一种小型化双低频4T4R天线阵列设计方法作者：贾飞飞 刘培涛 薛泉来源：《南京信息工程大学学报（自然科学版）》2019年第01期 摘要 能够支持双低频4T4R的MIMO阵列天线已成为目前运营商布网主流，当采用常规设计时，往往造成天线尺寸过大、风载荷过高等问题.在MIMO阵列天线小型化设计时，由于各阵列间距离缩小，电磁耦合急剧上升，导致各天线水平面波束宽度恶化，性能下降严重.针对此问题，提出了一种小型化阵列天线设计方法.采用波束合成技术，利用一种功率比随频率变化的新型不等功分电桥复用一组辐射单元，这样每列天线均可复用一个窄波束宽度单元，再通过该窄波束单元与其他宽波束单元合成理想的水平面波束宽度，提升天线覆盖性能.实测结果表明：采用本文阵列天线设计方法能够得到收敛的水平面波束宽度，范围在56°～68°，同时具有较好的增益和系统隔离度，大幅改善了天线性能. efactor 关键词MIMO阵列天线;天线;4T4R天线阵列;水平面波束合成;宽带电桥
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0;引言
随着移动通信向后4G和5G发展，运营商开始逐步清退2G网络，清退后的700～900 MHz频谱由于良好的空间传输特性被运营商重新利用起来，能够同时支持700～900 MHz与1 700～2 600 MHz的超宽带双频双极化天线成为研究热点[1-2].随着运营商开始深耕低频网络，支持4T4R的双低频MIMO天线成为运营商主流需求.常规设计时[3]，MIMO天线列间距往往在一个波长左右，以确保每列天线均能获得良好的辐射性能，这就导致天线尺寸过大，占用了大量宝贵铁塔资源，同时尺寸大使得天线风载荷过大，风险系数增加.
为了缩小天线尺寸，改善小尺寸后双低频MIMO阵列天线的辐射特性，许多阵列设计方式相继被提出.文献[4]最先提出了利用波束合成的方式改善小型化双低频天线波束宽度的设计思路，给出一种L形阵列布局方式，即两个辐射单元组阵形成一个窄波束宽度辐射单元.该窄波束辐射单元与其他宽波束辐射单元进行波束合成，得到较优的水平面波束宽度性能，然而该方法由于每列天线都需要一个窄波束单元，增加了天线长度，并不是优选方案.文献[5]提出了一种利用电桥复用窄波束单元的方案，该方案避免了增加天线长度，通过在馈电网络中加入一个弱耦合电桥，电桥直流端输出的主激励信号与耦合端输出的辅助激励
信号同时对一水平二元阵激励，从而获得所需要的窄波束单元，但由于电桥在整个频段内具有相同的功率分配比，导致水平面波束宽度收敛性未得到解决.连供系统
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