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随着移动通信系统的发展,由于移动通信的话务量和业务种类飞速增长,对移动通信基站天线系统提出了越来越高的要求,同时第四代(4G)通信带来基站的更新换代,使得基站架设数量大量增加。为了提高基站天线的工作能力,同时解决基站选址难、数量大等问题,对长期演进技术(LTE)基站和双频基站的研究是十分必要的。论文主要研究工作归纳如下:(1)针对移动通信系统的发展背景和基站天线的发展概述,结合基站实际应用情况详细地分析了基站系统的电路特性和辐射特性指标;(2)研究了印刷天线等效电路分析方法,并提出了一款适用于GSM1800、3G和LTE系统的基站天线单元。通过寄生单元、宽带多节巴伦和蝶形设计等宽带技术,完成了带宽为1580~2810MHz且反射系数特性<-15d B的天线设计。论文完成设计了采用相对介电常数为3.66的Rogers 4350b介质板,天线通过L型巴伦进行耦合馈电,实现工作带宽为1690~3030MHz,同时天线增益达到了9d Bi,平面?45?极化组阵的宽带平面天线,有效地避免了由于组阵造成的天线性能的恶化;(3)研究了适用于GSM900和LTE系统的双频双天线系统,分别以并肩式和共轴式实现了双天线组阵。综合比较并选择了共轴式进行双天线阵列设计。实现了高频段水平波瓣宽度为65?左右,而低频段水平波瓣宽度为85?左右的设计。完成了多系统共天线的目标,从而有效地减少了天线的数目;(4)研究了LTE双极化天线和双频天线的阵列设计,研究了阵元间距对天线性能等的影响。运用遗传算法实现了天线的波束赋形设计,使得上半第一旁瓣抑制在-18d B以下,下半第一零点填充在-20d B以上,有力地解决了天线的越区干扰和小区盲点的问题。