实际天线方向图的复杂性阻碍了定向天线阵列在大规模网络中的性能研究。因此，对实际模型进行近似和简化研究，提出了一种新型的多级平顶模型，并将其应用于毫米波蜂窝网络中进行性能分析。为了深入研究定向天线阵列特性对用户性能的影响，采用随机几何理论对毫米波蜂窝网络进行建模，并基于所提的多级平顶模型推导典型用户的覆盖率及传输速率性能，包括精确解和上下界的理论表达式。仿真结果显示，相比于已有模型，所提模型在近似精确度和理论分析性之间能达到更好的折中。