宽带无线通信应用中的多束天线设计

GHz频段的四束天线波束成型器。用安捷伦科技的(www.agilent.com)N5230A矢量网络分析仪对其性能进行了测量，N5230A在工作时与同样来自安捷伦的也工作在3.4到3.6GHz范围的U3042A多口测试装置连接。图3、图4和图5显示的是基于该设计方法的典型八波束波束成型网络的结果。

在3.4到3.6GHz频段的开放环境对多束天线系统的辐射模式进行了测量。采用相位匹配RF电缆连接波束成型器与天线。波束成型器的输入端口接3.440、3.480、3.520和 3.580GHz这四个不同的中心频率、每个频道的带宽是7MHz。测试所用的RF功率是+5dBm，来自天线和波束成型器的联合接收功率的测量是利用频谱分析仪在距离200m处进行的。接收到信号的功率在以200ｍ为半径的圆周每隔1.0deg.测量一次，其中把四束天线作为圆周中心。图7显示了该实际辐射样式。图6也给出了采用MATLAB 软件模拟得到的理论辐射样式。

基于对制造四束天线系统的分析可以看出，有可能采用六个这样的天线系统提供全360deg. 无线通信覆盖范围。多束天线技术潜在的应用领域是微波接入全球互通(WiMAX)和蜂窝网络。该方法可极大增加此类通信网络的用户容量和频谱效率。

诸如本文讨论的基于SDMA的多束天线系统通过频率再用可极大增加通信网络的容量和吞吐率。该设计方法简捷明白且借助商用测试设备在户外环境对其性能进行了验证。实测结果与得自MATLAB软件模拟的结果吻合得相当好。

作者：Jasmin Desai，John Howard博士