多個印制板天線之間的耦合問題
在移動終端,通常使用印制板天線,所以本文研究的主要問題也是多個印制板天線之間的耦合問題。印制天線之間的耦合通常包括3個部分:遠場耦合;近場耦合;表面波耦合。當多個天線之間的極化方向相同時,就會存在遠場耦合,天線之間的距離增大一倍,耦合會減小6 dB。當一個天線處于另一個天線的近輻射場時,近場耦合就會發(fā)生,耦合與介質的介電常數(shù)有關,也與天線之間的距離有關,當天線的距離增大一倍時,耦合會減小12~18 dB。表面波耦合發(fā)生在介質層,天線之間的距離增大一倍,表面波耦合減小3 dB。當介質的厚度h與波長λ0之間的比值達到一定數(shù)值時,表面波之間的耦合將起主導作用。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155845.htm為了降低多個天線之間的耦合,人們想出了各種辦法。其中一種有效的方法就是使用DMN(Decoupling and Matehing Networks)技術。具體的設計方法與實例文獻均有論述,但是文中并沒有給出具體的理論說明。文獻提出了一種采用正交模式分析的方法,通過S參數(shù)分析,從理論上給出了一種合理的去耦合方法。本文采用文獻給出的S參數(shù)分析方法,對文獻提出的710 MHz天線之間的耦合進行研究,并通過計算設計出一種采用集總參數(shù)元件構成的耦合器與匹配網絡去掉兩個天線之間的耦合。通過HFSS和ADS聯(lián)合仿真可以看出,S12與S21參數(shù)得到了明顯改善。
1 一種71O MHz雙天線的設計
710 MHz的頻段是LTE使用的一個重要頻段,然而在移動終端上,移動設備有限的體積與710 MHz較大的波長給設計師提出了苛刻的要求。LET使用的是MIMO技術,也就是在一個終端上同時存在著多個發(fā)射天線,不可避免地引起了天線之間的耦合,降低了通信容量。文獻提出了一種曲線形雙天線,這種緊湊的結構符合了移動終端對體積的要求。但是緊湊的結構也引起了天線之間較高的耦合。
天線的結構設計如圖1所示。天線工作在710 MHz的頻段,由兩個曲線單極子天線組成。兩個天線印制在FR4介質板上(介電常數(shù)等于4.6,介質厚1 mm)。天線走線的寬度是1 mm,走線之間的距離也是1 mm。兩個天線之間的距離是6 mm,天線端口接1.8 mm的微帶線饋電。使用HF-SS 12進行仿真,可以得出S參數(shù)如圖2所示??梢奡11的性能很好,然而天線之間的耦合S12過大,難以滿足LTE對天線工作性能的要求。
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