第4章 天线原理及选型原则

1、网规网优天线原理和选型Error! Reference source not found.网规网优天线原理和选型原则拟制:WCDMA RNP日期：2003-07-23审核:日期：审核:日期：批准:日期：华为技术有限公司Huawei Technologies Co., Ltd.版权所有 侵权必究All rights reserved目 录1概述61.1天线分类61.2天线主要技术性能61.2.1工作频段61.2.2天线增益61.2.3天线方向图71.2.4波束宽度与增益之间的关系81.2.5极化方式101.2.6下倾 (downtilt)111.2.7电压驻波比 (VSWR)111.2.8端口隔

2、离度121.2.9功率容量121.2.10天线输入接口121.2.11无源互调（PIM）121.2.12天线尺寸和重量121.2.13风载荷121.2.14工作温度和湿度131.2.15雷电防护131.2.16三防能力132天线选型原则142.1天线工作频段的选择原则142.2天线增益的选择原则142.3天线波束宽度选择原则142.4极化方式的选择原则152.5下倾方式选择原则152.5.1机械下倾与电下倾的比较152.5.2预置下倾与零点填充的作用比较172.5.3倾角的规划和优化172.6前后比的选择原则182.7天线尺寸的选择原则182.8天线阻抗的选择原则192.9特殊场合的天线选择原

3、则193各类应用场景下的基站天线选型213.1城区基站天线选型213.2郊区基站天线选型223.3农村基站天线选型223.4公路覆盖基站天线选型233.5山区覆盖基站天线选型243.6近海覆盖基站天线选型253.7隧道覆盖基站天线选型263.8室内覆盖基站天线选型26图目录图1dBi 与 dBd 的关系7图2定向天线水平与垂直方向图8图3天线增益与波束宽度的关系10图4不同下倾角时水平方向图的变化情况16图5不同的下倾方式对后瓣的不同影响16图6“8”字形全向天线方向图（水平）19图7心形全向天线方向图（水平）20网规网优天线原理和选型关键词：WCDMA、基站、天线选型摘 要：本文从网规角度阐

4、述了天线的一些主要技术指标及在应用中的选型方法，并具体介绍在各种不同应用环境下的天线选型原则及建议。缩略语清单：1 概述天线是无线收发信机与外界传播介质之间的接口。同一副天线既可以辐射又可以接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。网络覆盖最终是通过天线来实现的，因此网络覆盖质量、干扰控制等都很大程度上依赖于天线选型的正确性。1.1 天线分类与 GSM 基站一样，WCDMA 所用天线类型按辐射方向也可分为：全向天线、定向天线。按极化方式来区分主要有：垂直极化天线（也叫单极化天线）、交叉极化天线（也叫双极化天线）。按外形来区分主要有：鞭状天线、板状天线、帽状天线

5、等等。1.2 天线主要技术性能天线的技术性能主要包括：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后抑制比、副瓣抑制比、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。机械性能主要包括：尺寸、重量、天线输入接口、风载荷等。1.2.1 工作频段WCDMA 系统的 FDD 工作频段：a. 欧洲、中国上行：1920 1980 MHz下行：2110 2170 MHzb. 北美上行：1850 1910 MHz下行：1930 1990 MHz1.2.2 天线增益天线作为一种无源器件，本身不能增加所辐射信号的能量，它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一方向。增

6、益是天线的重要指标之一，它表示天线在某一方向能量集中的能力。表示天线增益的单位通常有两个：dBi、dBd。两者之间的关系为：dBi 定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于各向同性天线的能量集中能力，“i”即表示各向同性 - Isotropic。dBd 定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于半波振子天线的能量集中能力，“d”即表示偶极子 - Dipole。两种增益单位的关系示意参见图1：图1 dBi 与 dBd 的关系天线增益不但与振子单元数量有关，还与水平波束宽度和垂直波束宽度有关。1.2.3 天线方向图天线辐射的电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形，称为方向图。用辐射场强表示的称

