1、基站天线的知识: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 构，与 网 较 ， 于 区 。 下图所 。 （2）城区基站一 要求大范围覆盖， 覆盖的 度。由于中等 天线的 相
2、于高 天线较 ，覆盖半 的 度覆盖范围较大，可以覆盖 ，所以选用中等 天线较 。 （3）由于城区基站天线currency1“ ，所以选用fifl天线 较 合实际。 所，城区基站选用水平半功率角为60度 的中等 的fifl天线。 水平半功率角为65度的15dBififl天线。 2、密集城区基站天线 密集城区基站天线的选择与一 城区基站类。由于密集城区基站站” 400600，在使用水平半功率角为65度的15dBififl天线，天线 高35的情况下，天线下角可 设在14.0度11.5度“。时 单用下的方，角 大将水平 ，干扰 大，时 较大干扰 用 角天线， 可以较 的 形 的 ， 的干扰相 较小。所
3、以密集城区基站选用 角的水平半功率角为60度 的中等 fifl天线较为合 。 3、农村地区基站天线 在农村地区， 于话务量较小，预期覆盖面 较大的 ，选择基站天线时应考虑以下几方面。 （1） 于CDMA网络 ，为 高 向基站 区天线服务交区“的通信质量（交区 分集的 ）， 大交区面 ，选用水平半功率角较大的天线。 水平半功率角为90度的天线。 （2） 于GSM网络 ，为 高覆盖质量，在平地区使用水平半功率角较大的天线 较 ，时 区 大的 在 区和 地 使用水平半功率角较小的天线于 覆盖方向和范围， 较。 （3）为 覆盖半，应选择高 天线。 （4）由于fifl分集 于移动 围射和射的分布， 于地
4、物分布相 较 的农村地区，fifl分集 “分集。 在currency1 具备的情况下，应尽可 使用单fifl天线。 （5） 基站 围各方向都没 明显阻挡，话务需求较小，预期覆盖范围较小，可以选用全向天线。 所，CDMA网络农村地区 向基站选用水平半功率角较大的高 单fifl天线， 水平半功率角为90度的17dBi单fifl天线 GSM网络农村地区 向基站选用水平半功率角 的高 单fifl天线， 水平半功率角为90度或65度的17dBi单fifl天线。全向基站 可以选用11dBi的全向天线。 4、郊区基站天线 郊区的情况介于城区和农村“。 于站较大的基站，可以参照农村基站天线的选用 参照城区基站
5、天线的选用 。 5、交通干线基站天线 覆盖目标仅为高速公路或铁路等交通干线，可以考虑使用8字形天线。8字形天线 下 ：（1）8字形天线的辐射方位图与交通干线需覆盖区 的形状匹 较 （2）8字形天线实际是全向天线的 形，无需用功分器 （3）使用一根天线代替 区天线，成本较低。 覆盖目标为交通干线及其一侧的村镇， 可用方向角为210度的天线。这种天线的辐射方位 使得天线 够时顾及交通干线和村镇，它具 与8字形天线类的 。二、基站天线设 基站天线设需要 考虑下角、方向角、天线 高、天线分集离和隔离离等参数。 1、下角设 合理设天线下角 可以降低频干扰的影响， 基站的覆盖范围和整网的软 （ CDMA网
6、络 ）， 可以加强本基站覆盖区的信号强度。通常天线下角的设 方面侧 ，即侧 于干扰抑 和侧 于加强覆盖。这 方面侧 分别 应 的下角算法。一 ， 基站分布密集的地区应侧 于考虑干扰抑 ， 基站分布较 的地区 侧 于考虑加强覆盖。 1.1 考虑干扰抑 时的下角 在基站天线半功率角范围，天线 下降缓慢，超 半功率角后，天线 （尤其是 ）衰减很快。 从 干扰的角度考虑，可认为半功率角的延长线地面的交 （B ）为该基站的实际覆盖边缘。在基站围环境理想情况下，下角可按以下公计算。 actan（H/R）+/2 公一 公一含义 下图所 。 下角计算 意图1 图中为天线的下角，H为天线 高度，为天线的 半功率
7、角。R为该小区最远的覆盖离，即覆盖长R， 下图所 。 向基站天线覆盖长 意图 在理想情况下R2D/3。实际天线的辐射方向图 可 完全 三叶草型 构。水平半功率角为60度 的天线与 较接近， 水平半功率角为90度的天线 相差较大。 于使用水平半功率角为90度天线的基站，取R=D/2。 1.2 考虑加强覆盖时的下角 在基站分布较 的地区，天线下角设 无需考虑 半功率角等 素的影响。为 覆盖区边缘 足够强的信号，可认为天线主方向延长线地面的交 （B ）为该基站的实际覆盖边缘。在基站 围环境理想情况下，下角可按以下公计算。 actan（H/R） 公二 公二含义 下图所 。 下角计算 意图2 1.3 角
