本文選題：基站天線　切入點：寬帶天線　出處：《中國科學技術大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：在現(xiàn)代移動通信基站系統(tǒng)中,為兼顧寬工作帶寬和廣覆蓋范圍的需求,寬帶寬波束天線被廣泛使用。由于基站中常用定向偶極子天線作為輻射單元,所以本論文改進了三種偶極子天線,在寬帶內(nèi)穩(wěn)定提升了它們的波束寬度。在30%以上的相對帶寬下,維持其波束寬度的變化范圍不超過10°。對于電磁偶極子天線,利用下傾天線兩臂與反射板內(nèi)傾側壁相結合來提升E面波束寬度。為改善波束寬度的帶內(nèi)穩(wěn)定性,將輻射結構拆分為對稱的多個分支。測試結果表明,在1.9～2.7GHz頻段內(nèi),天線E面波束寬度被穩(wěn)定展寬到95°～102°,H面波束寬度被穩(wěn)定展寬到98°～104°。在陣列天線設計中,通過適當調(diào)整兩臂下傾角度和側壁內(nèi)傾角度,繼續(xù)保持了穩(wěn)定的寬波束輻射特性。對于平面偶極子天線,設計了頂部加載平面結構的金屬柱,作為寄生單元加載于天線反射板上,展寬了 E面和H面波束寬度。為分析其諧振特性,對加載寄生單元的天線提出了等效電路模型,并對模型進行了參數(shù)提取,對比仿真結果驗證了正確性。然后采用多金屬柱組合提升了天線的方向圖帶寬,測試結果表明,在2～2.7GHz頻段內(nèi),天線E面波束寬度被穩(wěn)定展寬到95°～103°,H面波束寬度被穩(wěn)定展寬到96°～103°。在陣列天線設計中,由于陣元互耦導致了寬波束輻射性能退化。通過重新設計寄生單元的結構,將陣列天線的水平面波束寬度再次穩(wěn)定展寬到98°左右。對于雙極化偶極子天線,沿用上述提出的寄生單元并采用對角加載方式,展寬了水平面波束寬度。在1.8～2.6GHz頻段內(nèi),其波束寬度被穩(wěn)定展寬到85°～94°。在陣列天線設計中,通過引入金屬隔離墻體,將異極化端口隔離度提高到了 26dB。
[Abstract]:In modern mobile communication base station system, wideband wide-beam antenna is widely used in order to meet the requirement of wide bandwidth and wide coverage. In this paper, three kinds of dipole antennas are improved, and their beamwidths are improved stably in broadband. At relative bandwidth above 30%, the variation range of beamwidth is not more than 10 擄. For electromagnetic dipole antennas, In order to improve the in-band stability of the beam width, the radiation structure is divided into symmetrical branches by combining the two arms of the downdip antenna with the inner tilting wall of the reflector. The experimental results show that the radiation structure is in the frequency range of 1.9 ~ 2.7GHz. The E plane beam width of the antenna has been steadily widened to 95 擄/ 102 擄/ H plane beam width to 98 擄/ 104 擄. In the design of the antenna array, the downward tilt angle of both arms and the inward angle of the sidewall are adjusted appropriately. For a planar dipole antenna, a metal column with a top loading plane structure is designed to be loaded on the reflector as a parasitic element. The beam width of E plane and H plane is broadened. In order to analyze its resonance characteristics, an equivalent circuit model is proposed for the antenna loaded with parasitic elements, and the parameters of the model are extracted. The correctness of the antenna is verified by comparing the simulation results. Then, the pattern bandwidth of the antenna is enhanced by the combination of polymetallic columns. The test results show that, in the frequency band of 2 ~ 2.7GHz, The E plane beam width of the antenna has been steadily broadened to 95 擄/ 103 擄/ H plane beam width to 96 擄/ 103 擄. In the design of antenna array, the radiation performance of the wide beam beam is degraded due to the mutual coupling of array elements. By redesigning the structure of parasitic elements, The horizontal plane beam width of the array antenna is extended steadily to about 98 擄again. For the dual-polarization dipole antenna, the parasitic element proposed above and diagonal loading method are used to widen the horizontal plane beam width. In the frequency band of 1.8m 2.6GHz, The beam width has been steadily widened to 85 擄~ 94 擄. In the design of array antenna, the isolation degree of different polarization ports is increased to 26 dB by introducing metal isolation wall.
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN821.4

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本文編號：1587147