等效耦合器的設(shè)計 - 多個印制板天線之間的耦合問題

　　對于一個雙天線系統(tǒng)，應(yīng)該有兩個正交模同時存在，去耦合網(wǎng)絡(luò)是一個四端口網(wǎng)絡(luò)，正交輻射矩陣可以寫為：

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　　由于第二部分設(shè)計的天線傳輸線阻抗是50 Ω，所以1/4傳輸線的阻抗是70.7 Ω，將710 MHz代入，則可以求得L=15.8 nH，C=3.17 pF。這樣，就可以設(shè)計出180°的混合耦合器如圖8所示。將耦合器的3，4端口通過通孔連接天線，1，2端口接饋電網(wǎng)絡(luò)，就可構(gòu)成一個雙天線的去耦合系統(tǒng)。

　　4 710 MHz的LTE雙天線與去耦合網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合仿真

　　本文使用ADS對雙天線系統(tǒng)的去耦合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真。先在ADS中設(shè)計出耦合器的電路，如圖8所示，然后將第1部分設(shè)計的LTE天線使用HFSS仿真出的S參數(shù)導(dǎo)出為SNP文件，最后將SNP文件導(dǎo)入到ADS中，進(jìn)行聯(lián)合仿真。SNP文件的兩個輸入端口接耦合器的3、4端口，耦合器的1，2端口接饋電端。仿真結(jié)果如圖9所示?？梢?，加入了去耦合網(wǎng)絡(luò)后，S12和S21降到了30 dB以下。由于輸入端口存在著不匹配，所以S11和S22太大，不能滿足要求，這可以通過在饋電端口加入匹配網(wǎng)絡(luò)來改善。通過ADS的優(yōu)化設(shè)置，可知當(dāng)匹配網(wǎng)絡(luò)先并聯(lián)一個3.815 nH電感，再串聯(lián)一個14 nH的電感后，S11和S22均可以達(dá)到滿意的效果，S12和S21也進(jìn)一步減小到-35 dB以下。加入匹配網(wǎng)絡(luò)后的仿真結(jié)果如圖10所示，從圖中也可以看出，S11只是在一個很窄的帶寬內(nèi)滿足要求，這也是DMN技術(shù)的局限。

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　　5 結(jié)語

　　本文從s參數(shù)的角度分析了一個雙天線系統(tǒng)的去耦合方法，并通過一個天線設(shè)計實例，使用HFSS和ADS進(jìn)行去耦合前和去耦合后的仿真。結(jié)果顯示加入去耦合網(wǎng)絡(luò)和匹配網(wǎng)絡(luò)后兩個天線間的耦合可以降低至-35 dB以下，反射系數(shù)也可達(dá)到-15 dB以下，這滿足了工作于710 MHz的移動設(shè)備的要求。