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宽频双极化基站天线的可靠性研究

作　者: 文伟东
导　师: 王俊；Bill Burnett
学　校: 上海交通大学
专　业: 材料工程
关键词: 基站天线 可靠性 宽频波段 交叉极化 寿命
分类号: TN822.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文主要针对目前3G网络覆盖的宽频双极化天线(电调天线),基于美国安德鲁公司的设计方案和产品进行了系统的可靠性分析,主要从天线结构和材料两部分研究,包括可靠性预计与可靠性试验,将天线模块化、计算失效率、平均无故障工作时间、可用性以及使用十年的可靠度;对宽频双极化天线进行整体、系统和全面的可靠性试验,对此款天线设计和可靠性薄弱环节进行了改进和加强。对聚氯乙烯天线罩材料的紫外线老化试验和户外五年的老化试验进行对比分析;安装支架的盐雾腐蚀试验和户外五年以上的自然腐蚀试验进行分析,基于当前的测量数据得出初步的相关性结论;分析和确定了影响基站天线使用寿命的关键因素,提出了延长基站天线的使用寿命的方法。相关研究结果对于设计和提高同类型的天线可靠性提供了现场试验数据支持,对天线设计、选材、质量控制和修正可靠性测试方案提供了依据。通过对宽频双极化天线的可靠性试验,建立了当前基站天线行业关于可靠性测试的系统、全面的分析方法;对比研究结果显示,国内外试验方法,特别是振动试验,需要修正正弦振动试验标准的设定参数。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-23
  1.1 天线的可靠性和天线材料  8-16
    1.1.1 天线可靠性介绍  8-14
    1.1.2 主要研究的材料  14-15
    1.1.3 可靠性试验方案  15
    1.1.4 户外老化试验方案  15-16
  1.2 宽频双极化基站天线介绍  16-21
    1.2.1 基本原理  16-18
    1.2.2 主要射频指标  18-20
    1.2.3 主要结构和材料  20-21
  1.3 本课题的研究目的与意义  21-23
    1.3.1 国内外研究和应用现状  21
    1.3.2 存在的问题  21-22
    1.3.3 拟解决的思路  22
    1.3.4 研究天线类别和意义  22-23
第二章 可靠性预计  23-29
  2.1 可靠性建模（Reliability Block Diagram, RBD）  23-24
  2.2 子系统失效率计算  24-26
  2.3 天线可靠性参数计算  26-28
    2.3.1 整体失效率计算  26-27
    2.3.2 平均无故障工作时间(MTBF)计算  27
    2.3.3 可用性计算  27
    2.3.4 可靠度计算  27-28
  2.4 小结  28-29
第三章 可靠性测试  29-54
  3.1 淋雨试验  29-30
  3.2 风载试验  30-33
  3.3 振动试验  33-37
    3.3.1 正弦扫频振动  33-35
    3.3.2 国内外正弦振动试验条件的差异  35-36
    3.3.3 随机振动试验  36-37
  3.4 冲击试验  37-38
  3.5 冷热冲击试验  38-39
  3.6 盐雾腐蚀试验  39-44
    3.6.1 盐雾腐蚀试验介绍  39-41
    3.6.2 HBX 天线安装支架盐雾试验  41-44
  3.7 紫外线老化试验  44-51
    3.7.1 紫外线老化试验介绍  44
    3.7.2 聚氯乙烯天线罩老化试验  44-51
  3.8 可靠性试验结果  51-53
  3.9 小结  53-54
第四章 户外老化试验  54-62
  4.1 试验场地和气候分析  54
  4.2 实验周期  54-55
  4.3 试验结果分析  55-61
    4.3.1 热浸镀锌  55-56
    4.3.2 安装支架  56-58
    4.3.3 天线罩  58-60
    4.3.4 射频电路  60-61
  4.4 小结  61-62
第五章 寿命分析  62-68
  5.1 户内外试验数据对比分析  62-66
    5.1.1 腐蚀试验分析  62-64
    5.1.2 天线罩拉伸试验和紫外线老化分析  64-65
    5.1.3 天线射频、电路性能分析  65-66
  5.2 影响寿命的关键因素  66-67
    5.2.1 温度和湿度等气候条件  66
    5.2.2 腐蚀和城市空气污染  66
    5.2.3 台风冰冻等自然极端气候  66
    5.2.4 长期的高功率运行  66-67
  5.3 小结  67-68
第六章 结论  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 后续研究工作  69-70
参考文献  70-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  73-75

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 天线 > 天线：按波段和波的传播方式分 > 宽频带和超宽频带天线
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