Зачем на базовой станции три сектора вместо одной круговой антенны
В цифре 3 есть что-то магическое. Даже не буду приводить примеры, Вы и сами можете перечислить много чего из окружающего мира кратное трём. Также и для сотовой связи тройка стала важной цифрой. Ведь на каждой базовой станции именно три сектора для излучения сигнала сотовой связи.
Те самые антенны, которые можно увидеть на сотовых вышках, крышах домов, трубах котельных – вертикальные серые прямоугольники – через них излучается сигнал сотовой связи. Причём сигнал излучается в заданном направлении, называемом сектором. Начиная с 1G и заканчивая 5G на базовой станции именно 3 таких сектора.

Но почему бы не делать базовые станции излучающие сигнал сотовой связи сразу во все стороны вокруг себя? Так бы можно было существенно сократить количество тех самых антенн и не тратить силы и время на их установку и обслуживание.
Вообще, такие всенаправленные антенны сотовой связи существуют и достаточно активно используются. Например, антенны базовых станций в помещениях чаще всего имеют круговую диаграмму направленности, то есть излучают на 360 градусов вокруг себя. Это удобно – поставил одну антенну на помещение или этаж максимально близко к центру и дело сделано.

В открытом пространстве всё гораздо сложнее. В частности нужно учитывать высоту подвеса антенн, а также наличие неоднородных преград на пути распространения сигнала. Если установить лишь 1 всенаправленную антенну большая часть сигнала будет излучаться в воздух и затухать поглощаясь близкорасположенными зданиями.
Бороться с этим можно было бы повышая мощность, но это не дают сделать строгие нормы по излучению. В итоге базовая станция, излучающая сигнал во все стороны будет обслуживать абонентов лишь находящихся в непосредственной близости от сотовой станции. Она будет неэффективна.

Поэтому инженеры используют на базовых станциях направленные антенны. Ширина излучения сигнала в них по горизонтали варьируется от 30 до 60 градусов (в среднем). Эти лучи направляются туда где меньше всего преград и больше всего абонентов.
Кроме того, антенны сотовой связи имеют ограничения и по высоте излучения сигнала – также несколько десятков градусов. Соответственно, луч от базовой станции также можно направить ближе к местоположению абонентов в зависимости от дальности других станций и высоты подвеса антенн относительно земли. Это делается за счёт изменения угла наклона самой антенны или встроенной регулировки излучающих элементов.
А откуда берётся сигнал там куда не направлены антенны? – это один из самых частых вопросов от читателей. Покрытие там создаётся за счёт переотражения и рассеивания сигнала основных лучей.
Точно также как солнечный свет. Не обязательно чтобы Солнце светило прямо Вам в окно, чтобы днём в комнате было светло. Аналогично и сигнал сотовой связи переотражается от всевозможных поверхностей и рассеивается в окружающем пространстве.

Кроме того, антенны соседних базовых станций стараются направлять как раз в такие прогалки (пустоты, межсекторные пространства) между секторов других станций. В итоге образуется единое покрытие оператора, хотя сигнал в отдельных его местах может отличаться во много раз из-за особенностей расположения самих базовых станций и преград между ними.