7、为场强方向图，用功率密度表示的称之功率方向图，用相位表示的称为相位方向图。在移动通信工程中，通常用功率方向图来表示。天线方向图是空间立体图形，但是通常用两个互相垂直的主平面內的方向图来表示，称为平面方向图。一般叫作垂直方向图和水平方向图。就水平方向图而言，有全向天线与定向天线之分。还有一些特殊的定向天线，如心形、8 字形天线等。天线具有的方向性本质上是通过振子的排列以及各振子馈电相位的变化来获得的，在原理上与光的干涉效应十分相似。因此会在某些方向上能量得到增强，而某些方向上能量被减弱，即形成一个个波瓣（或波束）和零点。能量最强的波瓣叫主瓣，上下次强的波瓣叫第一旁瓣，依次类推。对于定向天线，还存

8、在后瓣。下面是一定向天线的水平及垂直方向图2。图2 定向天线水平与垂直方向图波束宽度（也叫半功率角）包括水平波束宽度与垂直波束宽度。分别定义为在水平方向或垂直方向相对于最大辐射方向功率下降一半（3dB）的两点之间的波束宽度。常用的基站天线水平波束宽度有 360°、90°、65°、60°、33° 等，垂直波束宽度有6.5°、7°、10°、13°、16° 等。前后抑制比，天线在主瓣方向与后瓣方向信号辐射强度之比，天线的后向 180 ± 30° 以内的副瓣电平与最大波束之差，用正值

9、表示。一般天线的前后比在18 45dB之间。对于密集城区要优先选用前后抑制比大的天线。零点填充，基站天线垂直面内采用赋形波束设计时，为了使业务区内的辐射电平更均匀，下副瓣第一零点需要填充，不能有明显的零深。高增益天线由于其垂直波束宽度较窄，尤其需要采用零点填充技术来有效改善近处覆盖。通常零深相对于主波束大于 -26dB即表示天线有零点填充，有的供应商采用百分比来表示，如某天线零点填充为10%，这两种表示方法的关系为：如：零点填充 10%，即 X = 10；则 上副瓣抑制，对于小区制蜂窝系统，为了提高频率复用效率，减少对邻区的同频干扰，基站天线波束赋形时应尽可能降低那些辐射邻近小区的上副瓣，提高

10、其 D/U 值（有用和无用信号强度之比），上第一副瓣电平相对于主波束应小于 -18dB，对于大区制基站天线无这一要求。1.2.4 波束宽度与增益之间的关系天线是一种能量集中的装置，在某个方向辐射的增强意味着其他方向辐射的减弱。通常可以通过水平面波瓣宽度的缩减来增强某个方向的辐射强度以提高天线增益。在天线增益一定的情况下，天线的水平波束宽度与垂直波束宽度成反比，其关系可以表示为：其中，Ga为天线增益，单位：dBi； 为垂直波束宽度，单位：角度； 为水平波束宽度，单位：角度。根据上述公式，当我们已知某一天线的增益和水平波束宽度时，可以估算出其垂直波束宽度。例如：某一全向天线，增益 11dBi，水平

11、波束宽度 360°，其垂直波束宽度为：由于设计和制造工艺上的差异，实际全向天线的垂直波束宽度往往比上述计算结果要小。两者差别越小，说明天线设计得越好。以某振子天线为例，天线增益、垂直波束宽度、水平波束宽度三者的关系如图3所示：图3 天线增益与波束宽度的关系由此可知，当天线增益较小时，天线的垂直波束宽度和水平波束宽度通常较大；而当天线增益较高时，天线的垂直波束宽度和水平波束宽度通常较小。另外，天线增益取决于振子的数量。振子越多，增益越高，天线的孔径（天线有效接收面积）也越大。对于全向天线，增益增加 3dB，天线长度约增加 1 倍，因此全向天线通常增益不会超过 11dBi。1.2.5 极

12、化方式极化是描述电磁波场强矢量空间指向的一个辐射特性，当没有特别说明时，通常以电场矢量的空间指向作为电磁波的极化方向，而且是指在该天线的最大辐射方向上的电场矢量来说的。电场矢量在空间的取向在任何时间都保持不变的电磁波叫直线极化波，有时以地面作参考，将电场矢量方向与地面平行的叫水平极化波，与地面垂直的叫垂直极化波。电场矢量在空间的取向有的时候并不固定，电场失量端点描绘的轨迹是圆，称圆极化波；若轨迹是椭圆，称之为椭圆极化波，椭圆极化波和圆极化波都有旋相性。不同频段的电磁波适合采用不同的极化方式进行传播，移动通信系统通常采用垂直极化，而广播系统通常采用水平极化，椭圆极化通常用于卫星通信。WCDMA

