用于室内无线通信的新型多波束天线阵列

本文提出了一种低剖面、低成本的多波束天线阵列的设计方法。与传统的切换多波束天线设计相比,新设计可以在不切换的情况下同时实现多个波束。多波束由一个简单的馈电网络实现,馈电网络的激励分配由最大功率传输效率法和加权对角矩阵确定。通过调整测试接收天线的加权系数,可以实现8个方向不同辐射强度的多个波束。天线的工作中心频率为5.8 GHz,天线系统主要由辐射部分和馈电部分组成,分别置于两个不同的堆叠基板上,通过同轴馈电。利用八波束共存的优势,可提供全面覆盖和改进链路预算,适用于双向隧道或室内使用的无线通信系统。

多波束阵列天线的稀疏化设计

讨论利用加权最大功率传输效率法(Weighted method of maximum power transmission efficiency,WMMPTE)实现多波束阵列天线的稀疏化,使得天线单元数目小于天线波束数数目。待设计天线与置于波束方向的测试天线形成无线功率传输系统,再利用WMMPTE优化可得到多波束阵列天线的最优激励分布。根据最优激励分布可进行阵列单元的稀疏化。通过工作频率为5.8 GHz的一维直线阵列和二维平面阵列为例介绍了稀疏化设计过程。模拟和实验表明,经WMMPTE优化后,利用3单元天线阵列可以实现4个波束、8单元天线阵列可以实现9个波束。