基站天線波束賦形及其應用研究.pdf

1、我國第三代移動通信技術（3G）的大規(guī)模商用以及第四代移通信技術（4G）的試商用，對基站天線的性能提出了越來越嚴苛的要求。傳統(tǒng)的全向天線和集束天線日益不能滿足基站天線高速率、高質量傳輸數據的要求，因而陣列天線在基站天線中的應用得到了極大重視，陣列天線以其增益高、輻射方向性強、方向圖易成形、抗干擾能力強等優(yōu)點已經成為天線設計領域的熱點。作為陣列天線的關鍵技術之一，陣列的波束賦形設計顯得尤為重要。本文研究了用于移動通信的基站陣列天線的波束賦形

2、問題，主要工作包括以下幾個方面：
　　1.研究了傳統(tǒng)的方向圖綜合方法和常用的幾種用于方向圖綜合的優(yōu)化算法，重點闡述了螢火蟲算法（FA）的原理，并將方向圖賦形問題視為目標函數的優(yōu)化問題，合理構造目標函數，最終實現(xiàn)了一種基于螢火蟲算法的陣列方向圖賦形算法。
　　2.設計了一款用于移動通信基站天線陣列波束賦形的優(yōu)化軟件，該軟件核心優(yōu)化模塊采用螢火蟲算法。本文使用該軟件對基站天線所要求的各種特殊波束進行了設計實現(xiàn)，包括窄波束、寬波束

3、、馬鞍形波束、水平傾斜波束、垂直下傾波束的設計與實現(xiàn)，并完成了零點填充、旁瓣抑制等方向圖優(yōu)化任務。
　　3.設計了一個16單元的寬帶平面偶極子天線陣列，并在HFSS平臺上進行了仿真計算。利用本文設計的波束賦形算法優(yōu)化得出的饋電權值，在HFSS平臺上進行了模型仿真。經過對比從軟件和HFSS中輸出的方向圖結果，我們驗證了本文設計的賦形軟件的有效性和準確性。該陣列的陣元輻射貼片采用對折偶極子結構，雙臂采用耦合饋電方式，端口用50歐姆同軸