8、设 的实际应用 由于基站 围环境十分复杂，天线下角设 还必须考虑附近 、水面和高大玻璃幕墙的射和阻挡。 具基站的下角可利用方法，时 合具环境最终取 。 合考虑干扰抑 和加强覆盖的 ，在 下基站天线典型的下角取 可参考下表。 天线下角设参考表 地形 天线 高（） 站（） 水平半功率角（度） 半功率角（度） 下角（公一） 下角（公二） 建议下角（度） 密集城区 30 400 65 13 12.9 6.4 12.9 40 400 65 13 15.0 8.5 15.0 50 400 65 13 17.1 10.6 17.1 30 500 65 13 11.6 5.1 11.6 40 500 65 1
9、3 13.3 6.8 13.3 50 500 65 13 15.0 8.5 15.0 一 城区 35 600 65 13 11.5 5.0 11.5 35 700 65 13 10.8 4.3 10.8 35 800 65 13 10.3 3.8 10.3 35 900 65 13 9.8 3.3 9.8 35 1000 65 13 9.5 3.0 9.5 郊区 40 1500 65 13 8.8 2.3 8.8 40 2000 65 13 8.2 1.7 8.2 40 2500 65 13 7.9 1.4 7.9 40 3000 65 13 7.6 1.1 7.6 农村 55 4000 90
10、 7 5.1 1.6 4.0 55 5000 90 7 4.8 1.3 3.5 55 6000 90 7 4.6 1.1 3.0 55 7000 90 7 4.4 0.9 2.5 55 8000 90 7 4.3 0.8 2.0 55 9000 90 7 4.2 0.7 1.0 55 10000 90 7 4.1 0.6 1.0 55 4000 65 13 7.7 1.2 5.0 55 5000 65 13 7.4 0.9 4.0 55 6000 65 13 7.3 0.8 3.5 55 7000 65 13 7.2 0.7 2.0 55 8000 65 13 7.1 0.6 1.5 55 9
11、000 65 13 7.0 0.5 1.0 55 10000 65 13 7.0 0.5 0.5 2、 角天线的设 等类型的 下天线与下天线相 ， 形 较小，于 覆盖范围 干扰规避 力较强，在某种程度可以载干 RMS延迟范围较小，抗多 应 力较强。下表分别列 了某种6度、9度 角天线和一 类型天线在 角时 形 的情况。 基站天线 形 情况 照表 6515dBi 天线 角时水平 度和前后 实测数据 序号 下角 角 总角 水平 度 前后 （dB） 1 0 0 0 64.8 34 2 0 2 2 68.1 27.4 3 0 4 4 71.8 24.3 4 0 6 6 78.8 26.3 5 0 8
12、8 85.3 24 6 0 10 10 103.7 19.8 7 0 12 12 121.4 19.5 8 0 14 14 133.3 18 9 0 15 15 149.6 17.8 10 0 16 16 152 17.6 6515dBi6 角天线 角时水平 度和前后 实测数据 序号 下角 角 总角 水平 度 前后 （dB） 1 6 10 16 64.2 23 2 6 8 14 68 26.1 3 6 6 12 69 31.3 4 6 4 10 69.4 33.5 5 6 2 8 66.7 30.6 6 6 0 6 64.9 37.2 7 6 -6 0 65.6 29.6 8 6 -4 2 6
13、4.2 29.8 9 6 -2 4 61.6 33.2 6515dBi9 角天线 角时水平 度和前后 实测数据 序号 下角 角 总角 水平 度 前后 （dB） 1 9 -9 0 64.9 36.8 2 9 -8 1 68.5 33.7 3 9 -6 3 62.7 35.1 4 9 -4 5 62.2 34.0 5 9 -2 7 63.5 30.4 6 9 0 9 64.0 32.5 7 9 2 11 69.6 31.0 8 9 4 13 67.7 30.4 9 9 6 15 65.2 26.5 下天线分为预调 角天线、可调 角天线、遥 可调 角天线等类型。预调 角天线与下天线价格相仿， 可调
