论文部分内容阅读
移动通信系统随着信息传输量的增加变得越来越复杂,不断革新的通信系统全面推动着基站天线技术的快速发展。目前,基站天线在多系统共天线、多系统共站的应用需求下逐渐朝着宽频化、多频化和小型化的方向发展,且复杂的应用坏境对基站天线设计指标的要求也越来越高。双极化天线因其能够抵抗多径衰落,增加通信系统容量等优势成为基站天线的首选。本论文综合基站天线的性能指标,致力于研究设计应用于移动通信的宽频带高性能双极化基站天线。其主要工作内容包括:1.研究设计了一款加载金属柱结构的双极化基站天线。该天线包括刻蚀“U”型槽的蝶形辐射结构、“T”型耦合微带线、金属柱、同轴线和矩形金属反射板。天线通过两蝶形振子间的相互耦合,能够实现较宽的频带。实测结果表明,该天线相对带宽为56.3%(1.58GHz-2.82GHz),端口隔离度达到30dB。在整个工作频带内,具有稳定的方向图和较低的交叉极化电平。以该天线为阵元,本文设计了四单元天线阵列结构,能够满足当前移动通信2G/3G/LTE多数频段的设计需求。2.人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor,简称AMC)结构的反射相位特性能够降低天线的剖面高度。为了实现基站天线的小型化设计,本文在传统的AMC结构上提出改进,研究设计了一种具有较低工作频点和较宽同相反射相位带宽的无孔AMC结构。其0度反射相位频点在2.2GHz附近,同相反射相位相对带宽为64.9%(1.56GHz-3.06GHz)。3.将改进的AMC结构取代第一款双极化基站天线的矩形金属反射板,实现了AMC结构与基站天线的联合仿真设计。天线整体高度为18mm,比第一款天线高度降低50%。实测结果表明,该天线与同类加载AMC结构的天线相比,具有更宽的频带,能够达到52.3%(1.65GHz-2.81GHz)的相对带宽,同时具有低剖面、高隔离度(>30dB)和低交叉极化电平(<-27dB)等优势。在此天线单元的基础上,研究设计了加载AMC结构的四单元天线阵列,为双极化基站天线的小型化设计提供了一种参考。综上所述,本论文提出的两款双极化基站天线,符合基站天线宽频化、小型化和低成本化的发展趋势,能够满足当前移动通信的应用要求。