【摘 要】
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从第三代移动通信(3G)以来,接入移动通信网络的终端数量迅速增长,人们对移动通信数据业务(流量业务)的需求也越来越高,这使得移动通信运营商不得不重视无线网络容量的问题。在一些基数站量已经很多的大型城市或社区,站址资源已经非常紧张,使用传统的小区分裂进行扩容的方式已经越来越难。多波束天线是将传统的宽角度扇区覆盖,切换成多个高增益窄波束进行覆盖,对每个独立窄波束覆盖的区域配置不同的载波,从而实现系统容
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从第三代移动通信(3G)以来,接入移动通信网络的终端数量迅速增长,人们对移动通信数据业务(流量业务)的需求也越来越高,这使得移动通信运营商不得不重视无线网络容量的问题。在一些基数站量已经很多的大型城市或社区,站址资源已经非常紧张,使用传统的小区分裂进行扩容的方式已经越来越难。多波束天线是将传统的宽角度扇区覆盖,切换成多个高增益窄波束进行覆盖,对每个独立窄波束覆盖的区域配置不同的载波,从而实现系统容量的提升。这种扩容方式无需重新选择站址,配置方法简单,已经越来越受运营商的青睐。本论文的主要工作是研究和设计低成本实现方式的多波束基站天线,对全文总结如下:1)对Butler矩阵的核心组成部件进行深入研究,提出了一款基于单层介质结构实现的微带小型化交叉结电路,可以实现宽频段(0.5~6GHz)电路交叉功能。实物测试显示端口的输入反射系数在-18.4d B以下,各端口隔离度在-30d B以下,直通端口相位偏差小于3°。2)针对传统Butler矩阵无法实现0°方位角的波束,设计了一款3×5 Butler矩阵,并对其输出进行幅度加权设计,仿真及实测的电路特性吻合性较好,满足低副瓣的3波束天线馈电需要。3)改进了一款4波束天线的馈电网络,由4×8改为了4×6的矩阵网络,实现了较好的低副瓣电平,同时减少了阵列的规格,改善了相邻波束间的交叉电平,仿真及实测的电路特性吻合性较好,满足低副瓣的4波束天线馈电需要。4)设计了一款工作频段在3.2~3.8GHz的低剖面辐射单元,并用其设计了一款3波束天线和一款4波束天线,实测的结果取得了与设计预期较好的吻合性。
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