双极化基站天线的设计与研究
1、选题说明
随着移动通信系统的不断发展，对通信容量和通信速率提出了更高的要求。作为其中至关重要的一部分，基站天线的性能将直接影响无线通信质量。基站天线是移动通信网络的关键部件,它不仅提供了移动台和基站之间的物理链接,同时也是频率复用,分集接收,优化覆盖等移动通信技术应用中的重要设备。相应的,各种应用技术对基站天线的性能也提出了各种不同的性能要求。随着5G时代的来临，针对5G频段的基站天线研究成为热门。同时，未来在短期内将是 2G/3G/4G/5G等多种通信制式共同发展。结合当前4G和5G移动通信的需求，从基站天线的基本理论出发，借助电磁仿真软件HFSS，从而设计了双极化基站天线。
2、选题的立论依据（课题来源、理论意义和实际应用价值）
随着移动通信的迅速发展，基站覆盖越来越广，尤其在人口密集区，对基站的需求不断提高。由于越来越多的移动用户介入到无线网络中，尤其是即将到来的5G通信时代，给现有的通信系统带来不小的运行压力，我们势必要建设更多的基站，安置更多的基站天线，才能保证系统的通信质量。作为移动通信系统中核心组成部分，基站天线对通信技术的进步起着举足轻重的作用，而现代社会各种科技的快速发展，导致基站天线工作时受到的干扰越来越多，其传播环境不断恶化。当然在此情况下，移动通信运营商必然对基站天线提出更加苛刻的要求，不仅希望得到更好的阻抗匹配，更高的端口隔离度，更稳定的增益等更加优越的天线性能，同时还期望在兼顾这些性能的前提下，尽可能的降低基站天线的体积，剖面，重量以及成本。因此，结构越来越复杂，设计难度越来越大是学者们在对基站天线的研究过程中所面临的最大难题，也是整个通信行业跃进的巨大阻碍。双极化基站天线具有宽带，高端口隔离，和低交叉极化等一系列优势，小型、低剖面基站天线的研究和设计也可以使这些难迎刃而解。所以，对移动通信系统中基站天线进行优化与设计已经成为国内外学者们的研究热点，而基站天线的双极化、小型化、低剖面也随之成为非常具有实际意义的课题，受到越来越多的青睐。
3、文献综述（国内外研究现状）
由于双极化基站天线具有宽带、高端口隔离和低交叉极化等一系列优势，小型基站天线的研究一直是天线设计研究的热点。近年来，国内外对基站天线的理论探索不断深入，同时关于双极化基站天线的应用也变得越来越普及。
在最近的几十年来，随着通信系统技术和基站天线的不断发展，不论是国内还是国外网络覆盖都越来越完善，网络质量也逐步提升。在网络建设初期，我国的铁塔以及基站天线全部依靠进口，国内基站天线的市场处于被垄断状态。近年来，我国基站天线的产业也有了稳步发展，目前已经基本实现国产化。如今基站天线市场的发展势头正猛，前景广阔，因此我们还需要不断地探索和研究。我国现行的移动通信系统包括2G(1710 MHz-1920 MHz)、3G(1880 MHz-2170 MHz)、LTE(2300MHz-2400 MHz和2570 MHz-2690 MHz)等，再加上即将投入使用的5G，无疑对天线的带宽等有了更苛刻的要求。这将增加天线的设计难度，尤其是在宽带下天线仍要具备稳定的方向图和增益以及较低的交叉极化的性能。双极化天线组合了 45˚和-45˚两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，具有以下优势：1）允许通信系统采用极化分集技术，可以克服多径衰落的弊端，同时改善端口隔离并提高通信质量；2）可以有效减少天线的数目，降低生产成本、节约使用空间。
4、急待解决的问题
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