Три угла, которые задают зону покрытия
Секторная антенна светит узким по вертикали лучом. Где этот луч «ложится» на местность, определяют три угла:
- азимут — направление сектора в горизонтальной плоскости, отсчитывается от севера по часовой стрелке;
- механический наклон — угол, на который кронштейн отклоняет корпус антенны вниз;
- электрический наклон — сдвиг фаз между излучателями внутри антенны, который опускает луч без поворота корпуса.
Азимут и механический наклон выставляют монтажники при установке. Электрический наклон у антенн с регулировкой меняют через блок RET — из аппаратной по шине AISG или пультом прямо на площадке. Суммарный наклон луча — сумма механического и электрического.
Азимут
Азимут берут из проекта радиосети. На трёхсекторной площадке сектора обычно разнесены на 120°, но реальные направления подгоняют под застройку и соседние станции. Азимут в проекте указывают относительно истинного севера, а магнитный компас показывает магнитный: поправку на магнитное склонение для места установки вносят до разметки.
Рядом с металлическими конструкциями опоры стрелка компаса отклоняется, поэтому направление определяют на удалении от металла по ориентирам или приборами спутникового позиционирования, а затем переносят на антенну. Ошибка в несколько градусов по азимуту смещает край сектора на сотни метров на дальности нескольких километров.
Куда падает луч: расчёт по высоте и наклону
Ось главного лепестка антенны на высоте h с суммарным наклоном θ пересекает землю на расстоянии d = h / tg θ. Для ровной местности:
| Наклон | h = 20 м | h = 30 м | h = 40 м | h = 50 м |
|---|---|---|---|---|
| 2° | 573 м | 859 м | 1,1 км | 1,4 км |
| 4° | 286 м | 429 м | 572 м | 715 м |
| 6° | 190 м | 285 м | 381 м | 476 м |
| 8° | 142 м | 213 м | 285 м | 356 м |
| 10° | 113 м | 170 м | 227 м | 284 м |
| 12° | 94 м | 141 м | 188 м | 235 м |
Это точка максимума сигнала, а не граница зоны: верхняя половина вертикального луча уходит дальше. Ширину луча в вертикальной плоскости берут в карточке антенны — у панелей с высоким усилением она узкая, и каждый градус наклона заметно сдвигает зону. Рельеф, высота зданий и высота абонента (для этажей многоквартирных домов) меняют картину, поэтому итоговый угол подтверждают измерениями.
Из таблицы видно главное: при малых углах один градус смещает точку падения на сотни метров, при больших — на десятки. Поэтому при малых наклонах точность установки важнее всего, и удобнее, когда угол меняется дистанционно и небольшими шагами, а не перестановкой кронштейна.
Механический наклон и его ограничения
Механический наклон задают кронштейном: корпус антенны отклоняется вниз целиком. Главное направление при этом наклоняется на полный угол, а направления в стороны — меньше: приблизительно на θ, умноженный на косинус φ, где φ — отклонение от оси сектора. При механическом наклоне 6°:
| Направление от оси сектора | Механический наклон | Электрический наклон |
|---|---|---|
| 0° | 6° | 6° |
| 32,5° | 5,1° | 6° |
| 60° | 3° | 6° |
| 90° | 0° | 6° |
На краях сектора 65° (±32,5°) механический наклон уже меньше, а под 90° к оси он исчезает. Заодно задний лепесток поднимается вверх на тот же угол. Диаграмма в горизонтальной плоскости при большом механическом наклоне искажается: в центре зона сжимается, по краям — нет, и растут помехи соседним секторам.
Кронштейны антенн KADAMM дают механический наклон в пределах, указанных в карточках; самые частые диапазоны:
| Механический наклон кронштейна | Антенн |
|---|---|
| 0–10° | 67 |
| 0–15° | 60 |
| 0–8° | 51 |
| 0–12° | 2 |
| 0–20° | 1 |
Электрический наклон
Электрический наклон создаётся фазовращателями в схеме питания излучателей: каждый следующий ряд получает дополнительный сдвиг фазы, и фронт волны опускается. Диаграмма наклоняется одинаково во всех направлениях сектора, форма зоны сохраняется, а задний лепесток не поднимается. Поэтому основную часть наклона задают электрически, а механический используют для небольшой добавки или когда электрического диапазона не хватает.
Минус электрического наклона — при крайних значениях диапазона может вырасти уровень боковых лепестков; поэтому стоит держаться внутри диапазона, указанного в карточке, и не выставлять наклон «до упора» без расчёта.
Какой наклон у антенн KADAMM
Сводка по антеннам базовых станций KADAMM в разделах 1.1–1.4 — 190 моделей:
| Раздел | Моделей | С RET | С фиксированным наклоном |
|---|---|---|---|
| Секторные MIMO-антенны 2×2 и 4×4 | 42 | 41 | 0 |
| Многодиапазонные секторные антенны | 78 | 78 | 0 |
| Антенны 5G: TDD + FDD, гибридные и с формированием луча | 38 | 33 | 5 |
| Многолучевые антенны и антенны малых сот | 32 | 7 | 21 |
Самые частые диапазоны электрического наклона у моделей с RET (для многодиапазонных — у первого массива):
| Диапазон электрического наклона | Моделей |
|---|---|
| 2–12° | 95 |
| 0–10° | 17 |
| 2–14° | 16 |
| 2–10° | 13 |
| 2–8° | 5 |
| 0–8° | 5 |
У 34 моделей с RET указано несколько диапазонов наклона через дробь: массивы разных частот наклоняются раздельно, и каждому нужен свой привод — отдельный блок или Multi-RET. Фиксированный наклон встречается в основном у антенн малых сот: угол задан при производстве, а на месте его подправляют кронштейном.
