论文总字数：33106字

摘 要

因为通讯技术的水平不断提升，人们对室内无线通信的要求越来越高。由于室内天线具有体积小，结构轻便，外形美观的特点，室内天线在移动通信中的占有率也不断提高。

我们设计了一款双极化挂壁式金属振子天线。本文首先学习了最简单的偶极子原理。然后学习了馈电巴伦的理论，了解到馈电巴伦的等效电路，以便于天线单元的仿真优化。我们又学习阻抗变换器原理，为馈电网络设计奠定基础。我们了解了镜像原理，让我们知道了反射地可以有效地提高增益。理解了所需要用到的原理后，我们设计了天线单元，包括了天线振子和馈电巴伦的设计，并且进行了参数优化与分析，给出了天线单元的仿真结果。对于天线阵列部分然后，我们先将4个天线单元排列成正方形，平行的2个天线为一组天线，一组天线用于实现斜极化，另一组用于实现斜极化。之后，我们进行了馈电网络部分的设计，并且进行了参数优化与分析，给出了天线阵列的分析结果。

本课题工作频段为5.15GHz~5.825GHz，带内驻波比VSWR。

关键词：室内分布式天线 双极化 挂壁式

A BASED ON 5G DUAL POLARIZED DIPOLE HANGING ON THE WALL METAL ANTENNA

Abstract

With the continuous improvement of the communication technology, people's demand for indoor wireless communication is becoming higher. Because the indoor antenna has the characteristics of small size, light structure, beautiful appearance, the occupancy rate of indoor antenna in mobile communication is also increasing.

We designed a dual polarized dipole metal antenna which hanging on the wall. In this paper, we first learn the simplest dipole. Then, we studied the theory of feeding and the equivalent circuit of the feeding balun is known in order to facilitate the simulation and optimization of the antenna unit. We studied the impedance converter principle to lay the foundation for the design of the feed network. We understood the mirror principle, which let us know the reflection can effectively improve the gain. After understanding the principle that needs to be used, we design the antenna unit, including the design of antenna oscillator and feeding balun. The parameters optimization and analysis are also carried out, and the simulation results are given. For the antenna array, we first arranged 4 antenna elements in a square. The 2 antenna in parallel is a group of antennas. A group of antennas is used for the realization of polarization, and the other group is used to achieve - polarization. After that, the design of the feed network is designed, and the parameters are optimized and analyzed. The results of the analysis are given.

The task of the work band is 5.15GHz~5.825GHz, with VSWRlt;1.8.

Keywords: indoor distributed antenna dual polarized hanging on the wall

目录

摘 要 2

插图目录 4

表格目录 6

第1章 绪论 7

1.1 研究意义与背景 7

1.2 室内天线发展现状与趋势 8

1.3 工作内容安排 9

第2章 天线的基本理论 10

2.1 偶极子天线 10

2.1.1 基本定义 10

2.1.2 电流分析 10

2.1.3 远场计算 12

2.2 半波振子天线 13

2.3巴伦 15

2.3.1巴伦原理 15

2.3.2微带巴伦 16

2.4阻抗匹配 19

2.4.1 短截线调谐 19

2.4.2 四分之一波长变换器 20

2.5反射板 22

2.6 本章总结 25

第3章 天线单元的分析与设计 25

3.1金属振子设计 25

3.2 阵元参数分析 33

3.3天线阵元仿真结果 37

3.4本章总结 39

第4章 天线阵列的分析与设计 40

4.1 阵列基本理论 40

4.2 馈电网络的设计 44

4.3 阵列参数分析 49

4.4 阵列仿真结果 51

4.5 本章总结 61

第5章 总结与展望 61

参考文献 62

致谢 64

插图目录

图 2.1偶极子天线 11

图 2.2对称振子 15

图 2.3同轴线馈电的对称振子 17

图 2.4四分之一波长套筒-扼流环 18

图 2.5折合巴伦 18

图 2.6印刷振子 19

图 2.7印刷巴伦等效电路 20

图 0.8阻抗匹配原理 21

图 2.9四分之一波长变换器匹配电路 21

图 2.10反射系数幅值近似值 22

图 2.11镜像原理 24

图 2.12电导体平面上的镜像 25

图 2.13无穷大导体平面上面的水平振子 26

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