紧凑型超宽带双极化基站天线设计

本文档主要探讨了一种具有紧凑型结构的超宽带双极化基站天线设计，发表于2015年的《重庆邮电大学学报（自然科学版）》。作者侯荣晖和薛锋章来自华南理工大学电子与信息学院，他们在文章中提出了一种创新的解决方案，旨在缩小基站天线的物理尺寸，提高效率和性能。 设计的关键是采用了环形的双极化超宽带辐射单元，这个单元由四个偶极子构成，每个偶极子的双臂以90度相互垂直布局。这种设计策略使得天线的物理尺寸大幅度减少，仅为低频工作波长的40%，显著提升了空间利用率。此外，通过采用巴伦（Balun）支撑装置，采用倾斜和向内收缩的结构，成功将巴伦结构的高度降低到低频工作波长的13%，进一步优化了天线的机械结构。 该辐射单元在698-960 MHz的超宽带频段内表现出优异的性能，具有小于1.4的电压驻波比（VSWR），这意味着信号传输的损耗较小，信号质量高。这在现代无线通信中是非常重要的，因为它保证了信号的稳定传输和接收。 基于这种辐射单元，作者构建了一个四单元阵列基站天线。该天线在水平面上具有65°±5°的波束宽度，提供了宽广的覆盖范围。同时，它在前后方向上的增益比超过26dB，这意味着在主瓣区域的信号强度显著高于其他方向，有利于基站对多个用户的高效服务。此外，交叉极化特性也得到了良好控制，±60°内的交叉极化比超过11.6dB，而轴向交叉极化更是达到了19.8dB，这有助于减少干扰和提高通信质量。 这项研究对于提升无线通信系统的性能、节约空间资源以及满足未来5G等更高频谱效率需求具有重要意义。通过紧凑型设计和优化的辐射单元，这种双极化基站天线为现代通信基础设施提供了一个可行的解决方案。