一種移動通信基站天線設計

朱葉 鄭舒蔓

摘 要：隨著移動通信的不斷發展，人們對于基站天線的設計也提出了更高的要求，因此基站天線的結構也變得參差不一。為了節約成本，統一規格，本文對移動基站天線提出了設想。首先，根據地面移動通信使用的頻段，省去基站天線的圓形塔臺，將其設計成類似于人梯的結構。同時，將塔體的本身作為120°的角反射器。其次，利用天線陣陣因子和方向性圖乘積定理，得到和面的方向性函數和方向性圖。

關鍵詞：基站天線;角反射器;天線陣

1 新型基站天線設計構想

1.1 基站天線

作為移動通信系統中的重要組成部分之一，基站天線與移動通信網絡的覆蓋范圍和服務質量有著密切的關系，它通過高效率的發射或接收電磁波，把同頻率的無線電波能量取代天線的高頻電流的能量發射出去，接收天線也是同樣的道理，將其接收下來的高頻無線電波能量轉換成同頻率的電流能量。每個基站內設置多臺無線通信信道機，信道機主要是由無線電收、發信機和控制單元組成;需要說明的是，無線收、發信機用來和移動臺MS進行通信;BS和MTSO之間、BS和MS之間的信令（用戶線信令）傳送與控制，則由控制單元承擔;另外一點，基站內還設有“定位接收機”，用來檢測移動臺MS的通話質量，為過境切換服務。

1.2 設想的基站天線結構

在本文所設想的基站天線中，主要是將塔的本身作為角反射器，構造成類似于人梯的形式，并且省去圓形塔臺。在一般的情況下，由饋源和角反射器構成移動通信基站天線最重要的兩個部分。基站天線的饋源通常是一般采用串饋同軸陣列和并饋同軸陣列這兩種基本的形式，目的是為了獲得相對較高的增益;與此同時，將反射器構建成條形結構，它就可以等效為反射板，這只需要使得導線之間距大于。并且，兩塊反射板構成120°的角反射器，這樣的話，角反射器還能夠承受一定的風荷，結構如圖所示。扇形定向天線就由反射器與饋源組成，全向天線則是由3個扇形定向天線組成。

串饋共軸陣列如圖所示。為了提高方向性，使各陣子天線上的電流分布相位接近相同，就需要我們利用180°移相器來實現。要說明的是，在實際生活中，我們通常會采用填充介質的垂直同軸天線來縮短天線尺寸。同軸線的外導體就是輻射陣子，而在輻射陣子與輻射陣子的連接處，同軸線的內外導體交叉連。

為了使各輻射陣子等幅同相分布，則每段同軸線的長度為：

若同軸線內部充以介電常數為εr=2.25的介質，那么每段同軸線的長度為：

可見，加上角反射器后，增益將更高。這種天線具有垂直極化、增益高、水平面內無方向性、體積小的特點。

1.3 基站天線的現狀

目前建設的單管塔大概形狀，由單管、天饋平臺及機房組成。目前鐵塔就是建立基站，移動、聯通、電信三家租用基站并安裝對應天饋，為了達到最大基站效用，目的是設計一款天饋安裝平臺（三角形、菱形或者其他形狀），考慮到滿足天饋間隔離度前提下簡單美化并盡可能安裝更多的天饋。

2 新型基站天線二元陣天線原理

二元天線陣的陣因子：

所以

又因為

所以

面：在軸上，面的方向性函數

H面：在x0y軸，，H面的方向性函數：

無方向性

參考文獻

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作者簡介

朱葉（1992-），女，江蘇徐州，交通運輸部東海航海保障中心連云港通信中心，助理工程師，本科，研究方向：安全通信。