应用于多频电调天线的移相器和滤波器一体化设计

发布时间：2020-05-30 07:00

【摘要】：随着移动通信的深入发展,网络的工作频段越来越多,2G、3G、4G多种通信制式并存的局面使基站天面资源日趋紧张,多种频段共存的电调天线成为应用的主流。移相器的性能决定着多频电调天线方向图的波束赋形效果;滤波器使得天线各频段保持隔离,实现在同一个天线罩内正常工作。但是,现有移相器和滤波器占据了多频电调天线较大的空间,阻碍了多频电调天线小型化和轻量化的进程。如何将移相器与滤波器融合为一体并实现小型化,意义重大。本文从近三十年的移相器技术出发,整理了各种类型的移相器的演变过程和优缺点,进而选定介质滑动型移相器作为研究方向,并进行创新和模块化的改进设计,使其易于多端口化、小型化,且兼有良好的互调性能。进一步,本文将滤波器集成设计于移相器腔体之中,合二为一,在维持原有移相器尺寸不增加的情况下,消除了滤波器的重复占用空间,减小了总体积和总重量,同时也减去了二者之间互联的电缆数量,使得天线的整体布局得到优化。本文设计了两种滤波移相器,涵盖了2G、3G、4G的通信频段(694-960MHz和1710-2690MHz)。实物样机的测试结果表明,其工作频段内驻波小于1.25,相位离散度在±10°以内,功率分配精度(幅度波动)在±1dB以内,对异频的抑制效果在15dB以上,实测值与仿真值吻合较好。最后,本文的滤波移相器应用到了实际的多频电调天线,进一步验证了移相加滤波设计方案的可行性。本文所设计的滤波移相器大大减少了多频电调天线整机的体积和成本,为多频电调天线小型化打下了基础,在移动通信网络中具有很好的实用价值。
【图文】：

机即可控制其输出相位差的大小，从而控制下倾角的大小，操作简单且可根据应用场景的变化灵活调节。因此，移相器和电调天线在推出后很快就得到了广泛的应用。图1-1 机械调节下倾示意图

华南理工大学硕士学位论文2图1-2 电调下倾示意图1.1.2 滤波器的应用背景目前，移动通信技术发展迅速，2G、3G、4G 技术已经得到了广泛应用，5G 技术也已经在小范围投入应用和测试。虽然 5G 通信网络即将正式商用，但是 5G 基站的传输距离有限、基站选址难，在很长一段时间内仍然需要现有的网络补充覆盖，多网多制式并存的局面仍然会持续很长一段时间[1]。从上世纪八十年代出现的 2G 系统到现如今的 4G 系统，先后出现了 GSM900、GSM1800、CDMA800、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、FDD-LTE、TDD-LTE等通信制式。通信制式的增多导致基站数量的激增，据统计，，我国现有基站数量达 600多万，运营商面临着基站选址难、杆塔重耕难、天面布局难等多重难题。多频天线使得应用于多个通信制式的天线得以在同一个天线罩内工作
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN820;TN623;TN713

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 余长青;;基于Butterworth函数的滤波器设计[J];遵义师范学院学报;2008年05期

相关硕士学位论文 前6条

1 张晓;应用于基站天线的宽频移相器研究与设计[D];华南理工大学;2014年

2 欧阳思波;LTCC巴伦滤波器的研究与设计[D];南京理工大学;2012年

3 张琪;基于LTCC滤波器的自动测量系统设计[D];苏州大学;2012年

4 吴绪镇;应用于基站电调天线的多端口移相器设计[D];华南理工大学;2012年

5 谭小花;悬置线带通滤波器和频分器的设计与研制[D];复旦大学;2009年

6 杨松海;L波段模拟可调移相器的设计[D];电子科技大学;2008年

本文编号：2687763