13、天线的极化方式有单极化天线、双极化天线两种，其本质都是线极化方式。WCDMA 中的单极化天线通常使用垂直极化方式。双极化天线利用极化分集来减少移动通信系统中多径衰落的影响，以提高基站接收信号的质量，WCDMA 中的双极化天线通常使用 ± 45° 交叉极化方式。1.2.6 下倾 (downtilt)天线下倾是常用的一种增强主服务区信号电平，减小对其他小区干扰的一种重要手段。通常天线的下倾方式有机械下倾、预制电下倾和可调电下倾（电调天线）三种方式。机械下倾是通过调节天线支架将天线压低到相应位置来设置下倾角；而电下倾是通过改变天线振子的相位来控制下倾角，预制电下倾天线的下倾角出厂

14、后不可调整，可调电下倾天线则没有这种限制。当然在采用电下倾角的同时也可以结合机械下倾一起进行。1.2.7 电压驻波比 (VSWR)VSWR 在移动通信蜂窝系统的基站天线中，其最大值应 1.5:1。若 ZA 表示天线的输入阻抗，Z0 为天线的标称特性阻抗 （WCDMA 天线一般 Z0 = 50），则天线的反射系数也可以用回波损耗表示端口的匹配特性，回波损耗VSWR = 1.5:1 时，R.L. = 13.98dB。天线输入阻抗与特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波，其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比。电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，

15、容易烧坏功放管，影响通信系统正常工作。1.2.8 端口隔离度对于多端口天线，如双极化天线、双频段双极化天线，收发共用时端口之间的隔离度应大于 30dB。1.2.9 功率容量指平均功率容量，天线包括匹配、平衡、移相等其它耦合装置，其所承受的功率是有限的，考虑到基站天线的实际最大输入功率（单载波功率为 20W），若天线的一个端口最多输入 4 个载波，则天线的最大输入功率为 80W，因此天线的单端口功率容量应大于 150W（环境温度为 65 时）。1.2.10 天线输入接口为了改善无源交调及射频连接的可靠性，基站天线的输入接口采用 7/16 DIN-Female，在天线使用前，端口上应有保护盖，以免

16、生成氧化物或进入杂质。1.2.11 无源互调（PIM）所谓无源互调特性是指接头，馈线，天线，滤波器等无源部件工作在多个载频的大功率信号条件下由于部件本身存在非线性而引起的互调效应。通常都认为无源部件是线性的，但是在大功率条件下无源部件都不同程度地存在一定的非线性，这种非线性主要是由以下因素引起的：不同材料的金属的接触、相同材料的接触表面不光滑、连接处不紧密、存在磁性物质等。互调产物的存在会对通信系统产生干扰，特别是落在接收带内的互调产物将对系统的接收性能产生严重影响，因此对接头，电缆，天线等无源部件的互调特性都有严格的要求。要求：接头的无源互调指标 -150dBc，电缆的无源互调指标 -170

17、dBc，天线的无源互调指标 -150dBc。1.2.12 天线尺寸和重量为了便于天线储存、运输、安装及安全，在满足各项电气指标情况下，天线的外形尺寸应尽可能小，重量尽可能轻。目前运营商对天线尺寸、重量、外观上的要求越来越高，因此在选择天线时，不但要关心其技术性能指标，还应关注这些非技术因素。一般城区基站天线应该选择重量轻、尺寸小、外形美观的天线，郊区、农村天线一般无此要求。1.2.13 风载荷基站天线通常安装在高楼及铁塔上，尤其在沿海地区，常年风速较大，要求天线在风速 36m/s 时正常工作，在 55m/s 时不被破坏。天线本身通常能够承受强风，在风力较强的地区，天线通常是由于铁塔、抱杆等原因

18、而遭到损坏。因此在这些地区，应选择表面积小的天线。1.2.14 工作温度和湿度基站天线应在环境温度 -40 +65 和相对湿度 0 100% 范围内正常工作。1.2.15 雷电防护基站天线所有射频输入端口均要求直流直接接地。1.2.16 三防能力基站天线必须具备三防能力，即：防潮、防盐雾、防霉菌。对于基站全向天线必须允许天线倒置安装，同时满足三防要求。2 天线选型原则2.1 天线工作频段的选择原则1. 室外天线室外天线建议选择工作在 1710 2170 MHz 频段的宽带天线。统一选用宽带天线有利于减少天线编码（降低采购成本），并可同时服务于 WCDMA 和 DCS 系统。虽然统一选用宽带天线

