低剖面集成化微基站天线研究

摘要

相较于前的几代移动通信网络，4G移动通信系统由于高速、高质量的数据、图像、音视频传输而要求更宽的通信带宽，致使在移动通信中扮演至关重要角色的基站天线的设计和开发朝着多频带和宽频带的趋势发展。同时，为了减少无线信号在传输过程中因多径衰落造成的不良影响，增加系统的信道容量，双极化天线的开发也成为了设计基站天线的一个热门点。此外，在4G移动通信时代常用小体积，灵活易安装的微基站来弥补宏基站信号的覆盖盲区，因此，设计小型化、紧凑低剖面，易于集成和共形的微基站天线很有实际意义。
　　本文针对解决室外移动通信信号覆盖问题的紧凑型集成化微基站进行了相关研究，着重于对其低剖面，能够共形和集成的结构特性，以及要满足在低仰角（偏离轴向±65°±20°）方向的波束覆盖辐射特性等方面进行了较为深入的分析和探索。本论文的主要工作内容归纳为如下几点：
　　首先，前两章介绍了本研究内容的背景以及集成化紧凑型的微基站天线相关研究的意义和国内外学者在这方面的研究现状，并介绍了设计低剖面紧凑型微基站天线需要涉及到的天线原理方面的理论知识和设计要点等。
　　其次，介绍可应用于室外路面信号覆盖的低剖面紧凑型集成化的微基站天线分析和设计，该天线在1.9GHz-2.2GHz频段内能满足在偏离轴向±65°±20°左右的低仰角方向实现最大辐射，且剖面高度仅7mm（约0.044λl）。为保证良好的集成性，天线的物理外观设计与所要施加的结构实现了完美的共形。
　　第三，对上述天线进行了两种馈电优化，以模拟天线真实的工作状态和方便加工制作；并对其进行了测试，比较了天线仿真出来的性能效果与实际加工的效果之间的吻合度，证实了天线设计的可靠性和实用性；然后通过经验总结再次根据需求设计了一款工作于2.5GHz-2.7GHz的低剖面、低仰角辐射的紧凑型共形天线，并探究了多个天线紧密放置对于辐射性能的影响，分析在此基础上设计分集天线的可行性。
　　最后，介绍工作于2.5GHz附近的低剖面、双极化、全向波束覆盖的天线，并对可能实现更低剖面的双极化天线的单天线形式进行了改进探索和验证。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 国内外微基站极其相关研究的历史现状与发展趋势

1.3 本文的主要工作和内容安排

第二章 微基站天线相关理论和实用技术

2.1 天线基本性能参数及定义

2.2 微基站天线简介

2.3 微基站天线实用技术

2.4 本章小结

第三章 低剖面、集成化双向覆盖微基站天线

3.1 双波束覆盖的微基站天线选择

3.2 低剖面、集成双覆盖微基站天线设计

3.3天线安装环境对天线性能的影响

3.4 本章小结

第四章 改进馈电的低剖面、集成双覆盖微基站天线

4.1方案一：交叉贴片形式的monopolar

4.2方案二：方形贴片形式的monopolar天线

4.3低剖面、集成双覆盖微基站天线三

4.4 新集成环境下的天线设计及多天线放置探讨

4.5 本章小结

第五章 全向低剖面双极化天线研究

5.1 垂直极化低剖面全向天线设计

5.2 水平极化全向天线设计

5.3 全向低剖面双极化天线

5.4 低剖面全向双极化天线改进措施设想

5.5 本章小结

结束语

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果