高性能無線通信天線設(shè)計.pdf

1、無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展給天線提出了越來越高的要求，小型化、寬帶/多頻段天線已成為當前國內(nèi)外天線領(lǐng)域的重要研究課題管之一。本文緊密結(jié)合國家自然科學(xué)基金“高性能基站天線的全局優(yōu)化設(shè)計”和教育部優(yōu)秀青年教師資助計劃項目“有效的約束優(yōu)化進化算法及其在高性能天線設(shè)計中的應(yīng)用”等項目，著重研究了用于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的以小型化、寬帶/多頻段等為主要特征的高性能天線及其設(shè)計方法。所取得的主要成果如下： 1.深入研究了共面波導(dǎo)饋電的單極天線特性。

2、基于寬帶套簡單極子的設(shè)計思想，提出了一種新的共面波導(dǎo)饋電平面套筒單極天線結(jié)構(gòu)，該天線具有良好的寬頻帶特性(大于3個倍頻程)以及小而緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸，可用于當前和下一代室內(nèi)覆蓋的寬帶無線接入通信業(yè)務(wù)。 2.在平面倒L天線的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的不對稱T形單極天線，該天線結(jié)構(gòu)具有良好的雙頻帶特性。根據(jù)現(xiàn)代無線通信對天線的要求，以微帶饋電平面倒L天線為起點，設(shè)計了一系列通信天線，包括一種覆蓋2.4GHz頻段的WLAN天線，一種同時覆蓋

3、2.4/5GHz頻段的WLAN天線，以及一種同時滿足：DCS，PCS，UMTS，以及2.4/5GHzWLAN系統(tǒng)要求的多頻段天線，可用于移動通信終端設(shè)備或小型基站。 3.對粒子群優(yōu)化算法進行了深入的研究，針對標準粒子群優(yōu)化算法的一些缺陷，提出了一種改進的結(jié)合模式搜索的雙中心PSO算法，該算法有效解決了PSO算法重復(fù)計算過多和搜索精度不高等缺點，且有效地改善了算法收斂到全局最優(yōu)解的穩(wěn)健性。數(shù)值模擬結(jié)果和一個應(yīng)用實例充分說明了所提出

4、新算法的有效性。 4.針對基站天線的雙頻工作以及陣列波束賦形的設(shè)計目標，從天線的分析設(shè)計方法，到實際的反射板形狀，天線單元，垂直面的波束賦形設(shè)計等都作了深入的研究。建立了基站陣列天線的矩量法線柵分析模型，實驗驗證了分析方法的準確性和有效性。針對我國移動通信頻率，設(shè)計了一種滿足基站天線雙頻工作要求的最佳反射板形狀。還提出了基站陣列天線的耦合分析模型以及設(shè)計方法，建立了垂直面波束賦形設(shè)計的多目標全局優(yōu)化模型，給出了實現(xiàn)垂直面方向圖雙