Что такое блок RET
Блок RET — электропривод, который по командам с шины AISG поворачивает фазовращатели антенны и так задаёт электрический наклон. Команды посылает контроллер базовой станции или портативный пульт. В терминах AISG это устройство управления — RCU; портативный пульт для наладки называют HCU.
Блоки бывают встраиваемые — вставляются в гнездо внутри антенны, снаружи остаются разъёмы AISG, — и внешние, которые крепят на корпус антенны без её демонтажа. По типу устройства AISG блок работает как Single-RET (один привод) или Multi-RET (несколько приводов как отдельные подустройства одной антенны).
Блоки RET и пульты KADAMM
| Изделие | Исполнение | Тип AISG | Полный ход | Ресурс, циклов | Защита | Масса | Размеры |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| КАДАММ RET-800132112 | встраиваемый | Single-RET | 60 с | более 50 000 | IP65 | 0,41 кг | 92,8 × 140,8 × 33 мм |
| КАДАММ RET-800232114 | встраиваемый | Single / Multi-RET | 90 с | более 10 000 | IP24 | 0,25 кг | 98 × 62 × 33 мм |
| КАДАММ RET-800232214 | внешний | Single-RET | 40 с | более 50 000 | IP65 | 0,36 кг | 160 × 48,5 × 50 мм |
| КАДАММ RET-800232215 | встраиваемый | Single-RET | 45 с | более 50 000 | IP65 | 0,24 кг | 120 × 45,2 × 44,5 мм |
| КАДАММ RET-800542212 | встраиваемый | Single-RET | 45 с | более 50 000 | IP24 | 0,24 кг | 90,5 × 40 × 40 мм |
| КАДАММ RET-800232112 | пульт | — | — | — | — | 0,36 кг | 168 × 90 × 44 мм |
| КАДАММ RET-800332114 | пульт | — | — | — | — | 0,36 кг | 168 × 90 × 44 мм |
Полный ход наклона у блоков — от 40 до 90 с (типичное значение, зависит от антенны). Ресурс у большинства блоков — более 50 000 циклов, у КАДАММ RET-800232114 — более 10 000: зато он переключается из Single-RET в Multi-RET обновлением прошивки и подходит трёх-, четырёх- и пятидиапазонным антеннам. КАДАММ RET-800132112 рассчитан на антенны до десяти диапазонов и поставляется с конфигурацией под распределение диапазонов антенны.
Степень защиты у части встраиваемых блоков указана «в установленном состоянии», то есть вместе с антенной, в которую блок вставлен. Внешний блок работает снаружи и защищён по IP65.
Шина AISG: питание и цепочка
Блоки RET KADAMM питаются от шины напряжением 10–30 В постоянного тока, скорость обмена — 9,6 кбит/с. Разъёмы — восьмиконтактные по IEC 60130-9: вход — вилка, выход — розетка, поэтому несколько блоков соединяют цепочкой, а свободный выход закрывают колпачком. Прошивку обновляют по шине без выезда на опору.
Потребление блока — менее 1 Вт в покое и менее 6 Вт во время регулировки. Для площадки с шестью блоками это значит: в покое до 6 Вт, при одновременной регулировке всех — до 36 Вт. Источник питания шины считают на этот худший случай, даже если блоки двигают по очереди.
Если радиомодуль не подаёт питание и данные AISG на антенну отдельным кабелем, их передают по фидеру через пару инжекторов питания: один у радиомодуля, второй у антенны.
Пульт HCU: когда контроллера ещё нет
При монтаже контроллер базовой станции часто не подключён, а наклон нужно выставить и проверить сразу. Для этого служит пульт: он подключается кабелем AISG к блоку RET и питает шину сам. Пульты KADAMM совместимы с AISG 1.1 и 2.0, работают от встроенного литий-полимерного аккумулятора 16 В 2 А·ч или от сетевого адаптера 20 В, масса 0,36 кг.
Оценка по энергии: аккумулятор 16 В × 2 А·ч = 32 Вт·ч. При регулировке блок берёт до 6 Вт, значит, непрерывного движения хватит примерно на 5 ч без учёта потерь — с запасом на рабочий день. Выход на шину от аккумулятора — 16 В, 1,5 А, то есть 24 Вт: одновременно двигать можно не больше 4 блоков, остальные — по очереди.
Рабочая температура пульта — −10…+55 °C, заметно уже, чем у блоков RET (−40…+65 °C): зимой пульт держат в тепле и достают на время работы. КАДАММ RET-800332114 дополнительно переключается в режим адаптера PCA — тогда блоками RET управляют с ноутбука по USB.
Порядок работ на площадке
- Сверить модель антенны, распределение массивов и соответствие блоков RET до подъёма.
- Установить кронштейн и выставить механический наклон по проекту, обычно небольшой или нулевой.
- Выставить азимут с поправкой на магнитное склонение, затянуть крепёж и перепроверить.
- Подключить блоки RET цепочкой, закрыть свободный выход колпачком, загерметизировать разъёмы.
- Пультом найти блоки на шине, проверить конфигурацию и выставить электрический наклон по проекту.
- Записать фактические азимут, механический и электрический наклон каждого сектора в документацию площадки.
Типичные ошибки
- Весь наклон задан механически — края сектора и задний лепесток светят не туда.
- Азимут по магнитному компасу без поправки на склонение и рядом с металлом.
- Блоки перепутаны между массивами многодиапазонной антенны: наклон меняется не у того диапазона.
- Пульт замёрз на морозе, и наклон выставили «на глаз».
- Незакрытый выход последнего блока в цепочке.