。到目前為止，公司已認(rèn)證的天線(xiàn)庫(kù)中，市區(qū)環(huán)境中可選用的主要天線(xiàn)見(jiàn)：附錄一：市區(qū)環(huán)境中可選的主要天線(xiàn)類(lèi)型農(nóng)村基站天線(xiàn)選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：基站分布稀疏，話(huà)務(wù)量較小，覆蓋要求廣。有的地方周?chē)?/p>

46、只有一個(gè)基站，覆蓋成為最為關(guān)注的對(duì)象，這時(shí)應(yīng)結(jié)合基站周?chē)韪采w的區(qū)域來(lái)考慮天線(xiàn)的選型。一般情況下是希望在需要覆蓋的地方能通過(guò)天線(xiàn)選型來(lái)得到更好的覆蓋。天線(xiàn)選用原則：1、極化方式選擇：從發(fā)射信號(hào)的角度，在較為空曠地方采用垂直極化天線(xiàn)比采用其他極化天線(xiàn)效果更好。從接收的角度，在空曠的地方由于信號(hào)的反射較少，信號(hào)的極化方向改變不大，采用雙極化天線(xiàn)進(jìn)行極化分集接收時(shí)，分集增益不如空間分集。所以建議在農(nóng)村建議選用垂直單極化天線(xiàn)。2、方向圖選擇：如果要求基站覆蓋周?chē)膮^(qū)域，且沒(méi)有明顯的方向性，基站周?chē)?huà)務(wù)分布比較分散，此時(shí)建議采用全向基站覆蓋。需要特別指出的是：這里的廣覆蓋并不是指覆蓋距離遠(yuǎn)，而是指覆蓋的

47、面積大而且沒(méi)有明顯的方向性。同時(shí)需要注意的是：全向基站由于增益小，覆蓋距離不如定向基站遠(yuǎn)。同時(shí)全向天線(xiàn)在安裝時(shí)要注意塔體對(duì)覆蓋的影響，并且天線(xiàn)一定要與地平面保持垂直，具體要求見(jiàn)全向天線(xiàn)安裝規(guī)范。如果局方對(duì)基站的覆蓋距離有更遠(yuǎn)的覆蓋要求，則需要用定向天線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般情況下，應(yīng)當(dāng)采用水平面半波束寬度為90、105、120的定向天線(xiàn)；在某些基站周?chē)枰采w的區(qū)域呈現(xiàn)很明顯的形狀，可選擇地形匹配波束天線(xiàn)進(jìn)行覆蓋；3、天線(xiàn)增益的選擇：視覆蓋要求選擇天線(xiàn)增益，建議在農(nóng)村地區(qū)選擇較高增益(16-18dBi)的定向天線(xiàn)或9一lldBi的全向天線(xiàn)；4、預(yù)置下傾角及零點(diǎn)填充的選擇：由于預(yù)置下傾角會(huì)影響到基站的覆蓋

48、能力，所以在農(nóng)村這種以覆蓋為主的地方建議選用不帶預(yù)置下傾角的天線(xiàn)。但天線(xiàn)掛高在50米以上且近端有覆蓋要求時(shí)，可以?xún)?yōu)先選用零點(diǎn)填充（大于15%）的天線(xiàn)來(lái)避免塔下黑問(wèn)題；5、下傾方式的選擇：在農(nóng)村地區(qū)對(duì)天線(xiàn)的下傾調(diào)整不多，其下傾角的調(diào)整范圍及特性要求不高，建議選用價(jià)格較便宜的機(jī)械下傾天線(xiàn)；對(duì)于定向站型推薦選擇：半功率波束寬度90、105/中、高增益/單極化空間分集，或90雙極化天線(xiàn)，主要采用機(jī)械下傾角/零點(diǎn)填充大于15%。對(duì)于全向站型推薦：零點(diǎn)填充的天線(xiàn)，若覆蓋距離不要求很遠(yuǎn)，可以采用電下傾（3或5）。天線(xiàn)相對(duì)主要覆蓋區(qū)掛高不大于50m時(shí)，可以使用普通天線(xiàn)。另外，對(duì)全向站還可以考慮雙發(fā)天線(xiàn)配置以減

