不同規(guī)格及增益的天線的最佳覆蓋場景

一、問題描述

目前三大運營商都在大規(guī)模進(jìn)行4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，LTE頻點較高，穿透性相對3G網(wǎng)絡(luò)差得多，居民小區(qū)等深度覆蓋較難滿足，必將要求更加大量的建設(shè)4G站點。而當(dāng)代業(yè)主在信息資源爆棚的情況下，潛移默化的影響下對通訊設(shè)備，尤其是天線，有著越來越多的排斥，給4G站點建設(shè)帶來了很大阻礙。在此背景下，在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力和質(zhì)量的前提下，4G站點建設(shè)使用天線的規(guī)格及安裝后達(dá)到的隱蔽性顯得尤為重要。

因此對京信現(xiàn)網(wǎng)使用的常規(guī)天線ODV-065R18K以及新推出的小尺寸 天線ODV-065R15C進(jìn)行了場景覆蓋驗證，通過對測試前后指標(biāo)的對比來研究不同規(guī)格及增益的天線的最佳覆蓋場景。

二、分析過程

1.兩種天線的參數(shù)及性能指標(biāo)對比

電氣性能指標(biāo)

機(jī)械性能指標(biāo)

天線尺寸上ODV-065R15C的長度只有傳統(tǒng)天線的一般長

水平面和垂直面方向圖

ODV-065R18K型號天線：

ODV-065R15C型號天線：

2、實物圖片

3、天線增益

天線增益的定義：在輸入功率相等地條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度比。

天線增益的物理意義：描述天線把輸入功率集中輻射的程度，即最大輻射方向上的輻射效果。作為電磁能轉(zhuǎn)化設(shè)備，轉(zhuǎn)換的效率反映了天線的性能，因此天線增益稱為選擇基站天線最重要的參數(shù)之一。

天線通常是無緣器件，其增益的概念與一般功率放大器增益的概念不同，功率放大器具有能量放大作用，但天線本身并沒有增加所輻射信號的能量，它只是通過天線振子的組合并改變其饋電方式把能量集中到某一個方向。增益是天線的重要指標(biāo)之一，它表示天線在某一方向能量集中的能力。

4、理論預(yù)測分析

根據(jù)兩種天線性能參數(shù)， 進(jìn)行理論上的預(yù)測分析如下：

1、雖然天線越小，但是增益越小，不利于穿透效果。

2、兩款天線水平波瓣角都一樣，都是65度，但是垂直波瓣角和天線增益成反比，天線越小，垂直波瓣角越大，上旁瓣抑制越差，有利于覆蓋高層建筑，但是不利于控制覆蓋，作為廣覆蓋時，會存在越區(qū)干擾的可能。而天線垂直波瓣角越小，定向性越好，容易控制覆蓋，便于后期優(yōu)化。

三、解決措施

1、 密集城區(qū)場景

測試方案

選取泰興_工業(yè)學(xué)校MO_49 扇區(qū)，天線方向朝向所需覆蓋場景的方向，同時保證兩次測試，方位角和下傾角不變，天線掛高50米，方向角0度，下傾角 3+9 度，測試該扇區(qū)覆蓋方向路段。

站點位置及測試線路

理論覆蓋距離測算

根據(jù)凱瑟琳軟件計算出在該工參下，該扇區(qū)的理論覆蓋距離為：

測試結(jié)果

單PCI指標(biāo)：

為了更詳細(xì)地對比2種天線下，周邊道路的覆蓋情況，選取距離基站 100m、200m、300m、400m、500m分別取點統(tǒng)計，對比安裝2 種天線下的RSRP值，分析其對道路的覆蓋情況。選取驗證點位置圖如下：

路段整體指標(biāo)：

整體RSRP指標(biāo)對比：

考慮到實際覆蓋的范圍， 選取濟(jì)川南路相同路段統(tǒng)計指標(biāo)

分析及總結(jié)

從單PCI分析，發(fā)現(xiàn)密集城區(qū)下傾角較大的前提下14.5db增益的天線明顯比17db增益的天線覆蓋更遠(yuǎn)，主要是由于14.5db增益的天線垂直波瓣較大，覆蓋較遠(yuǎn)，容易導(dǎo)致越區(qū)，

在密集城區(qū)使用該種天線容易造成mod3干擾，重疊覆蓋等情況。從整體的效果來看，密集城區(qū)使用高增益、低垂直波瓣的天線效果較好。

2、農(nóng)村場景

選取泰興_張橋常巷TO_51扇區(qū)，天線方向朝向所需覆蓋場景的方向，同時保證兩次測試，方位角和下傾角不變，天線掛高42米，方向角240度，下傾角3+4度，測試該扇區(qū)覆蓋方向路段。

站點位置及測試線路

理論覆蓋距離測算

根據(jù)凱瑟琳軟件計算出在該工參下，該扇區(qū)的理論覆蓋距離為：

測試結(jié)果

單PCI指標(biāo)：

由圖中單PCI圖可以看出：在農(nóng)村場景同站高、同下傾角的情況下 ODV-065R18K天線覆蓋的更遠(yuǎn)，覆蓋的更集中，而ODV-065R15C 天線覆蓋的較近。

為了更進(jìn)一步驗證2種天線的覆蓋性能。選取農(nóng)村部分村莊室內(nèi)進(jìn)行 CQT測試。

定點選取位置

分析及總結(jié)

從單PCI分析，發(fā)現(xiàn)在農(nóng)村下傾角較小的前提下14.5db增益的 ODV-065R15C小天線覆蓋距離明顯不如常規(guī)天線，主要是由于小天線垂直波瓣較大，信號落地較遠(yuǎn)且較差，沒被終端占用。但在近端新型小天線的覆蓋范圍較常規(guī)天線覆蓋更廣，主要是因為常規(guī)天線的增益比小天線大，匯聚能力強(qiáng)，信號集中，導(dǎo)致在兩側(cè)覆蓋較弱， 會出現(xiàn)覆蓋盲區(qū)。

從定點測試的效果來看，小型天線的增益較小，導(dǎo)致傳透能力較弱， 但由于垂直波瓣較大覆蓋較分散，對近端的農(nóng)村大面積的村莊來說可以減少覆蓋盲區(qū)。

四、經(jīng)驗總結(jié)

經(jīng)過測試分析發(fā)現(xiàn)，該新型小天線無論在城區(qū)還是農(nóng)村效果覆蓋效果均不如常規(guī)天線，但該天線因為體積小，易于隱藏，可使用與城區(qū)不易安裝或需美化的場景，但需做好后期的優(yōu)化調(diào)整，以防信號覆蓋過遠(yuǎn)導(dǎo)致mod3干擾或重疊覆蓋。而若需要在農(nóng)村使用，可以安置在近村莊的基站上，覆蓋農(nóng)村大型的自建居民區(qū)等。

審核編輯 ：李倩