天线的种类繁多，我们之前介绍了八木天线、抛物面天线、吸顶天线等，本期我们将围绕另一个扇形天线进行解析。

扇形天线是一种定向天线，其水平面辐射模式呈扇形分布，具有特定的水平波束宽度（通常为60°、90°或120°），而垂直波束宽度相对较小。

该天线通过精确控制电磁波的辐射方向，实现对特定扇区的高效覆盖，是现代蜂窝通信系统中实现小区划分和频率复用的关键组件。在移动通信网络中，扇形天线常用于基站部署，通过将覆盖区域划分为多个扇区（通常为3个或6个），实现频谱资源的高效利用和网络容量的提升。

扇形天线的辐射模式在水平面内形成一个扇形区域，其能量分布遵循特定的辐射方向图。

扇形天线的水平波束宽度（Beamwidth）与天线直径（D）和工作波长（λ）的关系可表示为：θ ≈ 58° × (λ/D)（单位为度）。这种定向辐射特性使得信号在特定方向上集中，而在其他方向上显著衰减，从而实现高效的频谱利用和干扰抑制。

这种天线由一块扇形金属板构成，其几何形状直接决定了辐射特性。金属板的弧度、直径和厚度是关键设计参数，直接影响天线的增益、波束宽度和方向性。适合固定安装和大规模部署。

由多根金属导线按特定角度排列组成，导线之间的距离（d）和角度（θ）是关键参数。根据阵列理论，多导线配置形成线性阵列，其辐射方向图由阵列因子和单元因子共同决定。

扇形天线的频带宽度（Bandwidth）通常定义为S11 < -10dB的频率范围。通过优化结构设计，现代扇形天线的相对带宽可达10%以上（例如在800MHz-960MHz频段，相对带宽约18.18%），优于传统单极子天线（通常带宽为3-5%）。这种宽频带特性使其能适应多种通信标准（如4G、5G）和频段需求。

与全向天线相比，扇形天线具有以下技术优势。

扇形天线的定向辐射特性可提供3-10dB的方向性增益，显著提高信号强度，扩大有效覆盖范围。

通过扇区划分，实现频率复用，使频谱效率提升2-3倍，有效缓解频谱资源紧张问题。

定向辐射减少对邻区的干扰，提高网络容量和用户感知质量。

现代扇形天线设计可覆盖多个频段，减少基站设备数量，降低部署成本。

依据覆盖需求和地形条件，确定天线安装位置，确保覆盖区域无重大障碍物遮挡。与周围建筑物、树木等保持至少30米水平距离，避免信号反射和遮挡。考虑天线安装高度，通常建议安装在高于周围建筑物5-10米的位置

使用符合标准的天线支架系统，确保机械稳定性，抗风等级不低于10级。扇形天线的安装，金属部件必须进行接地，接地电阻应小于5Ω，以防止雷击和静电干扰。调整天线方位角，确保辐射扇面精确覆盖目标区域，典型水平波束角度为60°、90°和120°。

使用高质量同轴电缆），长度不超过50米连接器必须使用防水密封处理，推荐使用PTFE（聚四氟乙烯）密封胶。电缆弯曲半径应大于电缆直径的10倍，避免信号损耗增加。

根据实际覆盖需求，调整机械下倾角（通常为0°-15°）或电子下倾角。对于多天线系统（如蜂窝基站常用3-4个一组），需确保各天线之间的相位偏差不超过±5°。