19、，但在城区覆盖中，WCDMA 与 DCS 的网络优化调整的策略和原则存在较大差异，如 WCDMA 与 DCS 共用天线则两套系统的优化调整会相互影响和牵制。因此在城区覆盖中，不建议 WCDMA 与 DCS 共用天线。2. 室内分布系统天线一般室内分布系统都有异系统共用的需求，因此天线需要考虑前向（GSM/DCS）和后向（WLAN）兼容，因此室内分布系统的天线需要选择宽带天线（800 2500 MHz）。对于类似中国电信这样的 Green Field 运营商，也推荐使用宽带天线，主要原因是今后可能出现新的移动通信制式采用清退后的 DCS 频段。2.2 天线增益的选择原则室外全向天线的增益范围一般

20、在：2 11dBi。室外定向天线的增益范围一般在：3 22dBi。室内天线的增益范围一般在：0 8dBi。低增益天线，通常应用于微蜂窝网络，主要解决重要室内及室外热点街区的覆盖。这种天线的尺寸较小，便于安装。中高增益天线，在城区适合使用中高增益天线（网规部门的系统仿真结果表明更高的增益天线能更好的控制干扰）。这种天线水平波瓣宽度一般选 65°。高增益天线，在进行广覆盖时通常采用此种天线。用于高速公路、铁路、隧道、狭长地形广覆盖。这种天线的水平波瓣宽度一般选 33° 或以下，零点较多，因此天线挂高较高时要选用零点填充或预置电下倾的天线来避免近端覆盖的零深效应（塔下黑）。另外这

21、种天线由于振子数量较多而体积较大，安装时应注意可安装性和风载荷。2.3 天线波束宽度选择原则波束宽窄的选择包括水平波束宽度与垂直波束宽度的选择，而这两者又是互相关联的。站型设计决定水平波束宽度的选择，天线增益决定垂直波束宽度的选择。城区 3 扇区、顶点激励的站型，建议选用水平波束宽度 65° 的天线。城区 6 扇区、顶点激励的站型，建议选用水平波束宽度 33° 的天线。郊区 3 扇区、中心激励的站型，建议选用水平波束宽度 90° 的天线。天线水平波束宽度选定以后，根据增益需求和干扰控制需求来确定垂直波束宽度。垂直波瓣越窄，一般意味着天线增益越高，定向性越好（干扰越

22、容易控制），但同时天线的零深效应会越明显，注意采取预置电下倾或零点填充技术来解决零点问题。垂直波瓣越窄，也意味着天线越长，重量越重，此时需考虑可安装性问题，同时价格也会越贵。2.4 极化方式的选择原则垂直单极化天线与双极化天线的比较：从发射的角度来看，由于垂直于地面的手机更容易与垂直极化信号匹配，因此垂直单极化天线会比其他非垂直极化天线的覆盖效果要好一些。特别是在开阔的山区和平原农村就更明显。实验证明，在开阔地区的山区或平原农村，垂直极化天线的覆盖效果比双极化（±45°）天线更好。但在城区由于建筑物林立，电磁波经过建筑物表面的多次反射、建筑物内外的金属体和金属氧化膜玻璃都很

23、容易使极化发生旋转，因此无论是垂直极化还是 ±45° 极化天线在覆盖能力上没有多大区别。从接收的角度来看，由于垂直极化天线要用两根天线才能实现分集接收，而双极化天线只要一根就可以实现分集接收，因此单极化天线需要更多的安装空间，且在以后的维护工作方面要比双极化天线要大。另外空间分集与极化分集增益差别不大。从天线尺寸方面来说由于双极化天线中不同极化方向的振子即使交叠在一起也可保证有足够的隔离度，因此双极化天线的尺寸不会比单极化天线更大。建议：城区覆盖优先选择 ±45° 双极化天线；郊区、农村和公路覆盖优先选择垂直极化天线。2.5 下倾方式选择原则2.5.1