49、小塔體對(duì)覆蓋的影響。必須通過(guò)功分器把發(fā)射信號(hào)分配到兩個(gè)天線(xiàn)上。到目前為止，公司已認(rèn)證的天線(xiàn)庫(kù)中，農(nóng)村環(huán)境中可選用的主要天線(xiàn)見(jiàn)：農(nóng)村環(huán)境中可選的主要天線(xiàn)類(lèi)型2.3郊區(qū)基站天線(xiàn)選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：郊區(qū)的應(yīng)用環(huán)境介于城區(qū)環(huán)境與農(nóng)村環(huán)境之間，有的地方可能更接近城區(qū)，基站數(shù)量不少，頻率復(fù)用較為緊密，這時(shí)覆蓋與干擾控制在天線(xiàn)選型時(shí)都要考慮。而有的地方可能更接近農(nóng)村地方，覆蓋成為重要因素。因此在天線(xiàn)選型方面可以視實(shí)際情況參考城區(qū)及農(nóng)村的天線(xiàn)選型原則。在郊區(qū)，情況差別比較大。可以根據(jù)需要的覆蓋面積來(lái)估計(jì)大概需要的天線(xiàn)類(lèi)型。一般可遵循以下幾個(gè)基本原則：1、根據(jù)情況選擇水平面半功率波束寬度為65的天線(xiàn)或選擇半功率波

50、束寬度為90的天線(xiàn)。當(dāng)周?chē)幕颈容^少時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先采用水平面半功率波束寬度為90的天線(xiàn)。若周?chē)痉植己苊?，則其天線(xiàn)選擇原則參考城區(qū)基站的天線(xiàn)選擇。若周?chē)据^很少，且將來(lái)擴(kuò)容潛力不大，則可參考農(nóng)村的天線(xiàn)選擇原則；2、考慮到將來(lái)的平滑升級(jí)，所以一般不建議采用全向站型；3、是否采用預(yù)置下傾角應(yīng)根據(jù)具體情況來(lái)定。即使采用下傾角，一般下傾角也比較小。推薦選擇：半功率波束寬度90/中、高增益的天線(xiàn)，可以用電調(diào)下傾角，也可以是機(jī)械下傾角。具體在選擇時(shí)可以參考市區(qū)與農(nóng)村的天線(xiàn)選擇列表。2.4公路覆蓋基站天線(xiàn)選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：該應(yīng)用環(huán)境下話(huà)務(wù)量低、用戶(hù)高速移動(dòng)、此時(shí)重點(diǎn)解決的是覆蓋問(wèn)題。而公路覆蓋與大中城市

51、或平原農(nóng)村的覆蓋有著較大區(qū)別，一般來(lái)說(shuō)它要實(shí)現(xiàn)的是帶狀覆蓋，故公路的覆蓋多采用雙向小區(qū)；在穿過(guò)城鎮(zhèn)，旅游點(diǎn)的地區(qū)也綜合采用三向、全向小區(qū)；再就是強(qiáng)調(diào)廣覆蓋，要結(jié)合站址及站型的選擇來(lái)決定采用的天線(xiàn)類(lèi)型。不同的公路環(huán)境差別很大，一般來(lái)說(shuō)有較為平直的公路，如高速公路、鐵路、國(guó)道、省道等等，推薦在公路旁建站，采用S1/1/1、或S1/1站型，配以高增益定向天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)覆蓋。有蜿蜒起伏的公路如盤(pán)山公路、縣級(jí)自建的山區(qū)公路等等。得結(jié)合在公路附近的鄉(xiāng)村覆蓋，選擇高處建站。站型得靈活配置，可能會(huì)用到全向加定向等特殊站型。不同的路段環(huán)境差別也很大，如高速公路與鐵路所經(jīng)過(guò)的地形往往復(fù)雜多變，有平原、高山、樹(shù)林、隧道等

