移動通信的網(wǎng)絡(luò)覆蓋在很大程度上取決于基站天線的性能,這直接影響著我們的通信體驗。如今的移動通信系統(tǒng)對基站天線的性能提出了更多更高的指標要求。比如在人口密集的城市,為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋,這就要求天線能改變垂直面波束傾角或水平面波束角度。而天線中實現(xiàn)饋電相差調(diào)整的裝置就是移相器,其性能又直接影響到電調(diào)天線性能。因此,研究用于基站天線的移相器,具有重大意義。本文主要設(shè)計了兩種小型化移相器:一出七微帶扇形移相器和一出五滑動空氣帶狀線移相器。首先總結(jié)了各類移相器的發(fā)展歷程,并分析對比現(xiàn)有移相器的優(yōu)劣。選取了合適的方案作為本文的設(shè)計,探究了移相器的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)。通過計算微帶扇形移相器的弧形線路長度和滑動空氣帶狀線移相器的等效帶狀線長度,概述了移相模塊、功分模塊的設(shè)計及阻抗匹配,最主要的是,兩種移相器均采用慢波結(jié)構(gòu),微帶扇形移相器分饋線路中的弧形線路采用波形結(jié)構(gòu),因此在相同的尺寸下移相量更大,而使用波形結(jié)構(gòu)也更加容易匹配,使移相器更方便地進行移相操作,同時也方便了調(diào)節(jié)天線波束的下傾角�；瑒涌諝鈳罹�移相器的移相段包括依次連接的多個折疊子結(jié)構(gòu),形成慢波結(jié)構(gòu),實質(zhì)增加了移相段用于饋電的長度,能夠在相同... 

【文章來源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１基站電調(diào)天線

碩士學(xué)位論文??ＭＡＳＴＩ＇Ｒ?ＳＴｉｌｌ?ＳＩＳ??第２章移相器原理與關(guān)鍵技術(shù)??２．１移相器原理??２．１．１電調(diào)天線基本原理??（１）陣列天線??如圖２－１所示，基站天線由饋電網(wǎng)絡(luò)與陣列單元組成，而陣列天線的輻射方向??圖［２２］取決于：陣列單元個數(shù)和間距、各單元的幅相，這也決定了陣列天線的主瓣、??旁瓣、增益等特性［２３］。??Ｓ＼??｜?Ｉ?＼?ｉ???＼?ｉ?ｄ?丨?丨?／???？?Ｍ?？?ｉ??丨、’?＿元??圖２－１基站電調(diào)天線?圖２－２陣列天線平面模型??如圖２－２所示，在ＸＯＹ面放置天線陣列，每個單元饋一定幅度相位的電流，假??如天線波束傾角為０，各個輻射單元的電磁波在等相面上同相疊加，則兩路相鄰的??信號波程差［２４］為ｄ?？?ｓｉｎ０，那么兩個轄射單元相鄰的饋電相位差為：??ｄ（ｆ）?＝?ｋｄｓｉｎｄ?（２－１）??其中，ｄ為陣列單元間距，ｋ為波數(shù)。??假設(shè)第ｉ個輻射單元的電流為／，叫，它位于坐標遠原點時對應(yīng)的陣方向圖為??／（０，０），則合成的陣列方向圖為：??？Ｆ（０，少）＝２ｔｉ／ｉ?（沒，０）?？八．［／Ａ］?？?—?Ｉ）ｆｅｄｓｉｎ０ｓｉｎ０］?（２－２）??由式（２－２）知，盡管各個輻射單元的陣方向圖／ｉ（０，０）不一樣，但同時為陣列方??向圖優(yōu)化提供了更多的自由度，在實際應(yīng)用中，可以通過優(yōu)化／＃＜＾的幅度相位來獲??得較高的增益和更好的副瓣。??７??

