小型化基站天线的应用研究与设计

发布时间：2023-05-07 07:27

　　5G(第五代移动通信系统)试验网已经展开,大规模商用即将来临;4G仍在广泛应用并深入发展。其中,Massive MIMO基站天线作为提升容量和速率的利器,成为了5G及后4G时代的研究热点和应用主流。基于系统的需求(如基站设备有源化)、性能的需求(如辐射单元之间互耦的降低)以及应用的需求(如天线尺寸、重量、成本的限制),Massive MIMO阵列天线的辐射单元亟待小型化。本文即选择这一具有实际应用背景和技术难点的方向作为研究课题。首先,根据来自北美移动通信网络的应用需求,对于后4G采用的1710MHz-2200MHz频带(我国为2G、3G频段)的32T/R Massive MIMO天线阵列,辐射单元在低边频的间距明显小于二分之一波长,从而造成单元之间互耦强烈、隔离性能差。减小辐射单元的尺寸成为技术突破的关键。本文提出了基于(38)型耦合馈电的Ι型半波偶极子单元,在减小尺寸的过程中导致了奇异跳变进入频带内的低端。进一步,本文提出的ΙΙ型辐射单元,通过在辐射臂上切角并引入加载枝节的方法,在辐射单元的口径减小了34.1%的同时,既降低了互耦,又排除了奇异跳变,仿真结果表明辐射性能可以达到设计...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
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 宽带基站天线的研究现状
        1.2.2 小型化基站天线的研究现状
    1.3 本文的主要工作和任务安排
第二章 天线基本理论与技术
    2.1 引言
    2.2 电磁场基本理论
    2.3 基站天线的主要性能参数
        2.3.1 主要电路参数
        2.3.2 主要辐射参数
    2.4 辐射单元工作原理
        2.4.1 半波偶极子
        2.4.2 微带贴片天线
    2.5 阵列天线工作原理
        2.5.1 直线阵
        2.5.2 平面阵
        2.5.3 单元数对波束赋形的影响
        2.5.4 单元间距对波束赋形的影响
    2.6 本章小结
第三章 宽带小型化基站天线仿真设计
    3.1 引言
    3.2 半波偶极子天线设计原理
    3.3 宽带小型化辐射单元仿真设计
        3.3.1 Ⅰ型辐射单元
        3.3.2 Ⅱ型辐射单元
        3.3.3 两种辐射单元的性能对比
    3.4 宽带小型化基站天线阵列仿真研究
        3.4.1 宽带小型化基站天线的性能指标
        3.4.2 宽带小型化基站天线的组阵形式
        3.4.3 功分器的设计
        3.4.4 三维边界一体化设计
    3.5 本章小结
第四章 低剖面基站天线仿真设计
    4.1 引言
    4.2 低剖面辐射单元设计
        4.2.1 辐射单元结构的确定
        4.2.2 n79 频段低剖面辐射单元设计
        4.2.3 n78 频段低剖面辐射单元设计
        4.2.4 n41 频段低剖面辐射单元设计
    4.3 低剖面辐射单元组阵研究
        4.3.1 低剖面基站天线的性能指标
        4.3.2 低剖面基站天线的组阵形式
        4.3.3 子阵的设计
        4.3.4 组阵结果分析
    4.4 本章小结
第五章 样机制作与测试
    5.1 引言
    5.2 宽带小型化基站天线的制作与测试
        5.2.1 宽带小型化基站天线的制作
        5.2.2 宽带小型化基站天线的测试
    5.3 低剖面基站天线的制作与测试
        5.3.1 低剖面基站天线的制作
        5.3.2 低剖面基站天线的测试
    5.4 本章小结
总结
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3810553