tdlte室分系统全向天线设计
毕业设计（论文）中文毕业设计（论文）中文现在已经进入了4G时代，通信技术的发展也面临着新的挑战。人们对室内通信的质量要求越来越高，室分系统天线得到了广泛的应用。天线是室分系统的终端产品，其性能参数的优劣与室分系统信号覆盖的能力有着直接的联系。所以本论文就是对室分系统天线进行设计优化的。本文设计了一款可用于广阔的室内空间通信的宽带偶极子天线。主要从小型化、带宽化两方面着手，并利用阻抗匹配设计巴伦，使其实现不平衡到平衡的转换。通过仿真软件HESS对所设计的天线进行仿真，结果表明在2.25GHz~2.73GHz的频带范围内S11的值<-10dB，即该款天线的工作频段覆盖了第四代移动通信（4G）的6个业务频段，从方向图可以看出设计的偶极子天线具有良好的辐射特性，能够满足宽广室内空间的信号覆盖。关键词 4G通信，室分系统，偶极子天线，小型化，带宽化，信号覆盖
目录
1 绪论 1
1．1 课题的研究背景意义 1
1.2 国内外室分系统的研究现状 2
1.2.1 单极子天线 2
1.2.2 偶极子天线 3
1.3 室分系统天线的发展趋势 3
2 天线理论基础知识 3
2．1 天线的简单介绍 3
2.1.1 天线的工作原理 4
2.1.2偶极子天线的辐射原理 4
2．2 天线的各项参数 5
2.2.1 方向图与波束宽度 5
2.2.2回波损耗与S11 6
2.2.3驻波比 7
2.2.4方向性系数 7
2.2.5工作带宽 8
2.2.6效率 8
2.3 本章小结 8
3 设计方法及设计过程 8
3．1 设计方法的总结 8
3.1.1天线尺寸的确定 9
3.1.2小型化设计 10
3.1.3带宽化设计 10
3.1.4微带巴伦设计 11
3.2利用HESS设计天线的过程 12
4 仿真结果 15
4．1 设计的天线结构及优化后的具体尺寸 15
4.1.1天 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
线的结构图 15
4.1.2优化后的具体尺寸 16
4．2 仿真结果 19
4.2.1仿真结果S11 19
4.2.2三维增益方向图 20
结 论 22
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 绪论
1．1 课题的研究背景意义
当今社会已步入信息化的时代，各行各业都与移动通信行业有着紧密的联系，不得不说，移动通信行业是发展速度最快、研究价值最大、发展前景最广阔的领域之一。移动通信大体经过了四个发展阶段：第一代移动通信系统（模拟通信系统）、第二代移动通信系统、第三代移动通信系统、第四代移动通信系统。随着移动通信一代代的改进，4G通信传输速率更快、质量更高、更加灵活多变、工作频谱更宽、频带利用率更高、兼容性更好、费用更低等等特点。但由于没有统一的国际标准，使得各种移动通信设备之间出现不兼容的现象，通信用户之间就有着很大的不方便。2008年征集的4G标准备选方案，最被产业界看好认可的是LTE，而谈起4G，我们又不得不介绍LTE技术。
2004年12 月，第三代合作伙伴计划在3GPP多伦多会议上正式立项并启动了长期演进项目LTE（Long Term Evolution，LTE)。LTE这一概念被正式提出。LTE系统按照双工方式的不同可以分为TDDLTE 和FDDLTE ，作为第四代移动通信系统LTE，与3G相比，它的数据传输速率和频谱效率都得到明显的提高、能够支持1.4~20MHz之间的多种系统带宽，它使频谱分配更加的灵活、网络架构和软件架构更加简单 、线网络时延很低、LTE系统能够支持与其他3GPP系统相互操作。TDLTE作为第四代（4G）移动通信技术国际标准之一，它的频谱资源丰富，在全球都有着非常广泛的应用前景，是未来网络的发展方向。
在这个处于信息化的社会，移动通信技术发展的越来越迅速，它使得了人与人能够在任何地点、任何时间进行信息的交流。随着移动互联网的高速发展和智能终端技术的不断提高，通信向着多媒体、高速率、带宽化、全IP化的方向发展。经研究数据表明，发生在大型超市、商场、体育馆、候车厅、写字楼等室内环境中的业务比例超过70%，越来越多的业务发生在室内。但由于现代的高层建筑物越来越密集，移动通信用户越来越多，加上人们对移动通信室内业务的需求越来越多，以及室内环境的变化越来越复杂，所以对通信质量、通信速率等方面的要求也变得越来越高。显然，2G和3G无论从运行速度上还是网络覆盖率上都达不到现阶段人们对于无线通信的需求，例如在容量方面，仅靠室外的基站难已满足现代移动室内通信用户的需求，所以说在移动互联网室内业务崛起的推动下，出现了LTE室内分布系统。移动基站就是利用室分系统天线使通信信号在室内环境中进行均匀的分布来满足室内信号覆盖，从而很好的改善室内信号盲区或者话务热点区域，使室内的通信环境得到有效的改善。所以说室内系统天线的设计是对于解决室内信号均匀分布有着非常重要的意义。
1.2 国内外室分系统的研究现状
前几年，人们更多的是研究基站的建设或者着重于室外基站天线的研究和设计，而对于复杂多变的室内环境，研究的可能不是那么深入。但随着通信行业的发展，室内通信业务的崛起，使得对室内天线的研究更加紧迫和重要。如今，国内外对于室内分布天线也展开了一些研究。室内分布天线的类型主要有以下两种：定向天线和全向天线。在不同的空间方向上来说，天线的辐射能量的能力和接收能量的能力是不一样。定向天线指的是在特定方向上其接收和发射电磁波的能力特别强，而在其它方向上辐射和接收电磁波的能力特别弱，甚至为零。全向天线，从水平方向图上来看它的能量是以360度均匀的向外辐射的，从垂直方向上看时，它是具有一定宽度的波束，通常说来，天线的波瓣宽度越小时，天线的性能参数—增益也就越大。典型的全向天线主要有两种形式：单极子和偶极子天线。
