减少天线元件间相互耦合的方法

描述

天线元件之间的相互耦合

天线阵列的小型化要求设计人员将大量元件放置在小面积内。这种作用会产生所谓的相互耦合,进而引起串扰和失真,从而导致天线性能恶化和辐射方向图的潜在失真。如果说这种相互耦合是天线阵列小型化的最大障碍,我们一点也不夸张。多年来,天线设计人员已经找到了解决方法,但收效甚微。解决方法包括带隙和接地缺陷结构以及 3 维通孔。

曲折线解决方案

最近,文献中出现了一种有前途的新解耦技术。它被称为微加工曲折线槽(ML)。我们使用流行的 EMWorks 天线软件包HFWorks来测试 ML 并研究其解耦效率。

耦合

 

耦合

带 ML 槽的 2×1 贴片阵列天线的顶视图和底视图

曲折线 (ML) 槽插入底部接地平面上的天线贴片之间,以抑制表面电流。

耦合

带和不带 ML 槽的 2 × 1 贴片阵列天线的 S 参数(S11 和 S12):端口 1 为激发,端口 2 端接 50 Ω

耦合

结果表明,ML 在减少天线元件之间的耦合方面非常有效。事实上,S21 图表清楚地表明,添加 ML 插槽大大提高了天线元件之间的隔离度。即,S21 在 4.9 GHz 下分别约为 7.5 dB 和 26 dB,不带和带 ML 插槽。除了 S 参数之外,如上图所示,顶部平面上的近电场图还显示,如果使用 ML,则元素之间的耦合会减少。

因此,建议将 ML 用于减少无线通信中使用的天线阵列中元件之间的耦合,特别是对于小型化至关重要的 5G 网络。

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