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(普通問題)
所謂全向天線的電子下傾角
請教下各位,所謂全向天線的電子下傾角的大小對信號覆蓋區(qū)域的高度和寬度有什么聯系么?怎么計算信號覆蓋區(qū)域的高度和寬度(2.4GHz,500mw功率AP)?
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問題答案
( 5 )
首先,電子下傾是依靠算法改變波束成興,達到的效果是使得主波瓣矢量方向改變。
因此,電下傾和物理下傾有類似的效果,而且電下傾可以實現不改變波束形狀的效果,理論上優(yōu)于物理下傾。而對于全向天線來說,物理下傾基本沒有用,所以都是用電下傾。
電下傾角越大,覆蓋半徑越小。對于全向天線而已,電下傾越大,覆蓋范圍就越小。
高度越高,覆蓋半徑越大。
計算覆蓋首先要有傳播模型,用來計算路徑損失。
傳播模型一般會加載高度因子。
因此,電下傾和物理下傾有類似的效果,而且電下傾可以實現不改變波束形狀的效果,理論上優(yōu)于物理下傾。而對于全向天線來說,物理下傾基本沒有用,所以都是用電下傾。
電下傾角越大,覆蓋半徑越小。對于全向天線而已,電下傾越大,覆蓋范圍就越小。
高度越高,覆蓋半徑越大。
計算覆蓋首先要有傳播模型,用來計算路徑損失。
傳播模型一般會加載高度因子。
回答者:
kidmouse
回答時間:2009-05-15 11:11
![](./images/ding.gif)
![](./images/cai.gif)
答:這種計算是一種繁瑣的計算過程,其實目前有很多天線覆蓋計算軟件,不過原理都是基于下面的思想:
公式 B=arctg(H/R)+A/2,
天線高度H,
所希望得到的覆蓋半徑R,
天線垂直平面的半功率角A,
B就是天線的傾角。
該算法是以天線垂直波瓣的外邊界作為覆蓋的,也可以根據主瓣方向作邊界,你可以根據三角形公式自行推算
DC= H/tan(a-HPBW/2)
轉換過來就是:
a=arctan(H/DC)+HPBW/2;
根據覆蓋公式:
下傾角=Atan(天線高度h/覆蓋距離)*180/Pi+V-HPBW/2+經驗修正值,在鄉(xiāng)村修正值為0、市區(qū)為1、基站密集區(qū)為2
具體說明:
天線所發(fā)直射波所能達到的最遠距離(S)直接與收發(fā)信天線的高度有關,具體關系式可簡化如下:
S=2R(H+h)
其中:R-地球半徑,約為6370km;
H-基站天線的中心點高度;
h-手機或測試儀表的天線高度。
由此可見,基站無線信號所能達到的最遠距離(即基站的覆蓋范圍)是由天線高度決定的。
天線俯仰角的調整
天線俯仰角的調整是網絡優(yōu)化中的一個非常重要的事情。選擇合適的俯仰角可以使天線至本小區(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,從而使受干擾小區(qū)的同頻及鄰頻干擾減至最;另外,選擇合適的覆蓋范圍,使基站實際覆蓋范圍與預期的設計范圍相同,同時加強本覆蓋區(qū)的信號強度。
在目前的移動通信網絡中,由于基站的站點的增多,使得我們在設計市區(qū)基站的時候,一般要求其覆蓋范圍大約為500M左右,而根據移動通信天線的特性,如果不使天線有一定的俯仰角(或俯仰角偏小)的話,則基站的覆蓋范圍是會遠遠大于500M的,如此則會造成基站實際覆蓋范圍比預期范圍偏大,從而導致小區(qū)與小區(qū)之間交叉覆蓋,相鄰切換關系混亂,系統內頻率干擾嚴重;另一方面,如果天線的俯仰角偏大,則會造成基站實際覆蓋范圍比預期范圍偏小,導致小區(qū)之間的信號盲區(qū)或弱區(qū),同時易導致天線方向圖形狀的變化(如從鴨梨形變?yōu)榧忓N形),從而造成嚴重的系統內干擾。因此,合理設置俯仰角是保證整個移動通信網絡質量的基本保證。
一般來說,俯仰角的大小可以由以下公式推算:
θ=arctg(h/R)+A/2
其中:θ--天線的俯仰角
h--天線的高度
R--小區(qū)的覆蓋半徑
A-天線的垂直平面半功率角
上式是將天線的主瓣方向對準小區(qū)邊緣時得出的,在實際的調整工作中,一般在由此得出的俯仰角角度的基礎上再加上1-2度,使信號更有效地覆蓋在本小區(qū)之內。
鏈路損耗計算:
基站的選址和布局直接影響到整個系統的服務質量情況。因此,根據合適的傳播模型及路徑損耗,可以計算出基站的覆蓋半徑。
在過去的基站覆蓋半徑計算中,典型的傳播模型是Hata城市傳播模型。Hata模型如(1)式表述:
Hata城市傳輸模型:
L=46.3+33.9log(f)-13.82log(Hb)+(44.9-6.55log(Hb))log(d)+Cm……(1)
其中,L為最大路徑損耗(dB);
f為載波頻率(MHz);
Hb為天線高度(米);
d為到基站的距離(千米)。
中等規(guī)模城市或市郊中心,樹木的稀疏程度中等時:Cm=0,
大城市市區(qū)中心:Cm=3。
針對3G系統,3G組織也特別推薦了一個模型,該傳播模型如下:
3G傳輸模型:
L=40(1-0.004Hb)log(d)-18log(Hb)+21log(f)+80 ……(2)
其中,各參數的意義同(1)式。
在WCDMA中,當f=2000MHz時,則上述兩式簡化為:
Hata城市傳播模型:
L=161.17-13.82log(Hb)+(44.9-6.55log(Hb))log(d) ……(3)
3G傳播模型:
L=149.32-18log(Hb)+40(1-0.004Hb)log(d) ……(4)
電子下傾的原理是通過改變共線陣天線振子的相位,改變垂直分量和水平分量的幅值大小,改變合成分量場強強度,從而使天線的垂直方向性圖下傾。由于天線各方向的場強強度同時增大和減小,保證在改變傾角后天線方向圖變化不大,使主瓣方向覆蓋距離縮短,同時又使整個方向性圖在服務小區(qū)扇區(qū)內減小覆蓋面積但又不產生干擾。實踐證明,電調天線下傾角度在1°-5°變化時,其天線方向圖與機械天線的大致相同;當下傾角度在5°-10°變化時,其天線方向圖較機械天線的稍有改善;當下傾角度在10°-15°變化時,其天線方向圖較機械天線的變化較大;當機械天線下傾15°后,其天線方向圖較機械天線的明顯不同,這時天線方向圖形狀改變不大,主瓣方向覆蓋距離明顯縮短,整個天線方向圖都在本基站扇區(qū)內,增加下傾角度,可以使扇區(qū)覆蓋面積縮小,但不產生干擾,這樣的方向圖是我們需要的,因此采用電調天線能夠降低呼損,減小干擾。
常用的有內置電機和外置電機兩種驅動方式。一般有手動和遙控調節(jié)。
內置電調,是已經改變了功率分配,出廠前就有幾度的下傾。
公式 B=arctg(H/R)+A/2,
天線高度H,
所希望得到的覆蓋半徑R,
天線垂直平面的半功率角A,
B就是天線的傾角。
該算法是以天線垂直波瓣的外邊界作為覆蓋的,也可以根據主瓣方向作邊界,你可以根據三角形公式自行推算
DC= H/tan(a-HPBW/2)
轉換過來就是:
a=arctan(H/DC)+HPBW/2;
根據覆蓋公式:
下傾角=Atan(天線高度h/覆蓋距離)*180/Pi+V-HPBW/2+經驗修正值,在鄉(xiāng)村修正值為0、市區(qū)為1、基站密集區(qū)為2
具體說明:
天線所發(fā)直射波所能達到的最遠距離(S)直接與收發(fā)信天線的高度有關,具體關系式可簡化如下:
S=2R(H+h)
其中:R-地球半徑,約為6370km;
H-基站天線的中心點高度;
h-手機或測試儀表的天線高度。
由此可見,基站無線信號所能達到的最遠距離(即基站的覆蓋范圍)是由天線高度決定的。
天線俯仰角的調整
天線俯仰角的調整是網絡優(yōu)化中的一個非常重要的事情。選擇合適的俯仰角可以使天線至本小區(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,從而使受干擾小區(qū)的同頻及鄰頻干擾減至最;另外,選擇合適的覆蓋范圍,使基站實際覆蓋范圍與預期的設計范圍相同,同時加強本覆蓋區(qū)的信號強度。
在目前的移動通信網絡中,由于基站的站點的增多,使得我們在設計市區(qū)基站的時候,一般要求其覆蓋范圍大約為500M左右,而根據移動通信天線的特性,如果不使天線有一定的俯仰角(或俯仰角偏小)的話,則基站的覆蓋范圍是會遠遠大于500M的,如此則會造成基站實際覆蓋范圍比預期范圍偏大,從而導致小區(qū)與小區(qū)之間交叉覆蓋,相鄰切換關系混亂,系統內頻率干擾嚴重;另一方面,如果天線的俯仰角偏大,則會造成基站實際覆蓋范圍比預期范圍偏小,導致小區(qū)之間的信號盲區(qū)或弱區(qū),同時易導致天線方向圖形狀的變化(如從鴨梨形變?yōu)榧忓N形),從而造成嚴重的系統內干擾。因此,合理設置俯仰角是保證整個移動通信網絡質量的基本保證。