24、机械下倾与电下倾的比较天线波束下倾通常采用下列三种方法及其组合：机械下倾、预置电下倾、可调电下倾（电调天线）。电调天线在调整天线下倾角度过程中，天线本身不动，是通过电信号调整天线振子的相位，改变合成分量场强强度，使天线辐射能量偏离原来的零度方向。天线每个方向的场强强度同时增大或减小，从而保证了在改变倾角后，天线方向图形状变化不大，水平半功率宽度与下倾角的大小无关。而机械方式调整天线下倾角度时，天线本身要动，需要通过调整天线背面支架的位置，改变天线的倾角。倾角较大时，虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化，但与天线主瓣垂直的方向的信号几乎没有改变，所以天线方向图严重变形，水平波束宽度随着下倾角的增大

25、而增大。预置电下倾天线与电调天线原理基本相似，只是其预置倾角是固定不能调整的（可同时结合机械下倾）。电调天线的优点是：在下倾角度很大时，天线主瓣方向覆盖距离明显缩短，天线方向图形状变化不大，能够减小干扰。而机械下倾会使方向图变形，倾角越大变形越严重，干扰不容易得到控制。下面给出这两种不同的调整方式下天线水平方向图的变化情况，如图4。当然这与天线垂直波束宽度有关。图4 不同下倾角时水平方向图的变化情况另外电调下倾与机械下倾在对后瓣的影响方面也不同，电调下倾会使得后瓣的影响得到进一步的控制，而机械下倾可能会使后瓣的影响扩大。如图5所示：图5 不同的下倾方式对后瓣的不同影响机械下倾较大时，该天线辐射

26、信号会通过后瓣传播到背面方向的高层建筑物内，从而导致额外的干扰。除此以外，在进行网络优化、管理和维护时，若需要调整天线下倾角度，使用电调天线时整个系统不需要关机，这样就可利用移动通信专用测试设备，监测天线倾角调整，保证天线下倾角度为最佳值。电调天线调整倾角的步进度数为 0.1°，而机械天线调整倾角的步进度数为 1° 或以上。电调天线安装好后，在调整天线倾角时，维护人员不必爬到天线安放处，可以在地面调整天线下倾角度，还可以对高山上、边远地区的基站天线实行远程监控调整。而进行机械下倾角度调整时，要关闭该小区功放，不能在调整天线倾角的同时进行监测。机械天线的下倾角度是通过计算机模

27、拟分析软件计算的理论值，同实际最佳下倾角度有一定的偏差。另外机械天线调整天线下倾角度非常麻烦，一般需要维护人员在夜间爬到天线安放处调整，而且有些天线安装后，再进行调整非常困难，如山顶、特殊楼房处。WCDMA 对干扰和噪声十分敏感，某一区域如果存在 3 个以上电平相近的扇区信号就会产生导频污染，导致小区容量的降低。因此在城区选择天线时要优先考虑电下倾天线。考虑到目前电调天线在价格较贵（非电调天线的 2 倍），在投资敏感情况下，可优先选用预置电下倾天线。2.5.2 预置电下倾与零点填充的作用比较预置电下倾与零点填充都可以用来解决由于天线零点所带来的塔下黑问题。但二者又有所区别，预置电下倾的采用会缩

28、小主瓣的覆盖范围，但在下倾角普遍较大的场合可以增大天线下倾角的可调范围。而零点填充作为一种赋形技术，可以获得较好的方向图，此时上副瓣一般得到抑制，因此这种天线不会对别的方面造成什么影响，当然它不能增加天线下倾角的可调范围。目前各天线厂家提供的 WCDMA 基站天线一般都将零点填充和上副瓣抑制作为必备特性。广覆盖场合，对天线的零深效应比较敏感，因此建议选用具备零点填充特性的天线，对上副瓣抑制不作特殊要求。城区覆盖，要求下倾角调整范围较大，因此建议选用预置电下倾和具备上副瓣抑制特性的天线，最好具备零点填充特性。2.5.3 倾角的规划和优化对于全向天线来说，不可以调整机械下倾角，但可选择预置电倾角天

29、线。对定向天线来说，在不同的应用场合，对下倾角的调整范围有不同的要求。下倾角规划从覆盖受限和容量受限两种不同的场景进行分析。对于覆盖受限场景，应调整下倾角，使得天线主瓣指向小区边界：对于容量受限场景，应调整下倾角，使得天线主瓣的垂直面上半功率点指向小区边界：如果选用预制电下倾的天线，注意在设定机械下倾角时扣除电下倾部分。如果需要的下倾角小于预制电下倾角度，可以应用机械上倾得到所需的下倾角。2.6 前后比的选择原则在站址密集的场合下，后瓣过大容易产生导频污染，从而影响网络质量。城区应用场景，一般要求天线前后比 25dB。郊区、农村应用场合，此要求可以适当降低。前后比与波束宽度之间存在一定的反比关

