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概念的发展。在七十年代的移动通信系统中,由于用户少,较少的载频和少量的基站即可覆盖一个城市的移动通信需求,采用了全向天线或角形反射器天线。随着经济发展,移动终端需求量的急剧增加,旧的基站已不能满足需求,尤其数字蜂窝技术的发展,基站配置需要新型天线,以改善市区的多路径衰落、区域分配和多信道联接网络的频率复用。平板式天线由于其剖面低、结构轻巧、便于安装、电性能优越等优点被广泛应用于GSM数字蜂窝系统。在80年代中期至90年代中后期,大多采用单极化VP天线,而一个扇区需用3副天线如图(2),一个小区通常划分为三个扇区,因此一个小区要用9副天线,天线数目
f太多给基站建设、安装带来困难,安装费用居高不下,有的站点根本无法安装分集接收天线,即使安装了也无法得到最佳分集接收增益。因此,双极化天线技术应运而生。如图(3)。
随着信道的增加和新建基站,蜂窝网络必须调整和优化,需要更新型的基站天线满足这一要求,如自适应控制天线、智能化天线,但在本章节中不将涉及这类天线的设计规范。
13基站天线设计概念
随着移动通信用户的增加,当系统的容量达到极限时,分配给移动通信的频率逐渐由30MHz提高到50MHz、150MHz、250MHz、450MHz、800MHz和1800MHz。频率的变化相应的也使天线的设计方法有所变化。在任何特定设计中,只有一些目标是可以实现的,必须把多种情况作为独立的整体来对待。但是有些要求总是必须考虑的因素。例如,容易操作控制和最好使用且易获得的新材料,直接关系到产品的外观和生产,在某种意义上讲也关系到产品的销售量。当然,产品首先必须满足通信性能的要求。
天线设计主要依靠一些著名的数学方法和计算机辅助设计(CAD)。最新的方法是有限差分时域法FDTD,这种方法允许辐射结构为任意形状并由多层不同材料构成。对于基站天线,通常分为定向天线和全向天线,在HF,VHF频段的基站天线及UHF频段的全向天线均属线型结构天线,通常用矩量法分析设计;UHF以上的定向天线大多采用线形振子或贴层激励的平板式结构,可以用矩量法和几何绕射理论GTD混合法分析计算,但实际上这类平板型天线完全可以用HP和A
soft公司推出的HFSS软件仿真。借助于设计经验或简单理论分析,HFSS很容易求得这类天线的单元电气特性,利用天线原理的组阵方法可以推得最佳设计结果。
基站天线属于一种开放式场效应辐射装置,它所包含的场分析及数值分析极其复杂,因此作为应用程序,不能一味去追求理论分析,否则将会占r
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