／ｊ＃ｙ＼?Ｍ士學(xué)位倫文??ＭＡＳＴＩ．Ｒ?Ｓ１１Ｕ：Ｓ１Ｓ??（２）波束掃描??相位掃描原理［２５］可解釋為：如圖２－３所示，Ｎ個單元陣列間距為ｄ，當所有單元??相位呈等相分布時，天線主波束為法線方向。如圖２－４所示，當每個單元相位呈相??差＜／＞時，主波束為若改變０值，主波束０。也會隨之改變。??最大下傾角與相鄰輻射單元的相位差的關(guān)系式：??０?＝?（２－３）??其中；Ｉ是天線的波長，ｄ為天線振子單元的間距。??電調(diào)天線的移相器可以通過連續(xù)改變饋電相位差０，從而實現(xiàn)對陣列天線下傾??角０。的波束掃描。??１?１?Ｉ?４?勺一＇＊??卜ｄ—?｜ｙ?，?Ｉｎ??ｙ?ｙ?Ｙ?丫天線單元??Ｑ?天??圖２－３陣列天線波束賦形原理圖?圖２－４電調(diào)天線波束下傾圖??（３）波束賦形??波束賦形是為了適應(yīng)特定的應(yīng)用需求，針對天線方向圖的賦形技術(shù)。在通信領(lǐng)??域，常用的賦形方法是上旁瓣抑制和下零點填充，即減少鄰區(qū)干擾和塔下盲區(qū)。如??圖２－５所示。賦形決定了天線的方向性系數(shù)損失及副瓣。??目前最常用的方法：１、各單元的饋電幅度和相位同時動態(tài)調(diào)整；２、饋電幅度??一定的情況下，饋電相位動態(tài)調(diào)整。在目前的通信領(lǐng)域，主要采用第二種方式。??８??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]5G移動通信系統(tǒng)發(fā)展綜述[J]. 劉雪飛.  衛(wèi)星電視與寬帶多媒體. 2019(08)
[2]基于現(xiàn)代學(xué)徒制的天線制作課程建設(shè)與實踐[J]. 劉雪燕.  電腦知識與技術(shù). 2019(09)
[3]基于遺傳算法的賦形天線陣列優(yōu)化設(shè)計[J]. 賀怡,蔡明波,武哲.  微波學(xué)報. 2016(S1)
[4]周期性慢波結(jié)構(gòu)的微帶線威爾金森功分器[J]. 林俊明,鄭耀華,章國豪.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2017(02)
[5]基于周期性加載慢波結(jié)構(gòu)的雙頻Wilkinson功分器的設(shè)計[J]. 林俊明,鄭耀華,張志浩,章國豪.  微波學(xué)報. 2016(02)
[6]一種GSM多波束天線的研究[J]. 王輝.  科技展望. 2015(20)
[7]一種用于TD-LTE電調(diào)智能天線的寬頻移相器[J]. 張曉,薛鋒章.  重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(03)
[8]新型三等分Wilkinson功分器在高效率功放中的應(yīng)用[J]. 陳慰,陶學(xué)敏,趙娜.  電訊技術(shù). 2011(08)
[9]V形微帶曲折線慢波結(jié)構(gòu)高頻特性的仿真分析[J]. 陳常婷.  南昌航空大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)
[10]微帶型曲折線慢波結(jié)構(gòu)的研究[J]. 彭自安.  電子學(xué)報. 1983(04)

博士論文
[1]鈦酸鍶鋇非線性介質(zhì)薄膜的高介電調(diào)諧率和低介電損耗的研究[D]. 彭東文.上海大學(xué) 2005

碩士論文
[1]面向5G密集網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)算法研究[D]. 黃晨.重慶郵電大學(xué) 2016
[2]應(yīng)用于基站天線的寬頻移相器研究與設(shè)計[D]. 張曉.華南理工大學(xué) 2014
[3]PCIE2.0高速串行總線信號完整性分析[D]. 田天.內(nèi)蒙古大學(xué) 2014
[4]新型波束掃描漏波天線研究[D]. 段劍潔.北京交通大學(xué) 2015
[5]寬阻帶微帶低通濾波器的設(shè)計與研究[D]. 呂緒敬.電子科技大學(xué) 2013
[6]應(yīng)用于基站電調(diào)天線的多端口移相器設(shè)計[D]. 吳緒鎮(zhèn).華南理工大學(xué) 2012
[7]微波不連續(xù)性問題的研究與數(shù)據(jù)庫的開發(fā)[D]. 張瑞.合肥工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：3222053