WCDMA無線系統(tǒng)天線選用原則

1、WCDMA無線系統(tǒng)天線選用原則 1提 綱簡介天線選型天線工作頻段和極化方式天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益天線下傾方式天線旁瓣抑制與零點(diǎn)填充特性天線前后比、功率容量、三階互調(diào)、端口隔離度等參數(shù)室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型2簡介無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化中，天線的選擇非常重要。合理的天線不僅可以提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋質(zhì)量和容量，還可以大大縮短網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化的時(shí)間，節(jié)省人力物力。 本課程用于指導(dǎo)選用合適天線；也可用在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化階段，作為優(yōu)化的一種手段，判斷是否需要更換天線。 3提 綱簡介天線選型天線工作頻段和極化方式天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益天線下傾方式天線旁瓣抑制與零點(diǎn)填充特性天線前

2、后比、功率容量、三階互調(diào)、端口隔離度等參數(shù)室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型4天線選型選擇天線時(shí)，涉及的參數(shù)很多，其中輻射方向圖、增益、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度、下傾方式等參數(shù)，需要根據(jù)覆蓋區(qū)內(nèi)的地形、地物、基站高度、覆蓋半徑來選??；其它參數(shù)的選擇相對(duì)簡單，根據(jù)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的情況確定。5提 綱簡介天線選型天線工作頻段和極化方式天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益天線下傾方式天線旁瓣抑制與零點(diǎn)填充特性天線前后比、功率容量、三階互調(diào)、端口隔離度等參數(shù)室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型6天線工作頻段和極化方式天線的工作頻段必須與所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的頻段相對(duì)應(yīng)，從降低帶外干擾信號(hào)的角度考慮，所選天線的帶寬剛好滿足頻帶要求

3、即可。 基站天線多采用線極化方式，其中單極化天線多采用垂直線極化，雙極化天線多采用45雙線極化。 7天線工作頻段和極化方式在城區(qū)，基站數(shù)目較多，每個(gè)基站的覆蓋半徑較小，考慮到安裝方便，加上城區(qū)基站調(diào)整可能性比較大，建議采用雙極化天線。 在郊區(qū)和農(nóng)村，基站數(shù)目較少，每個(gè)基站覆蓋半徑較大，采用空間分集可以增強(qiáng)基站接收效果，因此建議采用空間分集的單極化天線。 8提 綱簡介天線選型天線工作頻段和極化方式天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益天線下傾方式天線旁瓣抑制與零點(diǎn)填充特性天線前后比、功率容量、三階互調(diào)、端口隔離度等參數(shù)室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型9天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和

4、增益基站天線按照輻射方向圖可以分為全向天線和定向天線。全向天線在同一水平面內(nèi)各方向的輻射強(qiáng)度是相等的，適用于全向小區(qū)的覆蓋；定向天線在同一水平面的輻射具備了方向性，能量輻射比較集中，適用于扇形小區(qū)的覆蓋。 10天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益在天線的水平面（垂直面）方向圖上，相對(duì)于主瓣最大點(diǎn)功率增益下降3dB的兩點(diǎn)之間所張的角度，定義為天線的水平（垂直）波瓣寬度。天線輻射的大部分能量都集中在波瓣寬度內(nèi)，波瓣寬度的大小反映了天線的輻射集中程度。全向天線的水平波瓣寬度均為360，而定向天線的常見水平波瓣寬度有20、30、65、90、105、120、180等多種；天線的垂直波瓣寬度一

5、般在380之間，基站天線采用較多的是518之間的天線。天線的增益是和天線的水平和垂直波瓣寬度密切相關(guān)的，一般來說，天線的波瓣寬度越小，天線的增益越大，因此在定這三個(gè)參數(shù)時(shí)，應(yīng)該一起考慮。 11天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益對(duì)于不同的傳播環(huán)境、不同的地形地物，所選天線的水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益是不同的，一般可遵循下面總的原則：水平波瓣寬度的選?。夯緮?shù)目較多、覆蓋半徑較小、話務(wù)分布較大的區(qū)域，天線的水平波瓣寬度應(yīng)選得小一點(diǎn)；覆蓋半徑較大，話務(wù)分布較少的區(qū)域，天線的水平波瓣寬度應(yīng)選得大一些。垂直波瓣寬度的選?。焊采w區(qū)內(nèi)地形平坦，建筑物稀疏，平均高度較低的，天線的垂直波瓣寬

