1、基站天线的下倾角设置建议一、 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（对 CDMA 网络而言） ，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
2、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，天线增益（尤其是上波瓣）衰减很快。因此从控制干扰的角度考虑，可认为半功率角的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。 actan（H/R）+/2 公式一 倾 角 天线高度 同 频 小 区基 站 天 线 覆 盖 示 意 图覆 盖 距 离服 务 区 异 频 区图 1、 基站天线控制
3、干扰时的下倾角应用图其中 为天线的下倾角，H 为天线有效高度， 为天线的垂直半功率角。R 为该小区最远的覆盖距离，即覆盖长径 R。1.2.考虑加强覆盖时的下倾角 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。 actan（H/R） 公式二 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二、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
4、倾角；需要下倾角=机械下倾角+预置电下倾角+电调下倾角。1) 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。2) 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。3) 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。2.2. 机械倾角和电下倾角的对比6515dBi 天线不同机械倾角的方向图仿真图6515dBi 天线不同电下倾角的方向图仿真图从仿真图分析，同等类
5、型的电子式下倾天线与机械式下倾天线相比，波形畸变较小，易于控制覆盖范围；干扰规避能力较强，在某种程度上可以改善载干比；RMS 延迟范围较小，抗多径效应能力较强。下表分别列比了某种内置 6 度、9 度电子倾角天线和一般类型天线在不同机械倾角时波形畸变的情况。 基站天线波形畸变情况对照表 6515dBi 天线不同机械倾角时水平波束宽度和前后比实测数据序号 电下倾角 机械倾角 总倾角 水平波束宽度前后比（dB ）1 0 0 0 64.8 342 0 2 2 68.1 27.43 0 4 4 71.8 24.34 0 6 6 78.8 26.35 0 8 8 85.3 246 0 10 10 103.
6、7 19.87 0 12 12 121.4 19.58 0 14 14 133.3 189 0 15 15 149.6 17.810 0 16 16 152 17.66515dBi6电子倾角天线不同机械倾角时水平波束宽度和前后比实测数据序号 电下倾角 机械倾角 总倾角 水平波束宽度前后比（dB ）1 6 10 16 64.2 232 6 8 14 68 26.13 6 6 12 69 31.34 6 4 10 69.4 33.55 6 2 8 66.7 30.66 6 0 6 64.9 37.27 6 -6 0 65.6 29.68 6 -4 2 64.2 29.89 6 -2 4 61.6
7、33.26515dBi9电子倾角天线不同机械倾角时水平波束宽度和前后比实测数据序号 电下倾角 机械倾角 总倾角 水平波束宽度前后比（dB ）1 9 -9 0 64.9 36.82 9 -8 1 68.5 33.73 9 -6 3 62.7 35.14 9 -4 5 62.2 34.05 9 -2 7 63.5 30.46 9 0 9 64.0 32.57 9 2 11 69.6 31.08 9 4 13 67.7 30.49 9 6 15 65.2 26.5综合以上考虑，宜优先选用电调倾角天线。在工程中，采用预置电下倾角、电调倾角和机械倾角三者结合的方式使天线达到需要的下倾角度。 天线需要的下
8、倾角度=机械下倾角+预置电下倾角+ 电下倾角。例如：对某些特殊基站，由于业主协调难度较高，最后被迫选择超高基站进行建站，为避免塔下黑的现象，需要采用超大下倾角 24，则此时下倾角的最佳组合方式为24=机械下倾角 4+预置电下倾角 6+电下倾角 14。.三、实际应用环境中天线下倾角设置参考值由于基站周围环境十分复杂，天线下倾角设定还必须充分考虑附近山体、水面和高大玻璃幕墙等强反射物质的反射和阻挡。因此实际应用中的基站下倾角可利用上述理论计算方法，并结合实际的应用环境最终确定。在此仅将基站电磁环境分为密集城区、一般城区、郊区、农村四大主流电磁环境，并结合上述理论计算，得出不同基站高度及不同覆盖距离
9、时的天线下倾角设置参考表如下：密集城区站距（米）天线有效挂高（米）水平半功率角（度）垂直半功率角（度）下倾角（公式一）下倾角（公式二）建议机械下倾角（度）建议电下倾角（度）建议下倾角（度）400 30 65 13 15.0 8.5 8 7 15.0500 30 65 13 13.3 6.8 6 7 13.3一般城区 站距（米）天线有效挂高（米）水平半功率角（度）垂直半功率角（度）下倾角（公式一）下倾角（公式二）建议机械下倾角（度）建议电下倾角（度）建议下倾角（度）600 35 65 13 11.5 5.0 6 6 11.5700 35 65 13 10.8 4.3 6 5 10.8800 35
10、 65 13 10.3 3.8 5 5 10.3900 35 65 13 9.8 3.9 5 5 9.81000 35 65 13 9.5 3.0 5 5 9.5郊区站距（米）天线有效挂高（米）水平半功率角（度）垂直半功率角（度）下倾角（公式一）下倾角（公式二）建议预置电下倾角（度）建议机械下倾角（度）建议下倾角（度）1500 40 65 13 8.8 2.3 3 5 8.82000 40 65 13 8.2 1.7 3 5 8.22500 40 65 13 7.9 1.4 3 5 7.93000 40 65 13 7.6 1.1 3 5 7.6农村站距（米）天线有效挂高（米）水平半功率角（度
11、）垂直半功率角（度）下倾角（公式一）下倾角（公式二）建议预置电下倾角（度）建议机械下倾角（度）建议下倾角（度）4000 55 90 7 5.1 1.6 3 1 4.05000 55 90 7 4.8 1.3 3 1 3.54000 55 65 13 7.7 1.2 3 2 5.05000 55 65 13 7.4 0.9 3 1 4.0标注:此表格中的数据仅供参考，若纳入实际应用，需统筹考虑基站的实际电磁环境。四、总结综上所述，基站天线的应用效果决定了移动通信网络的通信质量，而要想保证基站天线的应用效果，就必须统筹考虑基站天线的电磁环境、天线挂高、天线方位角及天线下倾角四大因素。本文结合天线的电磁环境及天线挂高，分析了基站天线下倾角的选择，对移动通信网络建设中的下倾角设置有着重要的参考意义。但是如果在最终的现网下倾角应用中只是简单的公式套用，则很难达到最佳的应用效果。因此对基站天线的下倾角设置，应统筹考虑实际的基站应用环境，并结合本文所展列的下倾角参考值，最终得出符合现网的下倾角设置值，从而保证移动通信网络的通信质量。