52、，還要穿過(guò)鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)，所以對(duì)其無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃及天線(xiàn)選型時(shí)一定要在充分勘查的基礎(chǔ)上具體對(duì)待各段公路，靈活規(guī)劃。在初始規(guī)劃進(jìn)行天線(xiàn)選型時(shí)，應(yīng)盡量選擇覆蓋距離廣的高增益天線(xiàn)進(jìn)行廣覆蓋，在覆蓋不到的盲區(qū)路段可選用增益較低的天線(xiàn)進(jìn)行補(bǔ)盲。天線(xiàn)選型原則：1、方向圖的選擇：在以覆蓋鐵路、公路沿線(xiàn)為目標(biāo)的基站，可以采用窄波束高增益的定向天線(xiàn)?？筛鶕?jù)布站點(diǎn)的道路局部地形起伏和拐彎等因素來(lái)靈活選擇天線(xiàn)形式。如果覆蓋目標(biāo)為公路及周?chē)阈欠植嫉拇迩f，可以考慮采用全向天線(xiàn)或變形全向天線(xiàn)，如八字形或心形天線(xiàn)。純公路覆蓋時(shí)根據(jù)公路方向選擇合適站址采用高增益（14dBi）8字型天線(xiàn)（02/01），或考慮S0.5/0.5的配置

53、，最好具有零點(diǎn)填充；對(duì)于高速公路一側(cè)有小村鎮(zhèn)，用戶(hù)不多時(shí)，可以采用210-220變形全向天線(xiàn)；2、極化方式選擇：從發(fā)射信號(hào)的角度，在較為空曠地方采用垂直極化天線(xiàn)比采用其他極化天線(xiàn)效果更好。從接收的角度，在空曠的地方由于信號(hào)的反射較少，信號(hào)的極化方向改變不大，采用雙極化天線(xiàn)進(jìn)行極化分集接收時(shí)，分集增益不如空間分集。所以建議在進(jìn)行公路覆蓋時(shí)選用垂直單極化天線(xiàn)；3、天線(xiàn)增益的選擇，若不是用來(lái)補(bǔ)盲，定向天線(xiàn)增益可選17dBi22dBi的天線(xiàn)（有些高增益天線(xiàn)目前還未認(rèn)證）。全向天線(xiàn)的增益選擇lldBi。若是用來(lái)補(bǔ)盲，則可根據(jù)需要選擇增益較低的天線(xiàn)；4、預(yù)置下傾角及零點(diǎn)填充的選擇：由于預(yù)置下傾角會(huì)影響到基

54、站的覆蓋能力，所以在公路這種以覆蓋為主的地方建議選用不帶預(yù)置下傾角的天線(xiàn)。在50米以上且近端有覆蓋要求時(shí)，可以?xún)?yōu)先選用零點(diǎn)填充（大于15%）的天線(xiàn)來(lái)解決塔下黑問(wèn)題；5、下傾方式的選擇：公路覆蓋一般不打下傾。地區(qū)對(duì)天線(xiàn)的下傾調(diào)整不多，其下傾角的調(diào)整范圍及特性要求不高，建議選用價(jià)格較便宜的機(jī)械下傾天線(xiàn)；6、前后比：由于公路覆蓋大多數(shù)用戶(hù)都是快速移動(dòng)用戶(hù)，所以為保證切換的正常進(jìn)行，定向天線(xiàn)的前后比不宜太高，否則可能會(huì)由于兩定向小區(qū)交疊深度太小而導(dǎo)致切換不及時(shí)造成掉話(huà)的情況。對(duì)于高速公路和鐵路覆蓋，建議優(yōu)先選擇“8”字形天線(xiàn)或S0.5/0.5配置，以減少高速移動(dòng)用戶(hù)接近/離開(kāi)基站附近時(shí)的切換。由于在目

