LTE宽带双极化电调基站阵列天线

发布时间：2017-10-08 13:18

  本文关键词：LTE宽带双极化电调基站阵列天线

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【摘要】：随着移动宽带业务的爆炸性增长,4G-LTE系统已经大规模商业部署。基站天线是移动通信系统的重要组成部分,传统的窄频带机械下倾天线已难以满足运营商网络优化的需求,因此宽带双极化电调基站阵列天线被广泛应用于LTE系统。本文研制了应用于LTE系统的宽带双极化电调基站阵列天线,采用了11单元进行天线阵列设计,通过优化功分网络,并采用遗传算法优化单元馈电相位,实现了垂直面波束赋形,并着重研究了下倾过程中的上副瓣抑制问题。实测结果显示,该天线阵列可实现0°-100电调下倾,并且下倾过程中增益大于18.5dBi,上副瓣抑制大于16dB。采用双侧翻边的结构对阵列天线的背板进行了关键参数优化设计,完成了水平面波束赋形。实测结果显示,在1.7GHz-2.7GHz内,水平面波束宽度范围为650-690,前后比大于25dB,主向交叉极化比大于18dB,±60°内交叉极化比大于9dB,满足基站天线对水平面波束的要求。阵列天线的研制中采用了金属振子和PCB印刷振子两种宽带双极化辐射单元,宽带双极化金属振子采用压铸工艺加工,工作于1.7GHz-2.7GHz,带内驻波比小于1.59,隔离度大于30dB,增益范围为8.88dBi-9.76dBi,频带内具有稳定的方向图；宽带双极化印刷振子采用PCB工艺加工,在介质基板的两侧印刷极化正交的半波长辐射臂,实现了±45°双极化,电压驻波比小于1.5的频率范围为1.62GHz-2.95GHz,相对带宽达到58.2%,带内隔离度大于26dB。在1.7GHz-2.7GHz内增益范围为8.64dBi-9.29dBi,频带内具有稳定的方向图。此外,本文还利用印刷振子设计了1×4和2×2小型天线阵列,并对其S参数和辐射方向图进行了测试,与仿真结果吻合。
【关键词】：基站天线 宽带双极化 电调下倾 遗传算法
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN828.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 论文组织结构12-13
• 第二章 基础概念及理论13-23
• 2.1 基站天线主要性能参数13-16
• 2.1.1 基站天线电路参数13-14
• 2.1.2 基站天线辐射参数14-16
• 2.2 对称振子天线16-19
• 2.2.1 远场方向图16-18
• 2.2.2 辐射电阻和方向性18-19
• 2.3 直线阵的分析和综合19-21
• 2.4 遗传算法21-22
• 2.4.1 遗传算法概念21
• 2.4.2 遗传算法的基本流程21-22
• 2.4.3 遗传算法的优缺点22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 宽频双极化天线单元设计23-39
• 3.1 引言23
• 3.2 双极化基站天线原理23-24
• 3.3 宽带双极化单元设计24-33
• 3.3.1 双极化天线方案论证24
• 3.3.2 宽带双极化框形金属振子24-29
• 3.3.3 宽带双极化双面印刷振子29-33
• 3.4 反射板优化设计33-37
• 3.4.1 背板宽度W1影响34-35
• 3.4.2 翻边高度Q1影响35-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第四章 基站天线的垂直面波束赋形设计39-57
• 4.1 引言39
• 4.2 波束赋形和电调下倾原理39-40
• 4.3 馈电网络的研究40-43
• 4.4 基于遗传算法的多下倾角波束赋形43-46
• 4.4.1 辐射方向图的计算43-44
• 4.4.2 适应度函数的建立44-45
• 4.4.3 优化过程及结果45-46
• 4.5 功分器设计46-53
• 4.5.1 功分器的技术指标47
• 4.5.2 功分器的理论分析47-49
• 4.5.3 功分器的设计及测试49-53
• 4.6 双极化电调天线组装和测试53-56
• 4.7 本章小结56-57
• 第五章 微基站天线设计57-63
• 5.1 微基站的发展需求57
• 5.2 1×4小型天线阵列设计57-59
• 5.3 2×2小型天线阵列设计59-61
• 5.4 本章小结61-63
• 第六章 总结与展望63-65
• 致谢65-67
• 参考文献67-71
• 作者简介71

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本文编号：994234