微带贴片天线收发去耦结构研究

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长期以来,相邻天线之间的的去耦合研究作为天线研究的重要课题之一,受到了来自学界的广泛关注。相邻天线之间的隔离对无线通信系统工作性能的影响不容忽视,尤其对于收发同频的系统来说,互耦效应实际上是一种强干扰,需要在接收端采取专门的技术措施来进行处理。基于多方面的原因,对相邻天线之间的去耦研究具有重要的实际意义和应用价值。本文从天线去耦原理展开研究,利用三维仿真软件HFSS对天线间去耦进行了深入研究,主要的工作和研究成果包括如下:(1)设计了一种基于场对消方法的去耦结构,以二元微带贴片天线阵为例,HFSS仿真结果表明以5.8GHz为中心频率,30dB去耦带宽可达到33MHz,带宽内隔离度可达到49.5dB。对比仿真与实测数据,证实该方法确实具有良好的去耦效果。(2)设计了一种基于场对消方法的去耦结构,在两天线间加入多级曲折线谐振去耦结构,实现间接耦合场的引入。以二元微带天线阵为例,HFSS仿真结果表明以5.8GHz为中心频率,30dB去耦带宽可达到38MHz,带宽内隔离度可达到43dB,同时验证了去耦结构的工作机理。(3)设计了一种带阻滤波去耦结构,以二元微带贴片天线阵为例,仿真结果表明该带阻滤波结构能在5.8GHz处实现162.8MHz的10dB匹配带宽,带宽内隔离度均大于22dB,并且在5.8GHz处取得最大隔离度37.5dB。同时,仿真表明带阻去耦结构的引入并不会影响天线阵原有的方向图。对于带阻滤波结构提出了另一种使用思路,仿真结果表明该思路(类似于马刺线)并不具备去耦能力,证实了,带阻滤波结构应该以缺陷地的形式进行利用。
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