基于差分馈电的高极化纯度双极化天线研究

发布时间：2017-04-18 10:24

  本文关键词：基于差分馈电的高极化纯度双极化天线研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，具有紧凑结构的宽带双极化天线在移动通信系统中的优势越来越明显，引起了诸多学者的广泛关注。比如，双极化天线被广泛地应用于蜂窝基站系统来实现频率复用和极化分集。通过使用这些工作机制，不仅可以增加通信容量，还能提高通信系统中数据传输的速率。另外，通过使用具有高隔离度和低交叉极化性能的双极化天线，能够减小多径衰落带来的影响以及改善发射机和接收机之间的极化失配问题。因此，，对具有高性能的双极化天线的研究就变得十分迫切，同时具有重要的理论意义和实用价值。 本文以基站天线为应用背景，根据移动通信行业标准对双极化基站天线的要求，利用差分馈电技术对具有高极化纯度性能的宽带双极化天线进行了研究设计，所做的主要工作和获得的研究成果如下： 1.研究设计了一款集成Marchand巴伦的宽带双极化天线。该天线由一对交叉偶极子、一块折叠型接地板、两个馈电网络和一个反射板组成。通过利用两个偶极子之间的相互耦合，使其阻抗带宽得到了提升。一种蜿蜒的折叠型Marchand巴伦被巧妙地集成在天线的支撑柱上，对每个偶极子实现差分馈电。通过使用这种馈电方式，使得天线在驻波比小于1.5的工作频段内(1.71GHz-2.17GHz)得到了高隔离度和低交叉极化电平的优良性能，并且具有稳定的方向图以及易于组阵的特点。 2.为了获得更宽的带宽，分别从辐射结构、馈电网络以及反射板三个方面对上一款天线进行了改进。经过仿真优化后，该款天线的工作带宽达到1.7GHz-2.7GHz，能够同时覆盖2G、3G以及4G通信频段。同时根据优化后的模型对其进行了实物加工与测试，并介绍了定向双极化基站天线相关参数的测量方法。通过对比分析发现，测量结果与仿真结果吻合较好，满足设计要求，验证了理论仿真的可行性。 3.以第二款宽带双极化基站天线为阵元，组成了一个六单元均匀直线阵列。对其各项特性参数进行了仿真分析，尤其是对天线阵列的辐射参数进行了仿真优化，使得该天线阵列在整个工作频段内(1.7GHz-2.7GHz)都达到了良好的水平面和垂直面辐射特性，并满足移动通信行业标准。
【关键词】：宽频带 双极化 差分馈电 高极化纯度 基站天线
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN821.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 双极化技术的研究现状10-12
• 1.2.2 基站天线的研究现状12-14
• 1.3 本文的主要工作和内容安排14-16
• 第2章 基于差分馈电的双极化基站天线设计原理16-27
• 2.1 天线极化理论16-20
• 2.1.1 极化的定义16
• 2.1.2 极化比16-17
• 2.1.3 圆极化分量17-19
• 2.1.4 极化纯度19-20
• 2.2 半波偶极子天线原理20-23
• 2.2.1 概述20
• 2.2.2 半波偶极子天线基本特性参数20-23
• 2.3 差分馈电原理23-24
• 2.4 基站天线的主要性能参数24-26
• 2.4.1 电路参数24-25
• 2.4.2 辐射参数25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 高极化纯度双极化基站天线单元的设计与仿真27-44
• 3.1 引言27
• 3.2 双极化基站天线原理27-28
• 3.3 集成 Marchand 巴伦的宽带双极化辐射单元的仿真设计28-36
• 3.3.1 天线设计指标28
• 3.3.2 天线结构28-30
• 3.3.3 馈电网络设计30-32
• 3.3.4 天线结果及分析32-36
• 3.4 集成半波巴伦的宽带双极化辐射单元的仿真设计36-42
• 3.4.1 概述36
• 3.4.2 天线设计指标36
• 3.4.3 天线结构及馈电网络设计36-39
• 3.4.4 天线性能分析39-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第4章 宽带双极化基站天线单元的制作与测量44-53
• 4.1 引言44
• 4.2 天线加工44-45
• 4.3 天线的测量与结果分析45-52
• 4.3.1 天线电路参数的测量与分析45-48
• 4.3.2 天线增益的测量与分析48-49
• 4.3.3 天线方向图的测量与分析49-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 宽带双极化基站天线阵列的仿真研究53-61
• 5.1 引言53-54
• 5.2 基站天线波束收敛的重要性54
• 5.3 天线阵列的仿真设计54-60
• 5.3.1 阵元数及阵元间距的考虑55-56
• 5.3.2 阵列天线的反射板设计56-57
• 5.3.3 阵列天线的结果分析57-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第6章 结束语61-63
• 6.1 工作总结61-62
• 6.2 后续研究工作62-63
• 参考文献63-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 邵建兴;蒋泽;;一种新型双频微带天线的分析与设计[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2008年06期

2 陈辉;薛锋章;;一种新颖的宽频带双极化印刷偶极子基站天线[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2011年01期

3 赵爱民,张淑芳;分集技术及在联通移动网中的应用[J];电信科学;1999年11期

4 李鹏杰;侯建强;韩日霞;张金峰;卢智远;;宽频带高隔离度基站天线的设计[J];电子科技;2011年12期

5 黄丘林;郭万有;史小卫;;极化分集时MIMO系统的信道容量[J];电子与信息学报;2006年08期

6 赵后亮;尹家贤;;一种新型宽带双极化微带贴片天线的设计[J];雷达科学与技术;2013年02期

  本文关键词：基于差分馈电的高极化纯度双极化天线研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：314680