6、度可選得小一點(diǎn)；覆蓋區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜、落差大，天線的垂直波瓣寬度可選得大一些。12天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益下面根據(jù)不同的情況給出一些具體建議： 城區(qū) 城區(qū)S111基站一般選用水平波瓣寬度為65，垂直波瓣寬度為710的天線，天線的增益在1518dBi之間。對(duì)于S110或定向單扇區(qū)站點(diǎn)，可以選用水平波瓣寬度為65 、90甚至更寬的天線，根據(jù)實(shí)際情況選用；垂直波瓣及增益選擇同S111站型。對(duì)全向站點(diǎn)，選用增益較小、帶電子下傾的天線。 13天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益郊區(qū)和農(nóng)村 定向天線選用水平波瓣寬度為90，垂直波瓣寬度為57的天線，天線的增益在1518dBi

7、之間。全向天線采用垂直波瓣寬度為57，增益在912dBi之間的天線。 14天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益水面（大的湖泊、海面等）、戈壁灘、沙漠 定向天線：如果要求覆蓋的區(qū)域比較開闊，考慮選用水平波瓣寬度為90或105，垂直波瓣寬度為57的天線，天線增益在1418dBi之間；對(duì)于要求覆蓋距離比較遠(yuǎn)但寬度不太大的情況（如湖面狹長，地形影響等），可以考慮采用65等窄波束天線。全向天線：選用垂直波瓣寬度為57，增益在912dBi之間的天線。 15天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益公路、鐵路等狹長地帶 公路和鐵路的天線選取應(yīng)根據(jù)所要覆蓋的公路和鐵路的路線距離和形狀來決定。

8、如果路線較直，可以選用水平波瓣寬度為2030，垂直波瓣寬度為57的高增益天線。如果路線彎曲幅度較大，根據(jù)具體情況可選用水平波瓣寬度為65、90甚至更大的天線，垂直波瓣寬度可選57。 16天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益地形復(fù)雜、落差較大的地區(qū) 在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中還會(huì)碰到落差比較大的情況，此時(shí)可以分為兩種情況，一種是天線架高要高于覆蓋區(qū)，此時(shí)可根據(jù)具體情況選垂直波瓣寬度為1018的天線；另外一種情況有大片需要覆蓋的區(qū)域高于天線的架設(shè)高度，此時(shí)可以根據(jù)情況選1830大垂直波瓣寬度的天線。 17天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益頻段較低的情況 天線的尺寸和天線的頻段密切相

9、關(guān)，低頻段的天線尺寸要比高頻段的天線尺寸大的多。對(duì)于頻段比較低的系統(tǒng)，天線水平波瓣寬度的選取可遵循前面的原則，垂直波瓣寬度的選取可以在前面所給建議的基礎(chǔ)上適當(dāng)放寬；如果按照前面規(guī)范需要選用垂直波瓣比較小的天線，而實(shí)際只能提供垂直波瓣比較大的天線，在基站密集、相互干擾嚴(yán)重的城區(qū)，應(yīng)選用電下傾的天線。 18提 綱簡介天線選型天線工作頻段和極化方式天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益天線下傾方式天線旁瓣抑制與零點(diǎn)填充特性天線前后比、功率容量、三階互調(diào)、端口隔離度等參數(shù)室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型19天線下傾方式在城區(qū)，基站密集，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)

10、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： = arctg ( 2H / L ) * 180 / + /2 e_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： = arctg ( H / L ) * 180 / + /2 e_上面兩個(gè)式子中，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圍覆蓋區(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；表示天線的垂直波瓣寬度，單位為度；e_表示天線電下傾的角度，

11、單位為度。 20天線下傾方式天線下傾方式分為機(jī)械下傾和電下傾，而電下傾方式又可分為固定電下傾和可調(diào)電下傾。機(jī)械下傾天線只是在架設(shè)時(shí)傾斜天線，它的價(jià)格也較便宜，多用于下傾角度小于10的下傾。電下傾天線雖價(jià)格稍貴，但它下傾角度范圍較大（可大于10），下傾角度較大時(shí)天線方向圖無明顯畸變，天線后瓣也將同時(shí)下傾。其中小角度的固定電下傾天線加上機(jī)械下傾方案在性能和成本上具有優(yōu)勢，是下傾的主流方式。 21天線下傾方式需要用到電下傾天線的情況主要包括下面幾種： 覆蓋半徑特別小的城區(qū)站點(diǎn)，所需下傾角很大，為了減少對(duì)相鄰小區(qū)的干擾；城區(qū)較高站點(diǎn)，為了減少對(duì)相鄰小區(qū)的干擾，減少出現(xiàn)“燈下黑”的可能，選擇第一上旁瓣抑

