Efficient coverage of wireless telecommunication networks requires the ability to control the directions in which base station antennas radiate. Conventional phased array in base stations are composed of large numbers of radiating elements. Ideally, each one of the radiating elements should be controlled to precisely steer the beams produced by the array, but this can prove both complex and costly. Instead of feeding each one of them separately, the elements can be grouped into what is called subarrays. In which case, only the input of the subarray is controlled, feeding multiple radiating elements at once uniformly. The complexity is reduced, but so are the overall performance and beam steering capabilities. A subarray can instead be passively controlled with an analog circuit called a Beam Forming Network (BFN), giving more flexibility in the operation of the array. Such beamformer should be compact, cost-effective and introduce as little losses as possible to justify its integration in the complete antenna system. BFNs are built from couplers and phase shifters that can route and combine the input signals to produce the desired output signals. The design of those components is therefore key to obtaining array systems with the desired characteristics and performance. A stripline coupler and a stripline phase shifter are proposed in this work, both are broadband. They can be useful in a variety of applications. In this project, they are used to build a Butler matrix. This BFN is compact and could help reduce complexity in advanced antenna systems with respect to current technology. / Effektiv täckning av trådlösa telekommunikationsnätverk kräver förmågan att styra i vilka riktningar basstationsantenner strålar. Konventionell fasad array i basstationer är sammansatta av ett stort antal strålande element. Helst bör vart och ett av de strålande elementen styras för att exakt styra strålarna som produceras av arrayen, men detta kan visa sig vara både komplext och kostsamt. Istället för att mata var och en av dem separat, kan elementen grupperas i vad som kallas subarrayer. I vilket fall kontrolleras endast ingången av subarrayen, vilket matar flera utstrålande element på en gång enhetligt. Komplexiteten minskar, men det är också den övergripande prestandan och strålstyrningskapaciteten. Subarrayer kan istället styras passivt med en analog krets som kallas BFN, vilket ger mer flexibilitet i driften av arrayen. Sådana strålbildare bör vara kompakta, kostnadseffektiva och medföra så små förluster som möjligt för att motivera deras integration i hela antennsystemet. BFNs är byggda av kopplare och fasskiftare som kan dirigera och kombinera ingångssignalerna för att producera de önskade utsignalerna. Utformningen av dessa komponenter är därför nyckeln till att erhålla arraysystem med önskade egenskaper och prestanda. En stripline-kopplare och en stripline-fasskiftare föreslås i detta arbete, båda är bredbandiga. De kan vara användbara i en mängd olika tillämpningar. I det här projektet används de för att bygga en Butler-matris. Denna BFN är kompakt och kan bidra till att minska komplexiteten i avancerade antennsystem med avseende på nuvarande teknik.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-320366 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Perrin, Jason |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:365 |
Page generated in 0.002 seconds