14、角天线、遥 可调 角天线的价格 远高于下天线。 合以考虑，密集城区基站选用预调 角天线。在工程中，用预调 角和调整角 者合的方使天线达需要的下角度。 天线需要的下角度 预调角下角度。 3、天线方向角的取 理想状况下，即各基站均匀分布、 考虑地形地物等 素、各基站均为 向站的情况下，基站各 区“的 角应均为120度， 可以达 网络的最小干扰。实际由于基站分布fi 规 ，时地形地物 复杂，各基站的方向角可以根据实际情况 。为了减少 的方向角 来的网络干扰的 ，应尽量 各 区“天线的 角为120度，最低要求 小于90度。 4、天线 高 基站天线的 高 覆盖和干扰的影响是显 的。 网络规 、 网方、话
15、务量密度、基站密度的，天线的 高 fl。一 ，在 用分 网的情况下，一基站密度区 各基站天线 高应该大致相等 基站 密，天线 高应该 低。 5、天线的分集离 分集 是从 的多衰 信 的几 信号中 取信号的方法，其目的是 服衰 的影响。 分集的形 种： 分集 和 分集 。 分集 接 或 以的 相关 利衰 信号，这 信号所 的慢衰 相。RAKE接 、基站单fifl天线使用的“分集、基站fifl使用的fifl分集都 于 分集。 分集是利用 或 以的 基站或 区的天线接 衰 路的 或多 慢衰 数信号。从某种意义，CDMA的软 程 于分集。分集一 在于CDMA网基站的 区服务交区。 5.1 fifl分集
16、和“分集 一 6种方法实 分集：“分集、分量分集、fifl分集、角度分集、频率分集和时“分集。在移动通信网络中一 使用fifl分集和“分集。在CDMA网络中，由于工频 度大于相干频率，很currency1使用了频率分集。 （1）fifl分集 在 “交fifl天线currency1在一的情况下，可以认为 所 的路是一样的， 射数。 ，这 是 相关的，这是fifl分集。 （2）移动 天线的“分集 通常使用“在0.5以的 接 天线可以得 几 相关的信号。 于频率为900MHZ的信号，移动 天线的分集离为0.50.3330.167m。 （3）基站天线的“分集 基站天线接 的多路信号的相关 主要与 素
17、关： fi 移动 所fl的环境（ 围 物的半）。 围 物的半较小， 要求基站天线的分集离 大。在覆盖半相的 下，建物密集的地区使用“分集天线需要 大的分集离。 fi 基站天线 高度。根据， 接 信号的相关数 较高的 率线大与基站天线 高度和天线水平分集离 成“ 。 义 = h / d。其中h为基站天线高度，d为天线水平分集离，相关数与成“ 。一 来，基站接 的 信号的相关数在0.7以下，认为可以得较 的分集 ，时为11以下。（以 是 频率为850MHz时的实测计，在其它频率 相 。） 5.2 基站天线的分集离 天线的分集离与 天线“的离 ”是 一样的。天线的分集离 的是 接 天线主方向的 离，
18、其具含义 下图所 。 由于用 分集需要的离为达相 时水平分集离的5-6， 一 用水平分集的方。基站天线“的水平分集离 前所，在频率为850MHz时应足dh /11。在 网，天线最小水平分集离的设 可参照下表。 基站天线最小水平分集离参考表 基站天线 高度（） 800MHzCDMA GSM900 GSM1800 计算（） 工程建议（） 计算（） 工程建议（） 计算（） 工程建议（） =0.6 =0.7 =0.8 =0.6 =0.7 =0.8 =0.6 =0.7 =0.8 30.0 4.4 2.8 1.9 2.8 4.0 2.6 1.8 2.6 2.1 1.3 0.9 2.1 40.0 5.9 3
19、.7 2.6 3.7 5.4 3.4 2.4 3.4 2.8 1.8 1.2 2.8 45.0 6.6 4.2 2.9 4.2 6.1 3.9 2.7 3.9 3.2 2.0 1.4 3.2 50.0 7.3 4.7 3.2 4.7 6.7 4.3 3.0 4.3 3.5 2.2 1.5 3.5 55.0 8.0 5.1 3.5 5.1 7.4 4.7 3.2 4.7 3.9 2.5 1.7 3.9 60.0 8.8 5.6 3.8 5.6 8.1 5.2 3.5 5.2 4.2 2.7 1.8 4.2 6、GSM基站天线的隔离离 GSM基站天线“的隔离离应考虑以下 方面：相频（GSM900与
