В.А. Рудаков1

1 Южный федеральный университет (г. Ростов-на-Дону, Россия)

1 ruva240187@yandex.ru

Постановка проблемы. При разработке антенных решеток для базовых станций мобильной связи, работающих в угловом секторе 60°, необходимо обеспечить стабилизацию ширину диаграммы направленности по уровню половинной мощности во всем рабочем диапазоне частот и подавить боковые лепестки в горизонтальной плоскости. Известные решения не обеспечивают стабильную ширину диаграммы направленности и низкий уровень боковых лепестков.

Цель. Предложить способ построения антенной решетки для базовых станций мобильной связи на основе диполей с двумя наклонными ортогональными поляризациями, работающей в угловом секторе 60° со стабильными характеристиками направленности в широком частотном диапазоне.

Результаты. Предложена новая конструкция антенной решетки для работы в составе базовых станций мобильной связи в диапазоне 1710–2170 МГц, которая реализована на цельнометаллических диполях с двумя ортогональными поляризациями и имеет технологичную конструкцию, а также формирует диаграмму направленности в горизонтальной плоскости, ширина которой по уровню половинной мощности равна 36°±2,3°. Показано, что уровень боковых лепестков в горизонтальной плоскости излучения антенной решетки не превышает минус 20 дБ, коэффициент усиления 20,5 дБ, согласование и изоляция высокие (S11 = –18 дБ, S12 = –30 дБ), уровень интермодуляционных искажений низкий (около –107дБм).

Практическая значимость. Предложенная антенная решетка имеет стабильную ширину диаграммы направленности в рабочем диапазоне, высокое согласование и изоляцию, простую, технологичную конструкцию, компактные габаритные размеры и подходит для массового производства.

Рудаков В.А. Двухполяризационные антенные решетки базовых станций мобильной связи для работы в суженном угловом секторе // Электромагнитные волны и электронные системы. 2025. Т. 30. № 1. С. 37−45. DOI: https://doi.org/10.18127/ j15604128-202501-04

1. Patent CN105846113B dated 22.01.2019. Double-frequency dual-polarization narrow-wave beam array antenna / Xiuyin Z., Dan S., Biqun W., Peng Z., Zhenhua S.
2. Balanis C.A. Modern antenna handbook. NJ: Wiley. 2011. 1712 p.
3. Liu Y., Yi H., Wang F.-W., Gong S.-X. A Novel Miniaturized Broadband Dual-Polarized Dipole Antenna for Base Station // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2013. V. 12. P. 1335–1338. DOI 10.1109/LAWP.2013.2285373.
4. Gou Y., Yang S., Li J., Nie Z. A Compact Dual-Polarized Printed Dipole Antenna with High Isolation for Wideband Base Station Applications // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2014. V. 62. № 8. P. 4392–4395. DOI 10.1109/TAP.2014. 2327653.
5. Huang H., Liu Y., Gong S. A Novel Dual-Broadband and Dual-Polarized Antenna for 2G/3G/LTE Base Stations // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2016. V. 64. № 9. P. 4113–4118. DOI 10.1109/TAP.2016.2589966.
6. Кобрин К.В., Zimeng Li, Следков В.А., Мануилов М.Б. Двухполяризационная антенная решетка планарных диполей для базовых станций мобильной связи диапазона 3,3–5,9 ГГц // Антенны. 2021. № 3. С. 50–58. DOI 10.18127/j03209601-202103-07.
7. Ye L.H., Zhang X.Y., Gao Y., Xue Q. Wideband Dual-Polarized Four-Folded-Dipole Antenna Array With Stable Radiation Pattern for Base-Station Applications // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2020. V. 68. № 6. P. 4428–4436. DOI 10.1109/TAP.2020.2969749.
8. Chen W., Lin H., Ding H., Liu Y., Chisala M., Shen Z., Zhibin H., Baihui L., Wang R. A Low Profile Broadband Dual-Polarized Base Station Antenna Using Folded Dipole Radiation Element // IEEE Access. 2019. V. 7. P. 67679–67685. DOI 10.1109/ ACCESS.2019.2918303.
9. Patent US20180034165A1 dated 01.02.2018. Miniaturized dual-polarized base station antenna / Sledkov V.A., Li Z.
10. Patent US10205226B2 dated 12.02.2019. Miniaturized dual-polarized base station antenna / Li Z.
11. Sun H., Ding C., Jones B., Guo Y.J. A Wideband Base Station Antenna Element with Stable Radiation Pattern and Reduced Beam Squint // IEEE Access. 2017. V. 5. P. 23022–23031. DOI 10.1109/ACCESS.2017.2763177.
12. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. Ч. 1. М.: Связь. 1977. 384 с.
13. Virtual Worlds for Real Life. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.3ds.com/, дата обращения 20.09.2024.