55、前的天線(xiàn)認(rèn)證庫(kù)中65度的定向天線(xiàn)無(wú)垂直極化天線(xiàn)，所以將一些雙極化天線(xiàn)也列了進(jìn)去，作為一種退而求其次的選擇?？捎米鬟M(jìn)行公路覆蓋的天線(xiàn)見(jiàn)：附錄三：公路應(yīng)用環(huán)境中可選天線(xiàn)主要類(lèi)型2.5山區(qū)覆蓋基站天線(xiàn)選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：在偏遠(yuǎn)的丘陵山區(qū)，山體阻擋嚴(yán)重，電波的傳播衰落較大，覆蓋難度大。通常為廣覆蓋，在基站很廣的覆蓋半徑內(nèi)分布零散用戶(hù)，話(huà)務(wù)量較小?；净蚪ㄔ谏巾斏?、山腰間、山腳下、或山區(qū)里的合適位置。需要區(qū)分不同的用戶(hù)分布、地形特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行基站選址、選型、選擇天線(xiàn)。以下這幾種情況比較常見(jiàn)的：盆地型山區(qū)建站、高山上建站、半山腰建站、普通山區(qū)建站等。在盆地中心選址建站，如果盆地范圍不大，推薦采用全向02站型；如

56、果盆地范圍較大，或需要兼顧到某條出入盆地的交通要道，推薦采用S1/1/1或0+S的站型。有時(shí)受制于微波傳輸?shù)囊蛩?，必須在某些很高的山上建站，此時(shí)天線(xiàn)離用戶(hù)分布面往往有150米以上的落差。如果覆蓋的目標(biāo)區(qū)域就在山腳下附近，此時(shí)需配以帶電子下傾角的全向天線(xiàn)，使信號(hào)波形向下，避免出現(xiàn)“塔下黑”的現(xiàn)象。在半山腰建站，基站天線(xiàn)的掛高低于山頂，山的背面無(wú)法覆蓋。因此只需用定向小區(qū)，用半功率角較大的天線(xiàn)，覆蓋山的正面。普通地形起伏不大的山區(qū)，推薦采用S1/1/1站型，盡量增加信號(hào)強(qiáng)度，給信號(hào)衰減留下更多的余量。天線(xiàn)選擇原則：1、方向圖的選擇：視基站的位置、站型及周邊覆蓋需求來(lái)決定方向圖的選擇，可以選擇全向天

57、線(xiàn)，也可以選擇定向天線(xiàn)。對(duì)于建在山上的基站，若需要覆蓋的地方位置相對(duì)較低，則應(yīng)選擇垂直半功率角較大的方向圖，更好地滿(mǎn)足垂直方向的覆蓋要求；2、天線(xiàn)增益選擇：視需覆蓋的區(qū)域的遠(yuǎn)近選擇中等天線(xiàn)增益，全向天線(xiàn)（9-lldBi）,定向天線(xiàn)（15-18dBi）；3、預(yù)置下傾與零點(diǎn)填充選擇：在山上建站，需覆蓋的地方在山下時(shí)，要選用具有零點(diǎn)填充或預(yù)置下傾角的天線(xiàn)。對(duì)于預(yù)置下傾角的大小視基站與需覆蓋地方的相對(duì)高度作出選擇，相對(duì)高度越大預(yù)置下傾角也就應(yīng)選擇更大一些的天線(xiàn)。到目前為止，公司已認(rèn)證的天線(xiàn)庫(kù)中，山區(qū)環(huán)境中可選用的主要天線(xiàn)見(jiàn)：附錄四：山區(qū)應(yīng)用環(huán)境中可選擇的主要天線(xiàn)類(lèi)型2.6近海覆蓋基站天線(xiàn)選擇應(yīng)用環(huán)境特

