移动通信系统中3G基站天线设计

论文摘要

随着移动通信技术的飞速发展,人们对移动通信服务质量的要求越来越高。由于移动终端天线受到重量、成本、体积等诸多因素的制约,提高系统的通信质量主要靠基站天线来完成。3G基站天线不同于传统定向基站天线,系统不仅要求其工作带宽达到460MHz,而且要求其达到双极化,高增益、高隔离度等指标。同时,3G基站天线作为移动通信系统中的关键部件,其性能的好坏直接影响着移动通信指标的优劣。因此,对3G基站天线的研究具有极其重要的意义。为此,本文首先设计了一款新型的±45°双极化基站天线辐射单元。利用专业电磁场仿真软件HFSS对该天线的性能进行了仿真,并对阵列单元的结构进行了优化,得出天线辐射单元的最佳结构尺寸。接着,以该辐射单元为阵元,分别仿真分析了四阵元、八阵元平面阵列和二阵元、四阵元、八阵元直线阵列,通过对仿真结果分析,发现相同阵元情况下,直线阵列相对于平面阵列而言,性能更加良好。最后,设计了一款±45°双极化基站天线,该天线由4个±45°双极化基站单元按线性排列,阵列单元的间距为135mm,天线带宽为171OMHz-2170MHz,驻波比VSWR<=1.5,水平波瓣宽度65°,垂直波瓣宽度24°,增益为15.049dB。最后加工测试二阵元、四阵元直线阵列天线,它们的输入阻抗、驻波特性（回波损耗）、隔离度、增益、辐射方向图、前后比等基本满足设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 基站天线研究现状分析
• 1.3 本文的主要工作和创新
• 1.4 论文结构及内容安排
• 第二章 微带线的基本特征
• 2.1 微带天线的基本特点
• 2.2 微带天线的分析方法
• 2.3 基站天线的基本参数
• 2.3.1 天线的驻波系数
• 2.3.2 天线的输入阻抗
• 2.3.3 天线的工作频带
• 2.3.4 方向图与方向性系数
• 2.3.5 天线的极化
• 2.3.6 增益
• 2.3.7 反射板的设计
• 2.4 基站天线的选型原则
• 2.4.1 城区基站天线的选型原则
• 2.4.2 农村地区基站天线的选型
• 2.5 本章小结
• 第三章 移动通信系统中的3G基站天线单元的设计
• 3.1 3G基站天线性能指标
• 3.2 3G基站天线单元设计
• 3.3 3G基站天线单元馈电方式的选择
• 3.4 3G基站天线单元仿真分析
• 3.4.1 两馈电端口间距对谐振频率的影响
• 3.4.2 馈电点位置对谐振频率的影响
• 3.4.3 阵子长度对谐振频率的影响
• 3.4.4 阵子高度对谐振频率的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 阵列天线分析
• 4.1 阵列天线基本理论
• 4.1.1 直线天线阵
• 4.1.2 平面天线阵
• 4.2 3G基站天线阵元间距的确定
• 4.3 3G基站天线阵列设计方案
• 4.3.1 二阵元直线阵列3G基站天线设计
• 4.3.2 四阵元直线阵列3G基站天线设计
• 4.3.3 四阵元平面阵列3G基站天线设计
• 4.3.4 八阵元平面阵列3G基站天线设计
• 4.3.5 八阵元直线阵列3G基站天线设计
• 4.3.6 3G基站天线排布方案比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 天线制作与测试
• 5.1 二阵元直线阵列3G基站天线制作与测试
• 5.2 四阵元直线阵列3G基站天线制作与加工
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 参加科研情况