接下來為大家演示幾個測試實(shí)例,這些實(shí)驗都是在我們的電巢共享實(shí)驗室里測試完成的。
如圖,這塊板子上有8個天線,分別命名為1號~8號。
這8個天線相互之間的隔離度到底如何呢,我們先測試相距較遠(yuǎn)的兩個天線1號和2號,如紅框所示。
可以看到,1號和2號這兩個天線之間的隔離度很好,已經(jīng)達(dá)到30dB左右。
我們接下來測試兩個離得比較近的天線,2號和7號。
從數(shù)據(jù)上來看,這兩個天線的隔離度差了不少,這說明距離應(yīng)該是會影響天線隔離度的。
接下來,我們測試2號和3號,2和3之間的距離與2和7之間的距離一樣,我們看看隔離度是不是一樣
可以看到,隔離度差了很多,用絕對值來換算,和上一組天線相比,隔離度差了4倍還多。
這說明,距離并不是影響隔離度的唯一要素,一定還有什么其他原因在影響天線的隔離度。
沒錯,天線的輻射方向也是影響天線隔離度的一個重要因素。
標(biāo)準(zhǔn)天線的輻射方向圖是可以從理論分析得出的。
當(dāng)兩個天線輻射的最強(qiáng)方向相對時,即使兩個天線間的距離比較遠(yuǎn),它們之間依然會產(chǎn)生比較強(qiáng)的互耦效應(yīng),導(dǎo)致隔離度變差。
那么如何提升天線之間的隔離度呢?
對于獨(dú)立的天線個體,提升隔離度的方式主要有四種。
下面我們一一來演示一下。
第一種方式就是拉開天線之間的距離。我們用一種更直觀的方式來演示。
這是兩根2.4G的偶極子天線。我們來看看距離對隔離度的影響。
首先是距離5cm時的隔離度。
然后是相距10cm時,兩個天線的隔離度
可以看到,距離10cm時,天線之間的隔離度要比5cm間距的隔離度好一些。
因此,在有條件的情況下,我們盡量將兩個天線的間距拉大,這是提升隔離度的有效方式。
但是終端狹小的結(jié)構(gòu)空間,往往限制了天線間的距離。
那么如何在有限的結(jié)構(gòu)空間里提升天線的隔離度呢?早期基站天線會使用加隔離墻的方式來提升隔離度
我們來試試這種方法有沒有效果!
從實(shí)驗結(jié)果來看,加隔離墻確實(shí)有效果,但是墻的高度會影響隔離的最終效果,具體加多高的墻才能達(dá)到隔離指標(biāo),很難通過簡單的經(jīng)驗判斷得出結(jié)論。
而且終端上有沒有空間給你加這個隔離墻也是一個問題。所以我們需要試試其他的方法,比如試試讓兩個天線的極化方向垂直。
極化方向垂直的兩個天線,即使在距離只有5cm的情況下,也依然得到了極高的隔離度指標(biāo),這說明,這種方法非常有效??雌饋砦覀冎恍枰袛喑鰞蓚€天線的極化方向,然后讓他們互相垂直就好了,so easy!
如何判斷獨(dú)立天線的極化方式呢?
天線的極化方向,就是天線輻射電場的方向,因此通過天線上的電路方向,就可以簡單判斷出天線的極化方向。
而對于獨(dú)立線天線來說,它的電流方向也可以簡單的通過天線外形來進(jìn)行判斷。
既然天線極化垂直可以提升隔離度,那么在終端上是否可以通過這種方式來提升隔離呢?
我們直接來測試一下,這個板子上的天線2號和6號
從測試結(jié)果可以看出,看似垂直的兩個天線隔離度卻非常差,這是什么原因呢?
這是因為,我們以為天線只是這一小塊的金屬銅皮結(jié)構(gòu),但實(shí)際上,構(gòu)成輻射體的是這整塊板子。
確實(shí),在我們以為就是天線本體的這兩塊金屬表面,電流確實(shí)垂直,但是這塊板子上其他地方的電流就不垂直了。
下面兩張圖展示了天線工作時,板子上的電流方向。
可以看到,兩個天線工作時,板子上的電流是平行的,因此也就不構(gòu)成極化垂直的條件,隔離度自然不會好。
我們這個板子的環(huán)境其實(shí)是很簡單的,干干凈凈,就一塊PCB板。
電流方向也很規(guī)整,就是這樣也沒辦法做到讓兩個天線極化方向垂直,而真實(shí)終端里面的環(huán)境會復(fù)雜很多,極化方向更能確定。
因此通過讓兩個天線相互垂直的方式來提升隔離度好像有點(diǎn)不太靠譜。