移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)覆蓋在很大程度上取決于基站天線的性能,這直接影響著我們的通信體驗(yàn)。如今的移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)基站天線的性能提出了更多更高的指標(biāo)要求。比如在人口密集的城市,為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋,這就要求天線能改變垂直面波束傾角或水平面波束角度。而天線中實(shí)現(xiàn)饋電相差調(diào)整的裝置就是移相器,其性能又直接影響到電調(diào)天線性能。因此,研究用于基站天線的移相器,具有重大意義。本文主要設(shè)計(jì)了兩種小型化移相器:一出七微帶扇形移相器和一出五滑動(dòng)空氣帶狀線移相器。首先總結(jié)了各類移相器的發(fā)展歷程,并分析對(duì)比現(xiàn)有移相器的優(yōu)劣。選取了合適的方案作為本文的設(shè)計(jì),探究了移相器的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)。通過計(jì)算微帶扇形移相器的弧形線路長(zhǎng)度和滑動(dòng)空氣帶狀線移相器的等效帶狀線長(zhǎng)度,概述了移相模塊、功分模塊的設(shè)計(jì)及阻抗匹配,最主要的是,兩種移相器均采用慢波結(jié)構(gòu),微帶扇形移相器分饋線路中的弧形線路采用波形結(jié)構(gòu),因此在相同的尺寸下移相量更大,而使用波形結(jié)構(gòu)也更加容易匹配,使移相器更方便地進(jìn)行移相操作,同時(shí)也方便了調(diào)節(jié)天線波束的下傾角�；瑒�(dòng)空氣帶狀線移相器的移相段包括依次連接的多個(gè)折疊子結(jié)構(gòu),形成慢波結(jié)構(gòu),實(shí)質(zhì)增加了移相段用于饋電的長(zhǎng)度,能夠在相同... 

【文章來源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１基站電調(diào)天線

碩士學(xué)位論文??ＭＡＳＴＩ＇Ｒ?ＳＴｉｌｌ?ＳＩＳ??第２章移相器原理與關(guān)鍵技術(shù)??２．１移相器原理??２．１．１電調(diào)天線基本原理??（１）陣列天線??如圖２－１所示，基站天線由饋電網(wǎng)絡(luò)與陣列單元組成，而陣列天線的輻射方向??圖［２２］取決于：陣列單元個(gè)數(shù)和間距、各單元的幅相，這也決定了陣列天線的主瓣、??旁瓣、增益等特性［２３］。??Ｓ＼??｜?Ｉ?＼?ｉ???＼?ｉ?ｄ?丨?丨?／???？?Ｍ?？?ｉ??丨、’?＿元??圖２－１基站電調(diào)天線?圖２－２陣列天線平面模型??如圖２－２所示，在ＸＯＹ面放置天線陣列，每個(gè)單元饋一定幅度相位的電流，假??如天線波束傾角為０，各個(gè)輻射單元的電磁波在等相面上同相疊加，則兩路相鄰的??信號(hào)波程差［２４］為ｄ?？?ｓｉｎ０，那么兩個(gè)轄射單元相鄰的饋電相位差為：??ｄ（ｆ）?＝?ｋｄｓｉｎｄ?（２－１）??其中，ｄ為陣列單元間距，ｋ為波數(shù)。??假設(shè)第ｉ個(gè)輻射單元的電流為／，叫，它位于坐標(biāo)遠(yuǎn)原點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的陣方向圖為??／（０，０），則合成的陣列方向圖為：??？Ｆ（０，少）＝２ｔｉ／ｉ?（沒，０）?？八．［／Ａ］?？?—?Ｉ）ｆｅｄｓｉｎ０ｓｉｎ０］?（２－２）??由式（２－２）知，盡管各個(gè)輻射單元的陣方向圖／ｉ（０，０）不一樣，但同時(shí)為陣列方??向圖優(yōu)化提供了更多的自由度，在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過優(yōu)化／＃＜＾的幅度相位來獲??得較高的增益和更好的副瓣。??７??

／ｊ＃ｙ＼?Ｍ士學(xué)位倫文??ＭＡＳＴＩ．Ｒ?Ｓ１１Ｕ：Ｓ１Ｓ??（２）波束掃描??相位掃描原理［２５］可解釋為：如圖２－３所示，Ｎ個(gè)單元陣列間距為ｄ，當(dāng)所有單元??相位呈等相分布時(shí)，天線主波束為法線方向。如圖２－４所示，當(dāng)每個(gè)單元相位呈相??差＜／＞時(shí)，主波束為若改變０值，主波束０。也會(huì)隨之改變。??最大下傾角與相鄰輻射單元的相位差的關(guān)系式：??０?＝?（２－３）??其中；Ｉ是天線的波長(zhǎng)，ｄ為天線振子單元的間距。??電調(diào)天線的移相器可以通過連續(xù)改變饋電相位差０，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)陣列天線下傾??角０。的波束掃描。??１?１?Ｉ?４?勺一＇＊??卜ｄ—?｜ｙ?，?Ｉｎ??ｙ?ｙ?Ｙ?丫天線單元??Ｑ?天??圖２－３陣列天線波束賦形原理圖?圖２－４電調(diào)天線波束下傾圖??（３）波束賦形??波束賦形是為了適應(yīng)特定的應(yīng)用需求，針對(duì)天線方向圖的賦形技術(shù)。在通信領(lǐng)??域，常用的賦形方法是上旁瓣抑制和下零點(diǎn)填充，即減少鄰區(qū)干擾和塔下盲區(qū)。如??圖２－５所示。賦形決定了天線的方向性系數(shù)損失及副瓣。??目前最常用的方法：１、各單元的饋電幅度和相位同時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整；２、饋電幅度??一定的情況下，饋電相位動(dòng)態(tài)調(diào)整。在目前的通信領(lǐng)域，主要采用第二種方式。??８??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3222053