20、GSM900，GSM1800与GSM1800）天线“的隔离， 频（GSM900与GSM1800）天线“的隔离。根据工程实 ， 情况下基站天线的隔离离可参考下表。 基站天线隔离离参考表 全向天线(10dBi)“的隔离要求 “ 水平“ 备 GSM900天线“ 0.5m 5m 天线 2m GSM1800天线“ 0.25m 2.5m 天线 2m GSM900与GSM1800天线“ 0.5m 1m 天线 2m 向天线“的隔离要求 一 区天线“ “ 水平“ 备 GSM900天线“ 0.5m 4m 天线“前方无 阻挡 GSM1800天线“ 0.25m 2m 天线“前方无 阻挡 相 区天线(一平 ) “ 水平
21、“ 备 GSM900天线“ - 0.5m GSM1800天线“ - 0.5m 由于频接近，CDMA天线“的隔离离可以参考GSM900天线“的隔离离。 CDMA天线与其它天线的隔离度计算 较复杂，fl 。 三、天线currency1 天线在currency1时，为 得最理想的覆盖 ，减少干扰，应以下 ： （1）天线 围的要求为50 100m，即天线应高 围环境5m（ 一区半）。 （2） 天线currency1在墙面，天线射方向尽量与墙面 ， 角，要求 小于75度。 下图所 。 （3）“分集天线的“隔离应该考虑 方面的影响：一是接 天线分集离的要求，二是天线隔离度的要求。“分集天线的“隔离必须时足
22、这 要求。具的天线分集离要求和隔离离要求参 相关 。 天线“隔离较大 致currency1 时，可以 小“。 在60平 currency1CDMA“分集天线时， 基站天线最小水平分集离参考表和基站天线隔离离参考表，可知一 区 天线“隔离应 小于5.5。由于currency1 ，无法达需要的分集离， 可以 小天线“隔离 4以。 （4）基站天线currency1应 意在其覆盖区是 较大的 影。应尽量避 天线主 高大建物、 所阻挡。利用大 面currency1 向天线时，天线位应尽量 近 边，避 大 的边阻挡 。 天线必须离 大 边currency1，应尽量使天线 设在离 面较高的位。 下图所 ：
23、天线离 的高度应该 一 无阻挡，工程设计中应避 天线主方向大 边的离超 30。具要求可参考下表。 D(m) h(m) 800 900MHz 1800 1900MHz 角=0 角=6 角=0 角=6 1 0.6 0.7 0.4 0.5 10 2 3 1.3 2.3 20 2.7 4.8 1.8 3.9 30 3.3 6.4 2.2 5.3 40 3.8 8 2.5 6.7 、相关 1、城区高站选用天线的 在建网期，基站站较大，预期覆盖范围大，设高站理所应 。 网络建设 中后期，基站站 减小， 高站 来了 区覆盖、频干扰、频率复用率下降等 。一 可以用以下几种方 高站的覆盖范围。 1.1 话务分
24、话务分 是 通 设相关的无线参数，将无线网络中的话务 向分为二 或三 ，高站为最高的一 ， 下 区和分 话务的角 。话务分 的 是网络 构 ，覆盖质量 。 它的 样明显：a）高站使用的频率 复用，必 来网络 量的下降 b）为 格 话务 向，由下 高 时 频 c）由于高站覆盖区强较强，可 话务 d）该方法 用于CDMA网络。 1.2 天线降高 这种方法是将天线的 设位从高fl移低fl。 于天线 设在 的情况，降高 较 。是 于以 形currency1在 面的情况，天线降高 以 。时， 围建物平均高度较高，天线降高可 来覆盖 理想的情况。 这种方法” 用于分基站。 1.3 使用 下天线 这种方法是
25、将高站下天线为 角的天线，时 合降低射功率来 基站的覆盖范围。下角较大时，使用下方 来天线主 的 形， 致干扰 常 。用 下 够较 形 的 ， 载干 、RMS延迟的 于下法。这种方法 够较 的 基站覆盖范围，于 。在基站密度fi高的地区， 站达200 400时， 度的天线下仍 来 干扰其它基站的 ，所以这种方法一 与天线降高时使用。 2、fifl天线与单fifl天线的 较 fifl分集方使用fifl天线，“分集方使用单fifl天线。这 种分集方各 劣，分别 用于 的范围。 （1）fifl天线前向链路 3dB功率损失， 为功率分给了 种fifl 。 （2）从currency1“的角度看，fifl天线无分集离要求，便于currency1。 （3）移动 斜时，使用45fifl天线 使用单fifl天线的 。 （4）fifl分集 于环境，即射或射的分布。 在农村地 ，fifl天线 单fifl天线 。