12、制和第一下零點(diǎn)填充較好，且?guī)Т蠼嵌入娤聝A或可調(diào)電下傾天線；對(duì)于相對(duì)周圍比較高的站點(diǎn)（如山頂站點(diǎn)、江邊站點(diǎn)等），為了控制覆蓋范圍，可以選用電下傾天線。全向天線無法機(jī)械下傾，因此很高的全向站應(yīng)該根據(jù)不同情況選擇帶不同角度的電下傾天線。22提 綱簡介天線選型天線工作頻段和極化方式天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益天線下傾方式天線旁瓣抑制與零點(diǎn)填充特性天線前后比、功率容量、三階互調(diào)、端口隔離度等參數(shù)室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型23天線旁瓣抑制和零點(diǎn)填充特性信號(hào)的覆蓋主要靠天線的主瓣和主瓣下面的旁瓣來保證，而主瓣上面的旁瓣不僅浪費(fèi)了天線輻射的能量，而且會(huì)對(duì)相鄰小區(qū)特別是相鄰小區(qū)的高層建筑形成干擾

13、，所以天線上面的旁瓣應(yīng)該盡量抑制，尤其是較大的第一副瓣，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)主瓣下面零點(diǎn)的填充。主瓣上面的第一旁瓣電平應(yīng)小于18dB。 主瓣下面的第一零點(diǎn)電平應(yīng)大于20dB，如果能達(dá)到12dB是非常好的選擇。 第一上旁瓣第一下零點(diǎn)24提 綱簡介天線選型天線工作頻段和極化方式天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益天線下傾方式天線旁瓣抑制與零點(diǎn)填充特性天線前后比、功率容量、三階互調(diào)、端口隔離度等參數(shù)室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型25天線前后比、功率容量、三階互調(diào)、端口隔離度等參數(shù)天線前后比是指天線的主瓣和天線的后瓣之間的比值，一般應(yīng)大于25dB。天線功率容量的選取依據(jù)是載頻合路后輸入天線端口的最大射頻發(fā)

14、射功率，選取時(shí)應(yīng)在此基礎(chǔ)上留適當(dāng)裕量。一般不得低于200瓦。 天線的三階互調(diào)應(yīng)該低于-150dBC243dBm。 天線各個(gè)端口之間的隔離度應(yīng)大于30dB。 天線的電壓駐波比應(yīng)小于1.5。 26提 綱簡介天線選型天線工作頻段和極化方式天線輻射方向圖、水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度和增益天線下傾方式天線旁瓣抑制與零點(diǎn)填充特性天線前后比、功率容量、三階互調(diào)、端口隔離度等參數(shù)室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型27室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型主要根據(jù)下面幾個(gè)原則： 既要滿足所要求的室內(nèi)覆蓋效果，又要盡量減少對(duì)室外的覆蓋，避免造成干擾；天線要求美觀，形狀、顏色、尺寸和室內(nèi)的環(huán)境要和諧。 28室內(nèi)分布系統(tǒng)的

15、天線選型吸頂天線是一種全向天線，主要安裝在房間、大廳、走廊等場所的天花板上。吸頂天線的增益一般都在25dBi之間，天線的水平波瓣寬度為360，垂直波瓣寬度65左右。 吸頂天線增益小，外形美觀，且安裝在天花板上，室內(nèi)場強(qiáng)分布比較均勻，在室內(nèi)天線選擇時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用。吸頂天線應(yīng)盡量安裝在室內(nèi)正中間的天花板上，避免安裝在窗戶、大門等這類比較信號(hào)容易泄漏到室外的開口旁邊。 吸頂天線29室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線選型壁掛板狀天線是一種定向天線，主要安裝在房間、大廳、走廊等場所的墻壁上。壁掛天線的增益比吸頂天線要高，一般在610dBi之間，天線的水平波瓣寬度有65、45等多種，垂直波瓣寬度在70左右。壁掛板狀天線的增益較大，外形美觀，用在一些比較狹長的室內(nèi)空間，天線安裝時(shí)前方較近區(qū)域不能有物體遮擋，且不要正對(duì)窗戶、大門等信號(hào)比較容