Чем секторная антенна отличается от всенаправленной

Всенаправленная антенна излучает одинаково во все стороны и обслуживает круг вокруг себя. Секторная — это направленная панель с широким лучом по горизонтали: она обслуживает свой сектор, а соседние секторы закрывают другие антенны на той же вышке. Деление на секторы даёт две вещи: усиление каждой антенны выше, чем у всенаправленной, а ёмкость сети растёт — каждый сектор работает со своими абонентами на своих ресурсах.

3 сектора — антенны 65°6 секторов — антенны 33°уже луч —больше секторови ёмкость сети
Вышку делят на секторы, каждый обслуживает своя антенна. Ширину луча антенны выбирают так, чтобы соседние секторы перекрывались по уровню −10 дБ, а не на половине мощности.

Ширина луча и число секторов

Ширину луча антенны указывают по уровню −3 дБ (половина мощности). Если взять антенну с лучом, равным углу сектора, на стыке соседних секторов сигнал проседает на 3 дБ и больше. Поэтому для трёх секторов по 120° ставят антенны 65°, а для шести секторов по 60° — антенны 33°: так диаграммы соседних секторов перекрываются примерно на уровне −10 дБ, и провала нет.

СхемаУгол сектораШирина луча антенныКогда выбирают
3 сектора120°60–65°Город и пригород, стандартная базовая станция
6 секторов60°30–35°Плотная застройка, стадионы, большая нагрузка
4 сектора90°около 45° или 65°Перекрёстки, кварталы с прямыми улицами
2–3 сектора на трассевдоль дороги65–90°Трассы, сельская местность
3–4 сектора Wi-Fi90–120°90–120°Базовые станции беспроводного доступа

Усиление, длина и вертикальный луч

Усиление секторной антенны задают два луча: горизонтальный (ширина сектора) и вертикальный. При одной ширине сектора усиление растёт за счёт сужения вертикального луча — то есть с длиной антенны. Это видно по исполнениям 65° на 1710–2690 МГц:

ИсполнениеУсилениеВертикальный лучДлинаМасса
KADAMM K80117271514,3–15 дБи11–14°800 мм4,6 кг
KADAMM K80117271817,4–18 дБи5–7°1360 мм7,7 кг
KADAMM K80117272019,2–19,5 дБи4–5°1980 мм9,5 кг

Сужение горизонтального луча тоже даёт усиление: антенна 33–36° той же длины выигрывает около 2–3 дБ. Например, KADAMM K801172721s (36°) — 19,5–20,5 дБи при длине 1360 мм, а KADAMM K801172718 (65°) той же длины — 17,4–18 дБи.

Узкий вертикальный луч требует точного наклона: у антенны 19–20 дБи он 4–5°, и ошибка в 2–3° переносит основной лепесток за пределы нужной зоны. О наклоне и блоках RET — в статье о юстировке антенны.

Антенны 33–35°: шесть секторов

Шестисекторная схема удваивает число секторов на вышке и ёмкость сети без новых площадок. Для неё нужны антенны с лучом 33–35°: KADAMM K801709021 и KADAMM K801809021s на 698–960 МГц (около 20 дБи, длина 2,5 м), KADAMM K801172721s на 1710–2690 МГц, KADAMM APX-0910-1933 на 880–960 МГц (19,2 дБи). Такие антенны тяжелее и длиннее, а на вышке их вдвое больше, поэтому шесть секторов ставят там, где нагрузка этого требует.

Вместо шести отдельных антенн можно поставить многолучевые антенны: одна панель формирует два, три или пять узких лучей. Подробно — в разделе многолучевые антенны базовых станций.

Антенны 90°: трассы и сельская местность

Где абонентов мало, а территория большая, сектор делают шире: антенна 88–90° закрывает больший угол ценой 2–3 дБ усиления. На 698–960 МГц это KADAMM K801709015v01 (14,1–14,8 дБи) и KADAMM K801709016v01 (15,2–15,8 дБи), KADAMM APX-0710-1588IR и KADAMM APX-0710-1688IR. Низкие частоты 800–900 МГц сами по себе дают большую дальность, поэтому сельские сектора строят именно на них.