目录
1 绪论 1
1．1 课题的研究背景意义 1
1.2 国内外室分系统的研究现状 2
1.2.1 单极子天线 2
1.2.2 偶极子天线 3
1.3 室分系统天线的发展趋势 3
2 天线理论基础知识 3
2．1 天线的简单介绍 3
2.1.1 天线的工作原理 4
2.1.2偶极子天线的辐射原理 4
2．2 天线的各项参数 5
2.2.1 方向图与波束宽度 5
2.2.2回波损耗与S11 6
2.2.3驻波比 7
2.2.4方向性系数 7
2.2.5工作带宽 8
2.2.6效率 8
2.3 本章小结 8
3 设计方法及设计过程 8
3．1 设计方法的总结 8
3.1.1天线尺寸的确定 9
3.1.2小型化设计 10
3.1.3带宽化设计 10
3.1.4微带巴伦设计 11
3.2利用HESS设计天线的过程 12
4 仿真结果 15
4．1 设计的天线结构及优化后的具体尺寸 15
4.1.1天 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
线的结构图 15
4.1.2优化后的具体尺寸 16
4．2 仿真结果 19
4.2.1仿真结果S11 19
4.2.2三维增益方向图 20
结 论 22
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 绪论
1．1 课题的研究背景意义
当今社会已步入信息化的时代，各行各业都与移动通信行业有着紧密的联系，不得不说，移动通信行业是发展速度最快、研究价值最大、发展前景最广阔的领域之一。移动通信大体经过了四个发展阶段：第一代移动通信系统（模拟通信系统）、第二代移动通信系统、第三代移动通信系统、第四代移动通信系统。随着移动通信一代代的改进，4G通信传输速率更快、质量更高、更加灵活多变、工作频谱更宽、频带利用率更高、兼容性更好、费用更低等等特点。但由于没有统一的国际标准，使得各种移动通信设备之间出现不兼容的现象，通信用户之间就有着很大的不方便。2008年征集的4G标准备选方案，最被产业界看好认可的是LTE，而谈起4G，我们又不得不介绍LTE技术。
2004年12 月，第三代合作伙伴计划在3GPP多伦多会议上正式立项并启动了长期演进项目LTE（Long Term Evolution，LTE)。LTE这一概念被正式提出。LTE系统按照双工方式的不同可以分为TDDLTE 和FDDLTE ，作为第四代移动通信系统LTE，与3G相比，它的数据传输速率和频谱效率都得到明显的提高、能够支持1.4~20MHz之间的多种系统带宽，它使频谱分配更加的灵活、网络架构和软件架构更加简单 、线网络时延很低、LTE系统能够支持与其他3GPP系统相互操作。TDLTE作为第四代（4G）移动通信技术国际标准之一，它的频谱资源丰富，在全球都有着非常广泛的应用前景，是未来网络的发展方向。
在这个处于信息化的社会，移动通信技术发展的越来越迅速，它使得了人与人能够在任何地点、任何时间进行信息的交流。随着移动互联网的高速发展和智能终端技术的不断提高，通信向着多媒体、高速率、带宽化、全IP化的方向发展。经研究数据表明，发生在大型超市、商场、体育馆、候车厅、写字楼等室内环境中的业务比例超过70%，越来越多的业务发生在室内。但由于现代的高层建筑物越来越密集，移动通信用户越来越多，加上人们对移动通信室内业务的需求越来越多，以及室内环境的变化越来越复杂，所以对通信质量、通信速率等方面的要求也变得越来越高。显然，2G和3G无论从运行速度上还是网络覆盖率上都达不到现阶段人们对于无线通信的需求，例如在容量方面，仅靠室外的基站难已满足现代移动室内通信用户的需求，所以说在移动互联网室内业务崛起的推动下，出现了LTE室内分布系统。移动基站就是利用室分系统天线使通信信号在室内环境中进行均匀的分布来满足室内信号覆盖，从而很好的改善室内信号盲区或者话务热点区域，使室内的通信环境得到有效的改善。所以说室内系统天线的设计是对于解决室内信号均匀分布有着非常重要的意义。
1.2 国内外室分系统的研究现状
前几年，人们更多的是研究基站的建设或者着重于室外基站天线的研究和设计，而对于复杂多变的室内环境，研究的可能不是那么深入。但随着通信行业的发展，室内通信业务的崛起，使得对室内天线的研究更加紧迫和重要。如今，国内外对于室内分布天线也展开了一些研究。室内分布天线的类型主要有以下两种：定向天线和全向天线。在不同的空间方向上来说，天线的辐射能量的能力和接收能量的能力是不一样。定向天线指的是在特定方向上其接收和发射电磁波的能力特别强，而在其它方向上辐射和接收电磁波的能力特别弱，甚至为零。全向天线，从水平方向图上来看它的能量是以360度均匀的向外辐射的，从垂直方向上看时，它是具有一定宽度的波束，通常说来，天线的波瓣宽度越小时，天线的性能参数—增益也就越大。典型的全向天线主要有两种形式：单极子和偶极子天线。
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