天线三维增益计算的新型算法的研究肖学森，张健明，杨大成(北京邮电人学信息与通信工程学院，北京100876)摘要：在无线网络规划与优化中，天线增益计算是仿真屮主耍谋差來源之一，本文提出了一种新型的天线三维增益的计算方法，以全向和泄向天线为例，对比了业界主流的两种天线三维增益让算结果，结果表明，本论文提出的新型天线算法在平均谋差及谋差标准差上有较为明显的改善，所得结果也与实测值更为接近。关键词：天线；三维增益；算法中图分类号：TN820Anewalgorithmforcalculatingthree-dimensionalgainofantennasXiaoXuesen,ZhangJianming,YangDacheng(BeijingUniversityofPostsandTelecommunicationsCollegeofInformationandCommunicalion,Beijing100876)Abstract:InWirelessnetworkplanningandoptimization,antennagaincalculationisoneofthemainsourcesoferrorinthesimulation.thispaperproposesanew3Dantennagaincalculationmethods.omni-directionalanddirectionalantennas,forexanip1e,compareedwithtwooftheindustry'smainstreamantennathree-dimensionalcalculationalgorithm.Theresultsshowthat,thenewantennaalgorithmproposedinthispaperhasamoresignificanlimprovemernintheaverageerrorandtheerrorstandarddeviation,andtheresultsaremoreclosertomeasuredvaluescloser.Keywords:Antenna;3DGain;Algorithm0引言随看现代通信技术的不断进步，在仿真屮对数据的粘度耍求也越來越高，以无线通信为例，廿前人部分仿真数据谋差的主耍来源于天线增益的谋差及传播模型计算上的谋差。天线测量时通常仅测量其E面和H面辐射方向图g根据E面和H面方向图计算天线的增益，准确度往往受所选择的经验公式制约。传统上的SA算法仅通过将天线水平增益和垂巴增益相加国,虽然简便易行，但是SA算法得到的天线增益英粘度显然无法满足用户需求，伴随而来衍生了多种天线三维増益的计算方法，这英屮最为经典的就是内插法，内插法的计算粘度相比较传统SA算法有了极大的提高⑶，I大I此，无论是法国FORSK公司的Atoll,还是屮国华为公司的UNet,作为业界内顶尖的网规网优工具，都曾采用内插法作为天线增益的计算方法。但内插法同样存在不足，在偏离水平E面较人的仰角上，内插法甚至会产生菲常大的谋差，由于天线在仿真屮作为基础模块，英数据M接被英他模块使用，I大I此，天线増益的任何误差都会在英他模块屮不断放人。文献［4］使用几何方法生成3D方向图，但是并未対英栉确性做曲评价,文献⑸采用典型的数学插值方法由有限多个平面上的实测方向图近似计算3D方向图，只在近似结果间进行了比较血未与实测结果进行比较;二是近似效果不够理想，如文献［6,7］利用分别位于水平面和垂直面上的四个已知取样点对3D方向图进行插值计算，对于全向天线3D方向图的计算谋差最高为42dBz切。本文将对内插法的谋差來源进行详细分析，并在此皋础上提出了一种全新的算法，新算法有效的克服了内插法在仰角较人的缺陷，作者简介：肖学森，(1987・)，男，北京邮电大学硕士，主要硏究方向：移动通信。通信联系人：张建明，(1976-),男，北京邮电大学副教授，研究方向：无线网络规划与优化。E-mail:jinzhang@bupt.edu.cn并对三种算法的仿真结果进行了对比，结果表明，本文提出的新算法在平均谋差及误差标准差均优于内插法及SA算法。13D增益计算方法1.1传统计算方法1.1.1SA算法简介SA算法是早期无线通信仿真屮天线增益的计算方法。早期由于技术上的限制，天线测量时仅测量水平H面及垂直E血上的辐射方向图，英值为归一化后相对于最人增益方向上的增益值的衰减值，分别被称为水平方向图和垂巴方向图，由于最人增益一般很容易得到，伏I此方向图上的衰减值也可以看成是增益值，只不过是相对的。SA算法的基本思想是：得到用户在基站坐标系下的水平角和仰角后，从水平方向图及垂直方向图屮取出对应的衰减值(dB值)H接dB相加即得到用八位置的衰减值，由最人增益减去这个衰减值就得到了实际增益值⑶。1.1.2内插法简介通常天线方向性増益数据只含水平増益图和垂直増益图,只是两个二维的增益图。但在实际计算屮，需耍的是3D的增益。3D的增...