多频段定向天线及合路器的设计

发布时间：2020-11-02 16:33

　　 随着移动通信的快速发展及5G时代的到来,新移动通信网络的建设正在全面展开。而移动通信在室外的覆盖已经逐渐完善,但是在建筑物及人流密集的地方,信号的覆盖面积、信号容量及通信质量都无法得到保证。室外移动通信基站并不能满足人们的要求,室内移动通信方面也还有许多需要完善的地方。室内分布系统能够改善建筑物内移动通信环境,主要针对室内用户;是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落,从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖面积。室内分布天线作为室内分布系统的终端器件,对室内信号的覆盖起到了决定性作用,天线性能的好坏直接决定着室内分布系统性能的优劣。因此,对室内分布天线的研究有很大的意义。本文对应用于室内分布系统中的多频段的双极化天线进行重点研究,研究的主要成果如下:根据不同的天线理论,分别设计了三款工作在不同频段的双极化天线:根据微带馈电的Ⅲ型巴伦及偶极子的基本理论,设计了工作在880MHz-960MHz的±45°双极化天线;根据同轴馈电的Ⅲ型巴伦及偶极子的基本理论,设计了工作在1710MHz-2690MHz的±45°双极化天线;根据差分馈电及贴片天线理论,设计了工作在3400MHz-3600MHz的±45°双极化天线。分别对影响天线性能的主要参数进行了仿真分析,如天线的高度、耦合片的高度及馈电点的距离等。并对天线结构进行了优化,根据天线的仿真结果分别对天线进行了加工及测量,测量参数包括天线的S参数、方向图、交叉极化方向图、增益等,测量结果与仿真结果基本吻合。低频天线在880MHz-960MHz范围内S_(11)小于-15dB,增益大于8.3dB;中频天线在1710MHz-2690MHz范围内S_(11)小于-12dB,增益大于7.4dB;高频在3400MHz-3600MHz范围内,天线的S_(11)小于-10dB,增益大于7.8dB。天线均具有良好的波束宽度、前后比及交叉极化比。为了避免空间浪费并减少线缆及系统数量,根据滤波器的基本理论及微带线设计的方法,设计了一款工作在880MHz-960MHz、1710MHz-2690MHz、3400MHz-3600MHz范围内的三路合路器,对该合路器的设计思路进行了介绍并进行了加工及测量,合路器具有良好的S参数,可以应用在室内分布系统中。
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN828.6
【部分图文】：

图 1.1 壁挂定向天线运营商、多频段等通信系统的重叠覆资源的浪费，增加了施工及维修难度套分布系统，所以要将多种信号引入合路器是解决这一问题的关键器件，不断发展的同时，通信系统的天线的同业务的各个频段，而且随着通信系少的。因此就需要设计出多频且小型度，考虑到空间的占用，利用合路器的定向壁挂天线及合路器的研究，不 移动通信的发展要求。

图 1.3 差分馈电贴片天线的结构图[31]为了满足各类移动通信的需求，在 2G、3G、4G 和 5G 系统共存的地区，在增加天线的数量的同时需要降低安装难度及设备复杂度，节省空间。未来移动设备的发展趋势是只使用一个收发设备就能覆盖不同业务范围的各个频段。合路器能够将不同频段的天线合为一路，从而降低空间占用，降低安装及施工难度。合路器是将几路不同的信号合路为一路信号，基本单元是滤波器。比较常用的合路器一有微带线合路器及波导型合路器等。波导型滤波器有插入损耗小、Q 值高、能够承受大功率等优点，但是由于其体积较大，受到其结构的限制，不适应室内分布系统小型化的需求。因此，室内分布系统中一般采用微带线合路器。微带线合路器由于其易加工，体积小等优点，被广泛应用在室内分布系统中。上世纪 60 年代开始，国外学者 G.LMatthaei 和 E.G.Cristal 最先开始了对合路器的研究，

第二章 室内分布系统及基本原理.1 室内分布系统简介在早期的移动通信网络中，业务简单，用户较少，对建筑物内部的移动信号的覆盖主过室外宏基站发出的无线信号穿透墙体实现。但是随着城市建设和移动通信的发展，建结构越来越复杂，用户也越来越多，造成了巨大的损耗，使得传统的室外基站覆盖方式能满足人们的要求。另一方面，随着移动通信的迅猛发展，室内移动通信的比重越来越大据有关数据报告，70%的通话业务发生在室内。为解决以上问题，最有效和快速的办法就设室内分布系统。室内分布系统主要包括信号源和信号分布系统，如图 2.1 所示[32]。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 周月臣;;宽带中频同相合路器的设计[J];电力系统自动化;1987年04期

2 卢荣润;谭卿生;;微波六路信号合路器[J];宇航计测技术;1989年01期

3 梅晨;周月臣;潘锡圭;;空间分集中频合路器的分析研究[J];南京邮电学院学报;1989年01期

4 李安庆;高振楠;;一种新型三网六频合路器设计与研究[J];河北企业;2017年01期

5 马进;张大伟;翟文涛;;微波合路器的功率容量分析及提升方案[J];电子世界;2017年19期

6 罗昌桅;叶强;王娜;;同轴腔体双频合路器设计与实现[J];中国计量学院学报;2010年03期

7 姜吉;杨平先;;2G和3G系统共存抗干扰问题——新型合路器初探[J];中国新通信;2009年05期

8 许刚;;一种低频段超宽带合路器的设计[J];技术与市场;2010年12期

9 张大伟;马进;李靓;;基于合路器功率容量测试系统设计及应用[J];电子世界;2017年19期

10 ;超紧凑流形合路器[J];广播与电视技术;2004年12期

相关硕士学位论文 前10条

1 薛美;多频段定向天线及合路器的设计[D];南京邮电大学;2018年

2 宋校曲;基站天线内置平面合路器设计[D];华南理工大学;2018年

3 张苏南;基于公共腔的多频合路器研究与设计[D];中国计量学院;2013年

4 罗昌桅;多频腔体合路器的设计[D];中国计量学院;2012年

5 胡世昌;多系统合路平台中高性能合路器的设计与实现[D];电子科技大学;2017年

6 杜玉和;低互调三频腔体合路器设计与实现[D];苏州大学;2017年

7 徐蒙;TE_(01δ)模介质合路器的设计与实现[D];武汉邮电科学研究院;2012年

8 纪雄飞;基于AOS的探月工程通信系统的设计与研究[D];西北工业大学;2007年

9 王和阳;多频腔体合路器的研究与设计[D];东南大学;2017年

10 李安庆;微波电路中的两种典型合路器研究与设计[D];安徽大学;2012年

本文编号：2867288