移动通信系统中3G基站天线设计

随着移动通信技术的飞速发展,人们对移动通信服务质量的要求越来越高。由于移动终端天线受到重量、成本、体积等诸多因素的制约,提高系统的通信质量主要靠基站天线来完成。3G基站天线不同于传统定向基站天线,系统不仅要求其工作带宽达到460MHz,而且要求其达到双极化,高增益、高隔离度等指标。同时,3G基站天线作为移动通信系统中的关键部件,其性能的好坏直接影响着移动通信指标的优劣。因此,对3G基站天线的研究具有极其重要的意义。为此,本文首先设计了一款新型的±45°双极化基站天线辐射单元。利用专业电磁场仿真软件HFSS对该天线的性能进行了仿真,并对阵列单元的结构进行了优化,得出天线辐射单元的最佳结构尺寸。接着,以该辐射单元为阵元,分别仿真分析了四阵元、八阵元平面阵列和二阵元、四阵元、八阵元直线阵列,通过对仿真结果分析,发现相同阵元情况下,直线阵列相对于平面阵列而言,性能更加良好。最后,设计了一款±45°双极化基站天线,该天线由4个±45°双极化基站单元按线性排列,阵列单元的间距为135mm,天线带宽为171OMHz-2170MHz,驻波比VSWR<=1.5,水平波瓣宽度65°,垂直波瓣宽度24°,增益为15.049dB。最后加工测试二阵元、四阵元直线阵列天线,它们的输入阻抗、驻波特性(回波损耗)、隔离度、增益、辐射方向图、前后比等基本满足设计要求。