30、系，波束越窄则可以实现更高的前后比。2.7 天线尺寸的选择原则天线尺寸的选用主要是从可安装的角度来考虑，在某些安装条件受限的区域，如在进行铁路隧道覆盖规划时，这条因素是很重要的，甚至成为天线可选与否的决定因素。首先天线的尺寸与各个厂家的工艺水平有关，由此造成在其他各种指标都相同的条件下不同厂家的天线尺寸不同的情况。其次天线的尺寸主要与天线的增益有关，增益越大的天线所需的振子数量越多，一般就表现在天线的长度的增加上。2.8 天线阻抗的选择原则合路器的输入阻抗为 50，要减小天线驻波比，天线的特性阻抗要与其匹配，即等于 50。一般天线的特性阻抗均满足此要求，但在选择、认证新天线时需要关注该项指标。

31、2.9 特殊场合的天线选择原则在有些应用场合下基站周围需要覆盖的区域与不需要覆盖的区域可以很明显地区分开来，那么在这些地方可以选用与该处地形匹配的波束进行覆盖。天线主波束水平方向图形状的选择主要是从基站周边的覆盖要求来定的，结合基站的位置，周边覆盖地区的分布及形状来选定，即天线波束形状与需覆盖的地形相匹配。常见地形匹配波束的有“8”字形、心形等，这些天线都是由全向天线改造而成。“8”字形全向变形天线是由普通全向天线与对称两根辅助反射金属管组成，反射金属管的作用是通过耦合改变全向天线水平面的方向图，水平方向图呈“”形。纯公路覆盖（纯公路覆盖是指无人居住区域内的重要等级公路覆盖），话务量少，为减少

32、基站数量，降低建设成本，通常采用 O1 站型。可见“8”字形天线对于纯公路覆盖是很适合的。应用这种天线时，站址选择很重要，公路的延伸方向应与天线方向图尽量匹配。图6 “8”字形全向天线方向图（水平）在农村地区，许多小村镇建在公路的一侧，在做公路覆盖时可以兼顾这些村镇的覆盖，采用心形全向天线，在公路和村镇方向的天线增益可以提高到 13dBi 左右，可以使村镇和公路覆盖更有效。图7 心形全向天线方向图（水平）3 各类应用场景下的基站天线选型在移动通信网络中，天线的选择是一个很重要的部分，应根据站型设计和网络的覆盖要求、干扰等实际情况来选择天线。天线选择得当，可以改善覆盖效果，减少干扰，改善服务质量

33、。根据地形或用户的分布可以把天线使用的环境分为 8 种类型：城区（高楼多，话务大）、郊区（楼房较矮，开阔）、农村（话务少）、公路（带状覆盖）、山区（或丘陵，用户稀疏）、近海（覆盖极远，用户少）、隧道、室内。若无特殊情况，现场工程师的天线选型范围限于天线库中已认证的天线型号。3.1 城区基站天线选型应用环境特点：站址分布较密，要求单基站覆盖范围小，尽量减少越区覆盖的现象，减少导频污染，提高网络质量和容量。天线选型原则：Ø 工作频率为减少天线编码，统一选用工作于 1710 2170 MHz 频段的宽带天线。Ø 极化方式由于城区基站站址选择困难，天线安装空间受限，建议选用双极化天

34、线。Ø 水平波束宽度为了能更好地控制小区的覆盖范围来抑制干扰，城区 3 扇区站点建议选择水平波束宽度 60 65° 的定向天线。在天线增益及水平波束宽度度选定后，垂直波束宽度也就定了。Ø 天线增益由于城区基站一般不要求大范围的覆盖距离，因此建议选用中高增益的天线。根据目前天线型号，建议城区天线增益视基站疏密程度及城区建筑物结构等选用 13 16dBi 增益的天线。城区微蜂窝天线可选择 10 12dBi 或更低增益的天线。Ø 天线下倾选用预置 6° 电下倾的天线（对实际下倾需求 < 6° 的情况，可通过机械上倾进行调整），同时要求

