多個(gè)印制板天線之間的耦合問(wèn)題
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在移動(dòng)終端,通常使用印制板天線,所以本文研究的主要問(wèn)題也是多個(gè)印制板天線之間的耦合問(wèn)題。印制天線之間的耦合通常包括3個(gè)部分:遠(yuǎn)場(chǎng)耦合;近場(chǎng)耦合;表面波耦合。當(dāng)多個(gè)天線之間的極化方向相同時(shí),就會(huì)存在遠(yuǎn)場(chǎng)耦合,天線之間的距離增大一倍,耦合會(huì)減小6 dB。當(dāng)一個(gè)天線處于另一個(gè)天線的近輻射場(chǎng)時(shí),近場(chǎng)耦合就會(huì)發(fā)生,耦合與介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān),也與天線之間的距離有關(guān),當(dāng)天線的距離增大一倍時(shí),耦合會(huì)減小12~18 dB。表面波耦合發(fā)生在介質(zhì)層,天線之間的距離增大一倍,表面波耦合減小3 dB。當(dāng)介質(zhì)的厚度h與波長(zhǎng)λ0之間的比值達(dá)到一定數(shù)值時(shí),表面波之間的耦合將起主導(dǎo)作用。
為了降低多個(gè)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(shù)。具體的設(shè)計(jì)方法與實(shí)例文獻(xiàn)均有論述,但是文中并沒(méi)有給出具體的理論說(shuō)明。文獻(xiàn)提出了一種采用正交模式分析的方法,通過(guò)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(xiàn)給出的S參數(shù)分析方法,對(duì)文獻(xiàn)提出的710 MHz天線之間的耦合進(jìn)行研究,并通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)出一種采用集總參數(shù)元件構(gòu)成的耦合器與匹配網(wǎng)絡(luò)去掉兩個(gè)天線之間的耦合。通過(guò)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(shè)計(jì)
710 MHz的頻段是LTE使用的一個(gè)重要頻段,然而在移動(dòng)終端上,移動(dòng)設(shè)備有限的體積與710 MHz較大的波長(zhǎng)給設(shè)計(jì)師提出了苛刻的要求。LET使用的是MIMO技術(shù),也就是在一個(gè)終端上同時(shí)存在著多個(gè)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(xiàn)提出了一種曲線形雙天線,這種緊湊的結(jié)構(gòu)符合了移動(dòng)終端對(duì)體積的要求。但是緊湊的結(jié)構(gòu)也引起了天線之間較高的耦合。
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天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。天線工作在710 MHz的頻段,由兩個(gè)曲線單極子天線組成。兩個(gè)天線印制在FR4介質(zhì)板上(介電常數(shù)等于4.6,介質(zhì)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(gè)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(jìn)行仿真,可以得出S參數(shù)如圖2所示。可見(jiàn)S11的性能很好,然而天線之間的耦合S12過(guò)大,難以滿足LTE對(duì)天線工作性能的要求。
- 第 1 頁(yè):多個(gè)印制板天線之間的耦合問(wèn)題
- 第 2 頁(yè):S參數(shù)的去耦合分析
- 第 3 頁(yè):等效耦合器的設(shè)計(jì)
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( 發(fā)表人:葉子 )