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一种宽带双极化基站天线的研究和设计

孙爽  
【摘要】:基站天线是移动通信系统中信号的收发单元之一,其性能直接影响整个通信系统的运行质量。随着移动通信的不断发展,2G、3G、4G系统将长期共存。宽带天线可以同时为多系统提供服务,有效的减少天线的使用数量,从而解决了运营商选址难的问题,并有效的降低天线的成本。辽宁普天数码股份有限公司为开拓移动通信天线市场,委托大连海事大学天线微波研究所研发宽带双极化天线。论文正是在该项目的支持下完成的。论文完成的的主要工作有:(1)提出了一种结构简单,尺寸小,适用于2G/3G/LTE通信系统的宽带双极化天线。天线具有对称结构,由分布于介质板两侧的两个矩形振子构成,并用一段开路微带线耦合馈电以及一段短路微带线调节匹配,矩形振子表面具有U形槽以缩小天线尺寸。该天线具有49%(1.66-2.73GHz)的相对带宽(S11-15dB),工作频带内增益约为8dBi。(2)提出了一种具有非对称结构的宽带双极化天线。该天线在第一款天线的基础上改变振子结构,获得了更大的工作带宽,并改善了隔离度。该天线具有53%(1.61-2.76GHz)的相对带宽(S11-15dB),工作频带内增益约为8dBi,辐射方向图稳定。(3)设计了一款八单元宽带±45。双极化基站阵列天线,阵元采用具有53%相对带宽的非对称型宽带双极化天线。设计了一款八等分Wilkinson宽带功分器,为阵列天线进行馈电。实测结果显示:阵列天线具有约58%的相对带宽,覆盖1.65-2.99GHz频段,在工作频段内实测最小隔离度约为22dB。工作频带内天线的水平面半功率波瓣宽度69±5°,适用于市区2G/3G/LTE通信系统。


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