【摘 要】
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移动通信基站天线之间的相互干扰严重影响了通信质量以及系统容量的提升,提高基站天线的前后比是减小天线相互干扰的有效途径。为了降低基站成本以及应对基站空间资源匮乏的问题,现代移动通信基站天线持续朝小型化方向发展。小型化天线往往带来的问题是前后比的降低;因此,研究基站天线的前后比提高技术具有重要的学术意义和应用价值。5G新空口（NR）分配了n5,n8,n20,n28频段覆盖700-960MHz和n50,
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移动通信基站天线之间的相互干扰严重影响了通信质量以及系统容量的提升,提高基站天线的前后比是减小天线相互干扰的有效途径。为了降低基站成本以及应对基站空间资源匮乏的问题,现代移动通信基站天线持续朝小型化方向发展。小型化天线往往带来的问题是前后比的降低;因此,研究基站天线的前后比提高技术具有重要的学术意义和应用价值。5G新空口（NR）分配了n5,n8,n20,n28频段覆盖700-960MHz和n50,n51频段覆盖1427-1517MHz。本文针对这些5G NR频段,研究在有限反射板尺寸条件下改善基站天线前后比的有效方法,主要研究工作如下:1.研究了基于直立振子天线的前后比改善方法。通过在反射板上加载开槽围边提高天线前后比,同时在辐射振子臂上开槽以及加载金属环来提升天线的增益。天线整体尺寸（含反射板）为200mm×200mm×119mm（0.46λL×0.46λL×0.27λL,λL为天线最低工作频点0.69GHz在自由空间中的波长）。仿真与实验结果表明,天线工作带宽覆盖0.69-0.96GHz（|S11|/|S22|＜-15d B）,相对带宽33%,隔离度大于30d B,增益约为7d Bi,前后比大于25d B。论文对该天线进行2×6组阵研究,展示良好基站天线性能。2.提出了一种基于平面振子天线的前后比改善方法,降低了基站天线整体高度。通过引入超表面、寄生方环、寄生圆片以及电磁表面围边结构,在不增加天线原有尺寸的基础上,提高了天线前后比。天线整体高度从直立振子的0.27λL降低到0.11λL。仿真与实验结果表明,该天线工作带宽覆盖0.69-0.96 GHz（|S11|/|S22|＜-15d B）,隔离度大于30d B,增益约为7d Bi,前后比大于25d B。论文对该天线进行了2×5组阵研究,显示良好基站天线性能。3.研究了宽带基站天线的前后比改善方法。天线具有单层辐射结构,采用直立巴伦馈电。通过在天线反射板上加载开槽围边,实现了宽带天线的前后比提高。天线尺寸为200mm×200mm×70mm（0.46λL×0.46λL×0.16λL）。仿真与实验结果表明,天线工作带宽覆盖0.69-1.52 GHz（|S11|/|S22|＜-11d B）,实现相对带宽75%,隔离度大于30d B,增益约为6.6d Bi,前后比大于21d B。论文对天线单元进行2×7组阵研究,表明该天线可用于5G NR（n5,n8,n20,n28,n50,n51）基站。上述研究拓展了高前后比基站天线的设计方法,对实现基站天线小型化和宽带化具有一定参考价值。
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