面向5G移动通信应用的紧耦合天线研究

发布时间：2023-01-03 10:01

　　随着5G移动通信频段的公布,传统形式的基站天线已不足以在覆盖其频段的同时向下兼容2、3、4G移动通信,因此,开发可以同时覆盖2、3、4、5G移动通信频段的宽带基站天线,具有极大的现实意义。近年来,紧耦合阵列天线已经成为了阵列的研究热点,与传统阵列天线避免阵元间的互耦不同,紧耦合阵列天线是通过有效地利用阵元之间的互耦效应,来扩展天线的带宽,同时还能实现小型化。本文基于基站天线理论和紧耦合阵列天线理论,结合电阻型频率选择表面对紧耦合天线展开了相关研究,主要研究工作如下:1.借鉴紧耦合阵列天线设计理论,提出了一种基于紧耦合结构的宽带5G基站天线。该天线由两对正交的领结状偶极子天线构成,通过交叉偶极子之间的耦合效应,有效地扩展了其阻抗带宽。同时,在天线和金属反射板之间加载电阻型频率选择表面,吸收由反射板引入的谐振反射波,改善高频端辐射性能。最终天线在1.7~3.6GHz内满足双极化VSWR＜1.5,端口间隔离度大于55dB,交叉极化鉴别率满足+/-60°范围内大于10,半功率波束宽度满足65°+/-5°,带内增益均大于8.5dBi。将该结构加工后进行测试,结果与仿真吻合良好,表明在基站天线的设... 

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 双极化基站天线的国内外研究现状
        1.2.2 紧耦合阵列天线的国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 理论基础概述
    2.1 天线的辐射机理
    2.2 基站天线的主要性能参数
        2.2.1 基站天线的电路性能参数
        2.2.2 基站天线的辐射性能参数
    2.3 紧耦合阵列天线的基本理论
        2.3.1 单元天线间的互耦效应
        2.3.2 紧耦合阵列天线理论
        2.3.3 紧耦合阵列天线的等效电路模型及分析理论
    2.4 本章小结
第三章 基于紧耦合结构的宽带5G基站天线设计
    3.1 基于紧耦合结构的宽带基站天线辐射结构设计
        3.1.1 天线振子结构的初步提出
        3.1.2 天线耦合作用设计
        3.1.3 电阻型频率选择表面设计
    3.2 基于紧耦合结构的宽带基站天线馈电结构研究
        3.2.1 双同轴差分馈电结构设计
        3.2.2 微带巴伦馈电结构设计
    3.3 基于紧耦合结构的宽带5G基站天线参数分析
    3.4 基于紧耦合结构的宽带5G基站天线仿真结果
    3.5 基于紧耦合结构的宽带5G基站天线实测结果
        3.5.1 天线实物制作
        3.5.2 天线实物测试及分析
    3.6 本章小结
第四章 面向5G移动通信的紧耦合阵列天线设计
    4.1 紧耦合阵列天线单元设计
        4.1.1 紧耦合阵列天线单元振子结构的提出
        4.1.2 双面印刷型结构单元设计
    4.2 紧耦合阵列天线馈电结构设计
        4.2.1 180°移相器设计
        4.2.2 Wilkinson功分器设计
    4.3 紧耦合阵列天线单元整体结构参数分析
    4.4 半无限大紧耦合阵列天线仿真分析
        4.4.1 半无限大紧耦合阵列天线的截断效应分析
        4.4.2 半无限大紧耦合阵列天线的截断效应补偿
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电阻型频率选择表面的超宽带紧耦合相控阵天线[J]. 王晓骁,张帅.  微波学报. 2016(S1)
[2]基于电阻型频率选择表面的超宽带紧耦合阵列[J]. 胡志慧,姜永华,凌祥.  电波科学学报. 2013(06)
[3]基站天线的发展与应用[J]. 李煦,李耀焕.  电信技术. 2011(12)
[4]移动通信基站天线技术的展望[J]. 孙立伟.  科技资讯. 2009(05)

博士论文
[1]新型宽带平面基站天线研究[D]. 崔悦慧.华南理工大学 2014
[2]超宽频带锥削槽天线及阵列的设计与实现[D]. 王乃彪.西安电子科技大学 2009
[3]移动通信系统中天线的分析与设计[D]. 苏道一.西安电子科技大学 2008
[4]移动通信系统中的天线研究[D]. 卜安涛.西安电子科技大学 2005

硕士论文
[1]宽带相控阵天线小型化技术研究[D]. 龚雪.电子科技大学 2012
[2]宽带开槽天线阵列技术研究[D]. 钟琳.电子科技大学 2011
[3]基于双平衡馈电结构的强互耦宽带相控阵研究[D]. 李磊.电子科技大学 2010
[4]基于互耦效应的宽带相控阵技术研究[D]. 夏腾飞.电子科技大学 2009



本文编号：3727255