Calculadora de downtilt de antena

Uma antena setorial em um mastro concentra sua potência em um feixe vertical estreito. Apontada para o horizonte, a parte mais forte desse feixe sobrevoa a célula e pousa nas células vizinhas como interferência. Incliná-lo para baixo coloca a energia onde os usuários estão. A regra usual é inclinar até que a borda superior da metade da potência do feixe encontre o solo na borda da célula, para que a borda da célula veja o feixe 3 dB abaixo e tudo além dela veja menos.

O ângulo abaixo da horizontal da antena no qual um usuário à distância $d$ aparece depende da diferença de altura $\Delta h = h_{BS} - h_{UT}$ e, ligeiramente, da curvatura da Terra. Sobre uma Terra efetiva de raio $kR$, com $R = 6371$ km e $k = 4/3$ para a atmosfera padrão, é a fórmula de elevação da ITU-R P.526-15 (equação 44) com o arco tangente mantido:

A inclinação descendente recomendada adiciona metade da largura de feixe vertical $\theta_{3dB}$:

A pegada de meia potência

As duas bordas de meia potência do feixe apontam para $\theta_{tilt} \pm \theta_{3dB}/2$ abaixo da horizontal. Cada um encontra o solo na distância mais próxima que tem esse ângulo de depressão. A borda superior nunca desce se apontar para ou acima da horizontal, o que acontece sempre que a inclinação não é maior que a metade da largura do feixe. O feixe então atinge o horizonte e a calculadora não relata nenhuma borda externa em vez de uma distância.

O padrão vertical

Para obter o ganho em direção à borda da célula na inclinação que você realmente aplica, a calculadora usa o corte vertical do modelo do elemento da antena no 3GPP TR 38.901, Tabela 7.3-1, com sua largura de feixe no lugar dos 65° da tabela:

Está exatamente a −3 dB a meia largura de feixe do eixo do feixe, a −12 dB a uma largura de feixe de distância, e nunca abaixo do piso do lóbulo lateral de 30 dB.

Validade

O solo é uma esfera lisa: terrenos, edifícios e desordem não são modelados. A borda da célula deve estar dentro da distância da linha de visada entre a antena e a altura do usuário, $d_{los} = \sqrt{2kR}\left(\sqrt{h_{BS}} + \sqrt{h_{UT}}\right)$ (ITU-R P.526-15, equação 21). Além disso, o usuário está abaixo do horizonte rádio e a calculadora avisa. O padrão é um lóbulo principal parabólico com um piso. Uma antena real tem nulos e lóbulos laterais superiores, e seu padrão de folha de dados é o que deve ser verificado antes que a inclinação final seja definida.