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应用实例

利用天线合成设计移动基站

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本例使用 XFdtd 的 XTend 库中的宏脚本,使用半波长偶极子阵列设计移动基站。该程序可能是设计新基站的第一步,也可能用于匹配市售产品,以及 Remcom 的Wireless Insite 中用于基站分析的远区模式。与 XTend 中其他以设计为导向的产品一样,该脚本不仅仅是自动完成阵列的设计过程。它可以设置整个项目--材料、波形、馈电、网格、传感器甚至参数。用户只需几秒钟就可以运行仿真。

如图 1 所示,安装 XTend 后,移动基站设计器可在 XF 的集成宏菜单上使用,同时还可使用 XF 的许多其他有用扩展。启动脚本后,用户将看到图 2 中的定制图形用户界面,该界面允许用户指定适当的设计标准。当用户进行更改时,界面的部分内容会动态更新,以便就使用多少元素提供建议,在侧叶抑制目标与转向目标发生冲突时发出警告,并就最终设计提供反馈。

图 1 启动移动基站设计器的菜单入口。

图 1:启动移动基站设计器的菜单入口。

图 2 基站设计器的用户界面

图 2:基站设计器的用户界面。

本演示采用了市售基站天线的规格:

  • 中心频率:893 兆赫

  • 水平波束宽度: 65 度

  • 垂直波束宽度:15 度

  • 光束倾斜度:0 度

  • 边音抑制: 15 dB

虽然该产品不具备电转向功能,但示例假定新阵列将具备该功能。对话框警告说,元件数量不足以实现最大电下倾并同时达到侧叶抑制目标。为此,该警告将被忽略。按 "确定 "后,脚本会提示生成项目。

该脚本采用傅立叶变换技术生成阵列,并采用修改后的泰勒分布来控制侧摆。图 3 显示了生成的天线几何形状及其馈线和材料。生成的一系列参数允许用户控制偶极子长度、电下倾角、扫描角度、分量振幅和分量相位。远区传感器会自动添加,以捕捉水平和垂直图案以及完整的三维图案。脚本甚至会提示用户输入项目名称和位置,以便用户立即运行仿真。该项目需要大约 150 MB 的 RAM,在四个 CPU 上完成每个下倾角度的模拟大约需要 45-60 秒,在单个 C2070 上使用XStream则需要 6-7 秒。

图 3 完成的基站几何图形。

图 3:完成的基站几何图形。

图 4 和图 5 是XFdtd 计算出的水平和垂直图案。通过扫描自动参数化的电子下倾角,展示了图案的转向。图 6 显示了多个角度的垂直图案。图 7 显示了 0 度和 15 度倾斜的全 3D 图案。

 

图 4 水平面上的远区图案

图 4:水平面上的远区图案。

图 5 垂直面上的远区图案。

图 5:垂直面上的远区图案。

图 6 电动下倾每 3 度的垂直模式。

图 6:每 3 度电动下倾的垂直模式。

图 73D 下倾 0 度和 15 度时的远区模式。

图 7:下倾 0 度和 15 度时的 3D 远区模式。

 

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