一般來說,俯仰角的大小可以由以下公式推算:
θ=arctg(h/R)+A/2
其中:θ--天線的俯仰角
h--天線的高度
R--小區(qū)的覆蓋半徑
A-天線的垂直平面半功率角
上式是將天線的主瓣方向對準小區(qū)邊緣時得出的,在實際的調整工作中,一般在由此得出的俯仰角角度的基礎上再加上1-2度,使信號更有效地覆蓋在本小區(qū)之內。
鏈路損耗計算:
基站的選址和布局直接影響到整個系統的服務質量情況。因此,根據合適的傳播模型及路徑損耗,可以計算出基站的覆蓋半徑。
在過去的基站覆蓋半徑計算中,典型的傳播模型是Hata城市傳播模型。Hata模型如(1)式表述:
Hata城市傳輸模型:
L=46.3+33.9log(f)-13.82log(Hb)+(44.9-6.55log(Hb))log(d)+Cm……(1)
其中,L為最大路徑損耗(dB);
f為載波頻率(MHz);
Hb為天線高度(米);
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中等規(guī)模城市或市郊中心,樹木的稀疏程度中等時:Cm=0,
大城市市區(qū)中心:Cm=3。
針對3G系統,3G組織也特別推薦了一個模型,該傳播模型如下:
3G傳輸模型:
L=40(1-0.004Hb)log(d)-18log(Hb)+21log(f)+80 ……(2)
其中,各參數的意義同(1)式。
在WCDMA中,當f=2000MHz時,則上述兩式簡化為:
Hata城市傳播模型:
L=161.17-13.82log(Hb)+(44.9-6.55log(Hb))log(d) ……(3)
3G傳播模型:
L=149.32-18log(Hb)+40(1-0.004Hb)log(d) ……(4)
電子下傾的原理是通過改變共線陣天線振子的相位,改變垂直分量和水平分量的幅值大小,改變合成分量場強強度,從而使天線的垂直方向性圖下傾。由于天線各方向的場強強度同時增大和減小,保證在改變傾角后天線方向圖變化不大,使主瓣方向覆蓋距離縮短,同時又使整個方向性圖在服務小區(qū)扇區(qū)內減小覆蓋面積但又不產生干擾。實踐證明,電調天線下傾角度在1°-5°變化時,其天線方向圖與機械天線的大致相同;當下傾角度在5°-10°變化時,其天線方向圖較機械天線的稍有改善;當下傾角度在10°-15°變化時,其天線方向圖較機械天線的變化較大;當機械天線下傾15°后,其天線方向圖較機械天線的明顯不同,這時天線方向圖形狀改變不大,主瓣方向覆蓋距離明顯縮短,整個天線方向圖都在本基站扇區(qū)內,增加下傾角度,可以使扇區(qū)覆蓋面積縮小,但不產生干擾,這樣的方向圖是我們需要的,因此采用電調天線能夠降低呼損,減小干擾。
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回答者:
wangyuan072
回答時間:2009-05-15 11:34
![](./images/ding.gif)
![](./images/cai.gif)
全向天線,即在水平方向圖上表現為360°都均勻輻射,也就是平常所說的無方向性,在垂直方向圖上表現為有一定寬度的波束,一般情況下波瓣寬度越小,增益越大。全向天線在移動通信系統中一般應用與郊縣大區(qū)制的站型,覆蓋范圍大.
回答者:
chendaji
回答時間:2009-05-17 13:54
![](./images/ding.gif)
![](./images/cai.gif)
學習,學習,多謝
回答者:
楓7樹8
回答時間:2009-05-24 19:30
![](./images/ding.gif)
![](./images/cai.gif)
原來不知道全向天線都有電下傾,長見識了
回答者:
xlbr21
回答時間:2009-05-29 12:59
![](./images/ding.gif)
![](./images/cai.gif)
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