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基站天线方向图波束最佳覆盖研究

作　者: 朱俊杰
导　师: 薛锋章; 冼剑明
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 基站天线方向图 HFSS 最佳覆盖
分类号: TN828.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

基站天线是移动通信网络的关键部件，它不仅提供了移动台和基站之间的物理链接，同时也是频率复用、分集接收、优化覆盖等移动通信技术应用中的重要设备。相应地，各种应用技术对基站天线的性能也提出了严格的性能要求。在移动通信系统中，信号覆盖的效果是衡量这个系统的重要指标。移动通信环境十分复杂，在传播的过程中受到各种损耗干扰。为了满足不同的场景需求，对基站天线的方向图波束进行优化设计，对于移动通信信号的最佳覆盖进行研究具有重要意义。在本文中，我们主要探讨影响网络覆盖的各种因素，对天线参数进行调整，以达到最佳的覆盖效果。本文在介绍了移动通信基站天线的原理和基本性能要求的基础上主要研究方向包括三个方面：首先，针对方位覆盖的基站天线水平面方向图，分析工程中方向图测量时引入的极化偏斜误差，从理论和仿真中得出针对各种具体场景的最佳水平面波束宽度值，并与实际工程经验值进行比较，得出在城区环境下的基站天线的半功率波束宽度应调整为66.5度。而农村地区环境下的基站天线的半功率波束宽度应调整为87.3度；其次，分析双极化天线中，由于交叉极化功率的引入，对于基站天线水平面波束宽度的影响，并得出交叉极化比为15dB时的数据与实际测试值最为接近分别为63.5度和83.95度；第三，针对距离覆盖的天线垂直面方向图，分析各种不同增益天线在覆盖范围内的覆盖均匀性和覆盖强度的情况，在此基础上，针对各种不同的实际场景，与水平面波束宽度进行相互优化，得到天线各个参数都需要根据工作环境进行合理的设置才能得到最佳覆盖的效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 移动通信发展现状  9
  1.2 基站天线在移动通信中的重要意义  9-10
  1.3 基站天线优化覆盖研究的现状和背景  10-13
  1.4 本文的主要工作和内容安排  13-15
第二章移动通信基站天线的基本原理及性能要求  15-28
  2.1 基站天线的辐射原理  15-16
  2.2 天线的基本参数  16-20
    2.2.1 天线的辐射参数  16-19
    2.2.2 天线的电路参数  19-20
  2.3 阵列天线基础  20-23
  2.4 垂直面波束赋形基础  23-27
    2.4.1 波束下倾  24-26
    2.4.2 波束赋形  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章考虑极化偏斜的水平面波束宽度优化  28-46
  3.1 蜂窝移动通信系统  28-29
  3.2 自由空间电波传播  29-31
  3.3 基站天线的水平面波束宽度  31-33
  3.4 天线辐射方向图  33-37
    3.4.1 方向图的表示法和重要参数  33-34
    3.4.2 方向图测试方法  34-37
    3.4.3 基站天线辐射方向图的要求  37
  3.5 两种环境下的仿真分析  37-40
  3.6 极化偏斜误差对水平面波束宽度的修正  40-45
  3.7 本章小结  45-46
第四章考虑交叉极化的水平面波束宽度优化  46-53
  4.1 分集接收技术  46-47
    4.1.1 空间分集技术  46
    4.1.2 极化分集技术  46-47
  4.2 交叉极化比对天线的影响  47-52
    4.2.1 交叉极化  47-48
    4.2.2 交叉极化比对总功率的影响  48-52
  4.3 本章小结  52-53
第五章基站天线方向图波束最佳覆盖研究  53-69
  5.1 天线增益及垂直面下倾角的相互优化  54-57
  5.2 覆盖范围大小与波束下倾角的相互优化  57-60
  5.3 安装天线的机械下倾角及电调下倾角的选择  60-63
  5.4 天线安装高度与波束下倾角的相互优化  63-66
  5.5 交叉极化比对小区覆盖效果的影响  66-68
  5.6 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-73
攻读硕士学位期间取得的研究成果  73-74
致谢  74-75
附件  75

基站天线方向图波束最佳覆盖研究

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