35、天线支架在 0 15° 范围内机械可调。此类场景扩容的可能性较大，如果后期采用小区分裂方式扩容，可采用可调电下倾天线，天线下倾在 0 10° 范围内电可调。Ø 零点填充及上副瓣抑制在城区，为了减小越区干扰，有时需要设置很大的下倾角，而当下倾角的设置超过了垂直波束宽度的一半时，需要考虑上副瓣的影响。建议选用具备上副瓣抑制和零点填充特性的天线。Ø 前后比城区场景，干扰控制是关键问题，因此对天线前后比要求较高。建议选用前后比 25dB 以上的天线。推荐：工作频率 1710 2170 MHz / ±45° 双极化 / 65° 水平波

36、束宽度 / 15 dBi 增益 / 预置 6° 电下倾或 0 10° 可调电下倾 + 0 15° 可调机械下倾 / 上副瓣抑制 + 零点填充 / 25dB 前后比。3.2 郊区基站天线选型应用环境特点：郊区的应用环境介于城区环境与农村环境之间，有的地方可能更接近城区，基站数量不少，这时覆盖与干扰控制在天线选型时都要考虑。而有的地方可能更接近农村地方，覆盖成为重要因素。因此在天线选型方面可以视实际情况参考城区及农村的天线选型原则。天线选型原则：Ø 水平波束宽度根据站型设计选择水平波束宽度为 65° 或 90° 的天线。若周围基站分布很密

37、，则其天线选型原则参考城区基站的天线选择；若周围基站较少，且将来扩容潜力不大，则可参考农村的天线选型原则。Ø 天线下倾一般不采用预置电下倾的天线，即使采用下倾，一般下倾角也比较小。推荐：在具体选择时需要根据站间距情况分别参考城区与农村的天线选型。3.3 农村基站天线选型应用环境特点：基站分布稀疏，话务量较小，覆盖要求广。有的地方会采用孤站覆盖，覆盖是最受关注的问题，这时应结合基站周围需覆盖的区域来考虑天线的选型。天线选型原则：Ø 工作频率为减少天线编码，统一选用工作于 1710 2170 MHz 频段的宽带天线。Ø 频段的窄带天线。Ø 极化方式农村建筑物

38、相对低矮且稀疏，电磁波的趋极化效应不明显，建议农村场景选用垂直极化天线。Ø 水平波束宽度如果要求基站覆盖周围的区域，且没有明显的方向性，基站周围话务分布比较分散，此时建议采用全向基站覆盖。全向基站由于天线增益小，覆盖距离不如定向基站远，如果运营商对基站有更远的覆盖距离要求，则应该选择定向天线。农村环境的定向天线建议选择 90° 水平波束宽度；特殊地形可选择地形匹配波束天线进行覆盖。Ø 天线增益根据覆盖要求选择天线增益，建议在农村地区选择 11dBi 的全向天线或 18dBi 的定向天线。Ø 天线下倾在农村地区对天线的下倾调整不多，其下倾角的调整范围及特性

39、要求不高，建议只采用机械下倾方式。Ø 零点填充天线挂高在 50m 以上且近端有覆盖要求时，零点填充特性必选。推荐（定向天线）：工作频率 1710 2170 MHz / 垂直极化 / 90° 水平波束宽度 / 18 dBi 增益 / 不预置下倾 / 零点填充。推荐（全向天线）：工作频率 1710 2170 MHz / 垂直极化 / 11 dBi 增益 / 不预置下倾 / 零点填充。3.4 公路覆盖基站天线选型应用环境特点：该应用环境下话务量低、用户高速移动、此时重点解决的是覆盖问题。公路覆盖以带状覆盖为主，故多采用双扇区站或“8”字形全向站；在穿过乡镇，旅游点的地区也可采用三

40、扇区或心形全向站。天线选型原则：Ø 极化方式公路覆盖，选用垂直极化天线Ø 水平波束宽度以覆盖铁路、公路为目标的基站，S0.5/0.5 站型配置时，选用 3033° 水平波束宽度的窄波束高增益定向天线；O1 站型配置时，选用双向 70° 水平波束宽度的 “8”字型天线。以覆盖公路及沿线乡镇为目标的基站，选用 210 220° 水平波束宽度的心形天线或全向天线。Ø 天线增益定向天线选用 21 22dBi 的高增益天线；全向天线选用 11dBi 增益；“8”字形天线选用 14dBi 增益；心形天线选用 12dBi 增益。Ø 天线下

