移動(dòng)通信系統(tǒng)中的天線研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)越來越復(fù)雜，對天線性能的要求越來越高，因此對移動(dòng)通信系統(tǒng)中天線的研究是一個(gè)有重大理論意義和工程意義的課題。本論文結(jié)合國防預(yù)研項(xiàng)目“×××智能天線和零位天線關(guān)鍵技術(shù)研究”以及信息產(chǎn)業(yè)部項(xiàng)目“TD-SCDMA智能天線系統(tǒng)的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”，對移動(dòng)通信系統(tǒng)中的天線、智能天線技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。作者的主要工作和創(chuàng)造性成果可概括如下： 1．由矩量矩陣出發(fā)，采用電壓源饋電模型，提出矩量法中關(guān)于本征激勵(lì)模型的新

2、定義：即陣列中一個(gè)單元激勵(lì)，而其它單元均短路。此外還采用本征激勵(lì)法把其它基于陣因子的綜合方法得出的陣列口徑電流激勵(lì)系數(shù)轉(zhuǎn)化為電壓激勵(lì)系數(shù)，該系數(shù)可以作為電壓系數(shù)直接作用于有耦合的直線陣列，并在有耦合的陣列上形成與理想陣列一致的方向圖。該方法可用于復(fù)雜陣列的優(yōu)化中，因?yàn)樵趦?yōu)化過程中可以大大減少精確的電磁場分析次數(shù)，因此可減少復(fù)雜陣列綜合的時(shí)間。最后給出的算例驗(yàn)證了思路的正確性。 2．研究了蜂窩移動(dòng)通信中基站天線的水平面扇形波束賦形

3、以及垂直面余割賦形綜合技術(shù)。采用矩量法對天線模型進(jìn)行分析，并采用遺傳算法對陣列的結(jié)構(gòu)、各陣元位置及激勵(lì)相位等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。通過這兩種方法的結(jié)合應(yīng)用，綜合出了期望的方向圖。根據(jù)分析結(jié)論制作出了天線實(shí)物，天線的測試結(jié)果與理論結(jié)果吻合很好，相關(guān)設(shè)計(jì)方案已經(jīng)在實(shí)際基站中得到應(yīng)用。 3．將遺傳算法應(yīng)用于TD-SCDMA智能天線系統(tǒng)中的前端陣列設(shè)計(jì)，并給出平面陣設(shè)計(jì)實(shí)例，其中包括陣列方向圖仿真、單元損壞分析、陣列單元設(shè)計(jì)、陣列饋電網(wǎng)絡(luò)匹配

4、設(shè)計(jì)以及天線罩對天線方向圖影響分析等方面。設(shè)計(jì)出的智能天線陣列可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)波束和掃描波束兩種工作狀態(tài)，該結(jié)果目前已經(jīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)工程試驗(yàn)中，具有較好的工程意義。 4．研究了圓形智能天線系統(tǒng)前端接收天線陣列中的耦合問題。針對圓形陣列中單元間相互耦合作用引起單元水平面方向圖的畸變這一問題，分析了未激勵(lì)單元的互耦作用以及這些單元端接電纜的加載作用對激勵(lì)單元陣中方向圖的影響。依據(jù)多端口理論，把研究的結(jié)構(gòu)等效為多端口網(wǎng)絡(luò)，提出