Antenntilt

Denna sida är under konstruktion och ej färdig ännu och därför kan väsentliga detaljer fortfarande saknas.

En riktantenns strålningsdiagram har normalt en huvudlob och därefter ett andal sidolober och möjligen en eller flera backlober dessutom. Huvudloben riktas normalt åt det håll där man vill ha god täckning men om man bygger cellulära nät är det också viktigt att signalen ej går för långt.

Öppningsvinkel

Antenndiagrammen används för att utläsa hur väl antennen fungerar i olika riktningar. I normalfallet pratar man också om öppningsvinkeln α som definieras som dubbla det gradtal man förflyttat sig från huvudlobens maxima till signalen har sjunkit 3 dB i horisontalplanet.

Denna vinkel är information som behövs för att planera hur man skall använda antennerna för att åstadkomma en bra täckning. Vanliga öppningsvinklar är 30°, 60°, 65° och 120° men det finns många andra varianter också.

Öppningsvinkeln bestämmer bland annat antennförstärkningen, det är vanligt med ca 19 dBi för högre frekvenser och öppningsvinklar runt 30°.

I det vidstående diagrammet kan man se att öppningsvinkeln för 3 dB-gränsen är ca 65 grader.

Rymdvinkel

Rymdvinkeln är den vertikala öppningsvinkeln om man så vill. Den kallas för β och är för cellulära system rätt smal, sällan över 10° eftersom man vill ha effekten så väl samlad i markplanet som det är möjligt.

Rymdvinkeln definieras på samma vis som öppningsvinkeln men i det vertikala planet i stället för det horisontella. Det är rymdvinkeln som ligger till grunden för hur man ställer in en antenns tilt.

First null

First null är ett begrepp där man letar efter antennens första nollpunkt. Oftast då i vertikal led när det gäller antenntilt. Nollpunkten är ett ställe mellan huvudloben och första sidoloben där antennen strålar minimalt. Det kan vara så mycket som 30 dB mindre än i huvudlobens maxima. Det är first null man riktar mot nästa antenn när man bygger cellullära system där antennerna ej skall störa varandra.

I diagrammet bredvid har jag markerat first upper null och first lower null. Genom att titta i diagrammet kan vi konstatera att vinkeln är ca 5 grader till first upper null och det är det vi siktar efter när vi skall tilta antennen så att vi har

• En god signal i hela huvudloben
• En skarp kant där signalen försvinner snabbt
• En minimal interferenszon till nästa cell

Vi kan konstatera att försa nollstället verkar ligga på ca 10 grader på var sida i vertikalplanet från huvudloben som i sig har en rymdvinkel på ca 8°.

Formel

Enkel trigonometri ger oss svaret hur vi räknar ut antenntilten.

$\varphi = \tan^{-1}\left( \frac{h}{d} \right) + \sigma$

I exemplet ovan är det 500 meter till det ställe vi vill att antennens signal skall avta kraftigt. I figuren ser vi att antennen är monterad på 20 meters höjd och vi antar att vi har en vinkel till första nollställe som är 10° så hur mycket skall vi tilta ned antennen för att klara detta?

$\varphi = \tan^{-1}\left( \frac{20}{500} \right) + 10 = 12,3^\circ$