新一代无线移动通信中的全向天线与MIMO多天线技术研究

发布时间：2017-11-30 11:24

  本文关键词：新一代无线移动通信中的全向天线与MIMO多天线技术研究

  更多相关文章： 移动通信 微基站 全向天线 双极化 人工磁导体

【摘要】：随着新一代无线移动通信的飞速发展,尤其是随着4G网络的日益普及,室内信号覆盖在通信系统中占据着举足轻重的地位。通信系统对信息传输效率、区域覆盖、宽信道容量等方面更高层次的需求,必然对微基站天线在带宽、横纵向剖面尺寸上提出更为苛刻的限制条件。同时,LTE系统和双极化MIMO多天线技术也被广泛应用到移动通信系统,以便于提高频谱利用效率、改善收发信号质量。本文主要围绕适用于室内分布系统的微基站全向天线进行了相关研究,在保证良好全向性方向图的前提下,从天线的宽带拓展、天线小型化等方面展开探索。本课题内容或创新点主要归纳为以下几点:首先,文章简要地叙述了室分系统微基站全向天线的研究背景和研究意义,并概述了近年来微基站全向天线的研究现状。其次,简单地回顾了微基站天线设计的几个关键性能指标参数,以及微基站全向吸顶式天线在实际无线移动通信中的应用场景以及设计原理。第三,基于吸顶式天线的应用环境,通过单锥体终端电容加载以及短路探针加载等措施,解决了天线的宽带化(1710-2690MHz)、低剖面等设计问题,实现了天线低剖面、方向图不圆度良好的垂直极化全向天线单元设计。第四,本文提出了一种采用四个圆弧偶极子组合成圆环天线的形式来模拟环形电流实现水平极化的全向天线新形式。通过引入锥形馈电巴伦及外围寄生圆弧,进一步解决了天线宽带化、低不圆度、低驻波比等问题。仿真及实验验证,所设计水平极化全向天线单元在1710-2690MHz频带内VSWR1.5,不圆度良好。第五,基于上述水平极化全向天线单元,进一步考虑了较大金属反射地板的实际工作环境影响。通过引入人工磁导体结构(AMC),在保证天线辐射特性的同时有效地降低了天线剖面高度。仿真及实验验证,基于AMC反射板的水平极化全向天线整体高度为26mm(包括2mm的反射板),在1710-2690MHz频带内各项天线指标性能良好。最后,基于前面设计的水平/垂直全向天线单元,针对室内吸顶天线的设计需求,提出并设计了一款基于AMC反射板的低剖面全向双极化天线新形式。数值仿真及实验结果表明,本文所设计的天线整体剖面高度仅为30.6mm(包括2mm的反射地板),与目前最新的文献报道相对比具有更低的剖面高度优势,且带宽覆盖了整个LTE频段,更符合实际工程应用。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3;TN828.6

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本文编号：1239141