41、倾在公路这种以覆盖为主的地方建议选用不带预置下倾角的天线。Ø 零点填充天线挂高在 50m 以上且近端有覆盖要求时，零点填充特性必选。推荐（定向天线）：工作频率 1710 2170 MHz / 垂直极化 / 30° 水平波束宽度 / 21 dBi 增益 / 不预置下倾 / 零点填充。推荐（“8”字形天线）：工作频率 1710 2170 MHz / 垂直极化 / 双向 70° 水平波束宽度 / 14 dBi 增益 / 不预置下倾 / 零点填充。推荐（心形天线）：工作频率 1710 2170 MHz / 垂直极化 / 210° 水平波束宽度 / 12 dBi

42、增益 / 不预置下倾 / 零点填充。对于高速公路和铁路覆盖，建议优先选择 S0.5/0.5 站型配置 + 高增益定向天线或 O1 站型 +“8”字形天线，以避免高速移动用户在塔下进行切换。3.5 山区覆盖基站天线选型应用环境特点：在偏远的丘陵山区，山体阻挡严重，电波的传播衰落较大，覆盖难度大。以下这几种情况比较常见：盆地型山区建站、高山上建站、半山腰建站、普通山区建站等。在盆地中心选址建站，如果盆地范围不大，推荐采用全向站型；如果盆地范围较大，或需要兼顾到某条出入盆地的交通要道，推荐采用定向站型。有时受制于微波传输的因素，必须在某些很高的山上建站，此时天线离用户分布面往往有 150m 以上的落

43、差。如果覆盖的目标区域就在山脚下附近，此时需配以带电下倾角的全向天线，使信号波形向下，避免出现“塔下黑”。在半山腰建站，基站天线的挂高低于山顶，山的背面无法覆盖。因此采用定向扇区，用波束宽度较大的天线，覆盖山谷。天线选型原则：Ø 极化方式山区覆盖，建议选用垂直极化天线。Ø 水平波束宽度定向天线建议选用 90°水平波束宽度。Ø 天线增益全向天线选用 11dBi 增益，定向天线选用 15 18dBi 增益。Ø 天线下倾与零点填充在山上建站，需覆盖的地方在山下时，要选用具有零点填充和预置电下倾的天线。对于预置下倾角的大小视天线挂高与需覆盖区域的相对高

44、度作出选择，相对高度越大预置下倾角也就应选择更大一些的天线。推荐（定向天线）：工作频率 1710 2170 MHz / 垂直极化 / 90° 水平波束宽度 / 15 dBi 增益 / 预置电下倾 / 零点填充。推荐（全向天线）：工作频率 1710 2170 MHz / 垂直极化 / 11 dBi 增益 / 预置电下倾 / 零点填充。3.6 近海覆盖基站天线选型应用环境特点：话务量较少，覆盖面广，无线传播环境好。对近海的海面进行覆盖时，覆盖距离主要受地球球面曲率、无线传播衰减限制。考虑到地球球面曲率的影响，对海面进行覆盖的基站天线一般架设得很高，超过 100m。天线选型原则：Ø

45、; 极化方式近海覆盖，建议选用垂直极化天线。Ø 水平波束宽度不选择全向天线，定向天线水平波束宽度根据覆盖需求进行选择。Ø 天线增益由于要求的覆盖距离很大，建议选用高增益（18dBi 以上）天线。Ø 预置下倾与零点填充在进行海面覆盖时，一般天线架设得很高，通常会超过 100m，因此在近端容易形成覆盖盲区，建议选用具备零点填充特性的天线。同时为了远距离广覆盖，建议选用不预置下倾的天线。推荐：工作频率 1710 2170 MHz / 垂直极化 / 30° 水平波束宽度 / 21 dBi 增益 / 不预置下倾 / 零点填充。3.7 隧道覆盖基站天线选型应用环境特点：话务量不大，基本不存在干扰控制的问题，主要是天线的选择及安装问题，由于隧道内的天线安装调整维护十分困难，在很多种情况下大天线可能会由于安装受限而不能采用。铁路隧道会采用泄漏电缆进行覆盖，本节不作展开讨论。天线选型原则：Ø 极化方式隧道内壁及车辆对信号的多次反射作用，导致电波趋极化效应比较明显，因此在隧道中垂直极化和 ±45 极化