文档介绍：西安电子科技大学
博士学位论文
移动通信系统中天线的分析与设计
姓名:苏道一
申请学位级别:博士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:傅德民
20080401
摘要天线是移动通信系统的关键硬件设备之一。随着移动通信技术的飞速发展,系统的复杂度越来越高,对天线也提出新的要求与挑战,因此对移动通信系统中天线的分析与设计是一个既有理论意义又有工程意义的课题。目前移动通信系统中的天线主要包括基站天线、终端天线与微波传输天线三种形式。本文首先设计了基站天线的基本单元,研究了如基站天线这类复杂结构阵列天线的快速分析方法,为基站天线的快速分析提供了途径;给出了通过粒子群优化算法与上述快速分析方法的混合方法来优化天线的波束形状,使波束赋形得以在全角域进行;给出了疓疍设计终端天线的混合方法,并设计了应用于疻频带的终端天线;推导了旋转体矩量法矩阵方程,并应用到小口径短焦距的微波传输反射面天线设计当中。本文的主要成果包括以下几个方面:杓屏擞τ糜诘苯褚贫ㄐ畔低持械幕咎煜叩ピ#紫炔捎镁亓糠ǚ治了带有限大反射板的基站天线基本单元,包括±ḿɑ掌橹蔐型探针耦合馈电结构的微带天线,±ḿɑ疺形对称振子和±ḿɑ⌒味猿普褡拥板状振子型天线。这些天线单元的带宽较宽,结构紧凑,已经应用到实际的移动通信系统中,是基站天线设计的基础。芯苛艘恢挚焖俜治龌咎煜叩男路椒ǎ梅椒ㄊ紫劝阉扑愕哪P头挚椋并对每一块进行三角面元网络划分,依次求出每一块上噶炕南咝叠加而获得的基函数,称为综合函数。应用这一基函数在整个模型上求解,只需要很少的基函数和未知量就可以得到精确解,使所要求的存储空间和计算时间大大减少。该方法不仅仅适合分析电尺寸较大、结构较复杂的基站天线,对其他电大平台上的天线和复杂阵列结构均可应用。攵砸贫ㄐ磐缰械男藕拧懊で奔跋嗔诨咎煜咧涞母扇盼侍猓基站天线垂直面波束进行赋形,将粒子群优化算法涂焖俜治龇椒ㄏ嘟岷希应用到ピ!ピ:。糯惴ㄓ刖亓糠ㄏ嘟岷希杓屏诵滦偷闹斩颂煜撸挥呕讨校4量调用矩量法分析,而矩量法的很大一部分计算工作是计算卣蟮木卣笤K兀因此,如果按常规处理,计算量很大。本文采用直接卣蟛僮椒ǎ恍枰淮瓮暾腪矩阵计算。在天线优化前,首先选择天线的原始结构计算其卣螅镁卣蟪莆D竄矩阵,所得到的新结构
法。频剂诵L寰亓糠ǖ木卣蠓匠蹋⒂τ玫浇饩隹诰督闲⒔咕嘟隙痰陌状反射面天线的分析问题中。由于采用了矩量法来分析该问题,把馈源和反射面作为一体,考虑了两者的耦合,使分析结果更加准确。解决了微波传输天线设计中的关键性问题,首先给出了相位中心的概念,并把相位中心的计算应用到环焦馈源上,其次给出了具有自支撑结构的后馈馈源和小焦径比的“深锅结构”的准抛物面主反射面结构,最后给出了改善前后比的措旌。关键词:基站天线终端天线微波传输天线移动通信矩量法综合函数法波束赋形遗传算法粒子群算法旋转体矩量法的卣罂梢约虻サ卮幽竄矩阵去掉相应的行和列而得到,不用再重复进行阵元素计算。实践证明,玀/旌戏椒ㄊ欠浅S行У奶煜哂呕杓品
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本人签名::煮导师签名:遥:丝型关于论文使用授权的说明日期型:独创性声明本人签名:本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩影或其他复制手段保存论文。本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
第一章绪论弟一早三百§研究背景和意义国内外的发展及其现状;阐述了基站天线的实现形式,重点介绍了基站天线基本法方面的发展,重点介绍了综合函教展开法在分析复杂阵列天线中的应用;介绍中的微波传输天线,本文根据微波传输天线本身轴对称这一结构特点,采用了旋的基站天线【糜谝贫斩俗酉低持械闹斩颂煜摺亢陀糜谖尴叽湎低车摘要:本章阐述了论文有关课题的研究背景和意义,系统回顾了论文有关课题在单元的优化设计方法和阵列天线的赋形方法;介绍了国内外基于矩量法的快速算了采用矩量法和遗传算法相结合的终端天线的设计方法;为了分析移动通信系统转体的矩量法作为该类天线的分析方法;最后介绍了本文的研究内容以及作者的主要工作。移动通信产业是当今世界发展最快、最富