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多扇区天线阵列中的微带开关设计与实现

2012-07-05韩仲华徐海川

中国电子科学研究院学报 2012年3期

雷 昕,冯 狄,韩仲华,徐海川

(中国电子科技集团公司第15研究所,北京 100083)

0 引言

作为无线网络物理层技术的主要研究方向之一,天线技术是目前的热点研究领域,特别是具备自适应调整天线方向图能力的智能天线技术受到广泛关注。智能天线采用空分复用技术,利用信号在传播方向上的差别,实现同频率同时隙的信号无干扰并行传输,从而大大扩展通信系统容量;此外,智能天线动态调整的定向波束可以抑制同频干扰,提高信噪比和链路增益,从而增大系统覆盖距离并提升链路吞吐量。

波束切换天线作为智能天线的一种实现形态,和自适应天线阵相比,具备计算量少,性价比高,结构简单,易于实现等优点,在一些专用通信系统中已得到采用并取得了良好效果,本文涉及的多扇区天线阵列就是一种波束切换天线。波束切换天线的硬件基础支撑平台主要包括切换电路组件和天线组件,其中切换电路组件是实现波束切换功能的关键部分,负责将信号在多天线扇区之间进行分配。其主要形式为射频微波开关电路,在射频开关电路的多种形态中,微带线与PIN二级管构成的开关电路具备性能高、成本低和结构紧凑等优点,特别适合应用于中低功率射频电路。

结合波束切换天线概念,提出了一种应用于多扇区天线阵列的单刀八掷射频开关电路,工作在5.7~5.9 GHz频段,多扇区天线阵列共包括8个扇区,每个扇区天线水平面波束覆盖范围为45°,信号通过单刀八掷射频开关电路在各扇区天线间进行动态切换,从而实现360°水平全向覆盖。……

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