Секторные антенны Wi-Fi

Базовая станция беспроводного доступа обычно делит круг на три-четыре сектора, и ширина луча здесь шире, чем в сотовой сети: 60, 90 или 120°. Это даёт меньше антенн на мачте при хорошем перекрытии.

АнтеннаДиапазонЛучУсилениеПорты
KADAMM APW2400162,4 ГГц60°16 дБи1
KADAMM APW2490DP142,4 ГГц90°14 дБи2 (±45°)
KADAMM APW24120DP122,4 ГГц120°12 дБи2 (±45°)
KADAMM APW4960120VH184,9–5,95 ГГц120°17 дБи2 (V+H)

Для оборудования MIMO берут двухпортовые исполнения с поляризацией ±45° или V+H. О выборе антенн Wi-Fi — в статье о внешней антенне Wi-Fi.

Секторные антенны УКВ: TETRA, DMR, LTE-450

На УКВ секторизацию применяют реже, чем в сотовой связи, но для протяжённых объектов и сетей с большой нагрузкой она оправдана. Секторные антенны 65°: KADAMM K802454715 на 450–470 МГц (14,5 дБи), KADAMM K802385014 на 380–500 МГц с блоком RET, KADAMM APX-0405-1468IR на 380–500 МГц (14,5 дБи, два порта). О всенаправленных и панельных антеннах УКВ — в статье об антеннах УКВ для TETRA, DMR и LTE-450.

Азимуты и установка секторов

На трёхсекторной вышке антенны разворачивают через 120°, например на 0, 120 и 240°. Первый азимут выбирают не произвольно: стык секторов не должен приходиться на самое плотное место нагрузки — торговый центр, вокзал, основную улицу. Сектор лучше направить на такое место серединой луча.

  • Крепление — на трубостойку диаметром по паспорту антенны (у сотовых панелей обычно 50–115 мм), с кронштейном механического наклона.
  • Разнос по горизонтали между антеннами соседних секторов на одной трубе не нужен: они смотрят в разные стороны. Антенны одного сектора разных операторов разносят, чтобы не затенять друг друга.
  • Металл перед панелью — ограждения, соседние антенны, лестницы в первых метрах перед антенной — искажают диаграмму; панель выносят к краю площадки.
  • Азимут проверяют компасом или специальным прибором после монтажа: ошибка в 10–15° заметно смещает границы секторов.

Пример: вышка с тремя секторами и двумя диапазонами (800–900 и 1800–2600 МГц). Можно поставить по две однодиапазонные антенны на сектор — шесть панелей, или по одной двухдиапазонной — три панели с четырьмя портами каждая. Второй вариант легче для опоры и проще в монтаже, первый даёт независимый наклон по диапазонам. Об этом выборе — в статье как выбрать антенну базовой станции.

На что смотреть в характеристиках

  • Ширина луча по горизонтали — по схеме секторов, а не по углу сектора.
  • Отношение вперёд/назад — у сотовых секторных антенн обычно не менее 25–28 дБ: чем выше, тем меньше антенна мешает секторам за своей спиной.
  • Подавление первого верхнего бокового лепестка — уменьшает помехи соседним сотам.
  • Поляризация ±45° и два порта на диапазон — для MIMO 2×2.
  • Электрический наклон и RET — для точной настройки зоны без подъёма на вышку.
  • Масса и ветровая нагрузка — антенна 33° на 700–900 МГц весит до 38 кг и требует расчёта опоры.

Порты, слои и выбор многодиапазонной антенны базовой станции разобраны в статье как выбрать антенну базовой станции, MIMO — в статье о MIMO 2×2 и 4×4.

Частые ошибки

  • Луч равен углу сектора. Антенна 120° на трёхсекторной вышке даёт сильное перекрытие и помехи между секторами; нужна 65°.
  • Большое усиление без расчёта наклона. Узкий вертикальный луч уходит за горизонт, а под вышкой образуется слабая зона.
  • Металл рядом с панелью. Мачта или соседняя антенна в ближней зоне искажают диаграмму и снижают отношение вперёд/назад.
  • Разный азимут на разных диапазонах. У многодиапазонной антенны все диапазоны смотрят в одну сторону: азимут выбирают один на всех.

Модели