多频基站天线的研究与设计

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1、硕士学位论文多频基站天线的研究与设计作者姓名余江工程领域通信与信息系统指导教师薛锋章研究员所在学院电子与信息学院论文日期2018年4月Designandstudyofmulti-frequencybasestationantennaADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YuJiangSupervisor：Prof.XueFengzhangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN828.6学

2、校代号：10561学号：201520109062华南理工大学硕士学位论文多频基站天线的研究与设计作者姓名：余江指导教师姓名、职称：薛锋章研究员申请学位级别：工学硕士学科专业名称：通信与信息系统研究方向：移动通信天线论文提交日期：2018年4月10日论文答辩日期：2018年6月4日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：冯穗力教授委员：张平教授、薛锋章研究员、黄昭文高级工程师、柯峰副教授摘要移动通信技术在持续地飞速发展，移动通信网络也在持续地升级换代。基站天线作为移动通信网络的关键设备，其性能

3、指标和实用功能也在持续地改进提高。目前，4G（第四代移动通信系统）已经广泛应用，5G也在研究和测试之中，同时2G和3G仍在继续使用，多制式系统的共存未来还将长期持续。多频基站天线使得单个天线罩内的多个天线阵列可以工作于多个频段并同时支持多种制式的网络，从而减少了网络中的天线总数，降低了建站成本，缓解了天面站址资源矛盾。同时，移动通信系统新的工作频段还在涌现，研发与设计支持新频段的多频基站天线以满足网络的新需求，这是必然的发展趋势。基于上述应用背景，本文研究与设计了一种支持新频段的多频基站天线，旨在为实际的移动通信网络提

4、供创新应用。本文研究的多频基站天线是一种五频十端口天线，该多频天线包含了五个阵列，分别是：一个698MHz-960MHz的低频段天线阵列；两个1710MHz-2690MHz的高频段天线阵列（文中称为第一高频段天线阵列）和两个1450MHz-2400MHz的高频段天线阵列（文中称为第二高频段天线阵列），并且每个天线阵列都采用了±45°双极化天线技术，达成具有十个独立端口的多频天线。首先，本文研究了多频基站天线的性能指标要求，总结出多频基站天线的两种组阵实现方案，并分别进行了仿真分析。由于引入的第二高频段是全新频段，所以对

5、第二高频辐射单元进行了仿真设计和优化，获得了较好的驻波性能。其次，本文对两种组阵方案的天线阵列进行了仿真分析，并优选出肩并肩组阵方案。随后，对多频基站天线的各频段天线阵列进行了方向图波束赋形设计，得到了良好的垂直面方向图性能。最后，本文完成了实际天线的加工制作，并对其进行了系统的测量。天线样机的测量结果表明，各频段天线阵列的电路参数指标良好，辐射参数指标在总体上基本满足实际应用要求。由于所设计的多频基站天线不仅频带宽、支持现有多频段通信，而且还支持新的工作频段，因此在天线总体指标达到要求的基础上，具有良好的实际应用价值

6、。关键字：多频基站天线；肩并肩组阵；嵌套组阵；新频段IAbstractWiththerapiddevelopmentofmobilecommunicationtechnology,themobilecommunicationnetworkisupgradingcontinuously.Asthekeyequipmentofmobilecommunicationnetwork,theperformanceandpracticalfunctionsofbasestationantennashouldbeimprovedco

7、ntinuously.Now,4G(thefourthgenerationmobilecommunicationsystem)hasbeenwidelyapplied,and5Gisalsoresearchingandtesting.Meanwhile,2Gand3Garestillusing,sothecoexistenceofmulti-standardsystemswillcontinueforalongtimeinthefuture.Themulti-frequencybasestationantennaall

8、owsmultipleantennaarraystoworkonmultiplebands,whichareplacedinasingleradome,andthemulti-frequencybasestationantennasupportsmulti-standardnetworks,sothemulti-frequency