58、點(diǎn)：話(huà)務(wù)量較少，覆蓋面廣，無(wú)線(xiàn)傳播環(huán)境好。經(jīng)研究表明在海上的無(wú)線(xiàn)傳播模型接近于自由空間傳播模型。對(duì)近海的海面進(jìn)行覆蓋時(shí)，覆蓋距離將主要受三個(gè)方面的限制，即地球球面曲率、無(wú)線(xiàn)傳播衰減、TA值的限制?？紤]到地球球面曲率的影響。因此對(duì)海面進(jìn)行覆蓋的基站天線(xiàn)一般架設(shè)得很高，超過(guò)100米。天線(xiàn)選擇原則：1、方向圖的選擇：由于在近海覆蓋中，面向海平面與背向海平面的應(yīng)用環(huán)境完全不同，因此在進(jìn)行近海覆蓋時(shí)不選擇全向天線(xiàn)，而是根據(jù)周邊的覆蓋需求選擇定向天線(xiàn)。一般垂直半功率角可選擇小一些的。2、天線(xiàn)增益的選擇，由于覆蓋距離很大，在選擇天線(xiàn)增益時(shí)一般選擇高增益（16dBi以上）的天線(xiàn)。3、從發(fā)射信號(hào)的角度，在較為空

59、曠地方采用垂直極化天線(xiàn)比采用其他極化天線(xiàn)效果更好。從接收的角度，在空曠的地方由于信號(hào)的反射較少，信號(hào)的極化方向改變不大，采用雙極化天線(xiàn)進(jìn)行極化分集接收時(shí)，分集增益不如空間分集。所以建議在進(jìn)行近海覆蓋時(shí)選用垂直單極化天線(xiàn)；4、預(yù)置下傾與零點(diǎn)填充選擇，在進(jìn)行海面覆蓋時(shí)，由于要考慮地球球面曲率的影響，所以一般天線(xiàn)架設(shè)得很高，會(huì)超過(guò)100米，因此在近端容易形成盲區(qū)。因此建議選擇具有零點(diǎn)填充或預(yù)置下傾角的天線(xiàn)，考慮到覆蓋距離要優(yōu)先選用具有零點(diǎn)填充的天線(xiàn)。到目前為止，公司已認(rèn)證的天線(xiàn)庫(kù)中，近海應(yīng)用環(huán)境中可選用的主要天線(xiàn)見(jiàn)：附錄五：近海應(yīng)用環(huán)境中可選擇的主要天線(xiàn)類(lèi)型2.7隧道覆蓋基站天線(xiàn)選擇應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)：一

60、般來(lái)說(shuō)靠外部的基站不能對(duì)隧道進(jìn)行良好的覆蓋，必須針對(duì)具體的隧道規(guī)劃站址及選擇天線(xiàn)。這種應(yīng)用環(huán)境下話(huà)務(wù)量不大，也不會(huì)存在干擾控制的問(wèn)題，主要是天線(xiàn)的選擇及安裝問(wèn)題，在很多種情況下大天線(xiàn)可能會(huì)由于安裝受限而不能采用。對(duì)不同長(zhǎng)度的隧道，基站及天線(xiàn)的選擇有很大的差別。另外還要注意到隧道內(nèi)的天線(xiàn)安裝調(diào)整維護(hù)十分困難。特別是鐵路隧道在火車(chē)通過(guò)時(shí)剩余空間會(huì)很小，在隧道里面安裝大天線(xiàn)不可能。天線(xiàn)選擇原則：1、方向圖選擇：隧道覆蓋方向性明顯，所以一般選擇定向天線(xiàn)，并且可以采用窄波束天線(xiàn)進(jìn)行覆蓋；2、極化方式選擇：考慮到天線(xiàn)的安裝及隧道內(nèi)壁對(duì)信號(hào)的反射作用，建議選擇雙極化天線(xiàn)。3、天線(xiàn)增益選擇：對(duì)于公路隧道長(zhǎng)度不