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《西安电子科技大学》 2007年
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智能天线阵列的研究与实现

高峰  
【摘要】: 无线通信的迅猛发展对新技术和新标准的不断进步提出了新的要求。采用智能天线技术的通信系统可以有效地提高覆盖距离,增强系统的可靠性和容量,减小噪声干扰,克服多径效应改善链路质量。因此,智能天线技术成为第三代移动通信三大标准之一TD-SCDMA的核心技术,是各国在研的4G通信系统的关键技术,而且也是目前已经商用的SCDMA的核心技术。本文密切结合“十五”国防预研项目“软件无线电天线”和国家863计划重点项目"TD-SCDMA智能圆阵”以及"SCDMA智能圆阵”、"SCDMA智能扇区阵”等企业协作项目,研究了SCDMA智能圆阵、扇区阵和TD-SCDMA智能圆阵的快速精确分析、优化设计以及样机的制作,并在通信网络中得到了广泛的应用。作者的主要工作和创造性成果可概括如下: 1.设计了一种新型的同轴串馈印刷振子全向天线。研究了矩量法结合传输线法计算这种天线的方法,并采用遗传算法对天线进行了优化,实现了垂直面方向图的波束赋形。该方法计算速度快、易收敛,仿真结果与实验数据相一致。该型号天线已获实用新型国家专利。 2.系统地研究了SCDMA智能圆形阵的分析与设计。采用结合FDTD的遗传算法优化了圆形智能阵的阵列单元和阵列,并制作了固定电下倾角分别为3°、60、90的SCDMA智能圆阵。该天线在SCDMA通信网络中得到了大量的应用。 3.系统地研究了SCDMA智能扇区阵的分析与设计。采用结合FDTD的遗传算法优化了扇区阵的阵列单元,并用Ansoft HFSS对天线阵列进行了优化设计和仿真,成功地研制了SCDMA扇区阵。该天线在各地的SCDMA网络中得到了应用,和通信网络初装天线的对比测试表明,60%以上测试点的接收电平和信噪比得到了明显的提高。 4.结合863国家重点项目,采用遗传算法结合矩量法的方法优化设计了考虑互耦的TD-SCDMA智能圆阵的阵列单元及阵列,分析了智能圆阵的电气参数,研制出可应用于TD-SCDMA系统中的圆形智能天线阵。经过射频检验验证了设计的有效性。该设计已在TD-SCDMA的实验网中得到了广泛的应用。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN821.91

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