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      類型分類:
      科普知識
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      電阻加熱器

      天線的隔離度如何提高?Part3

      發布日期:2022-10-18 點擊率:167

      在《淺談天線隔離度問題上篇——天線隔離的定義》中,我們提到天線輻射方向圖也會影響天線的隔離度。
       
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      只需將兩個天線輻射最弱的方向相對,就可以獲得較好的隔離度指標。
       
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      但是天線輻射方向圖有時候并沒有辦法通過簡單的經驗判斷來得出,特別是我們終端中的PCB天線,PIFA天線,IFA天線。
       
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      這些天線的輻射方向圖受到天線周圍環境以及地平面的影響,光靠看是看不出個123的。
       
      要想提前預知天線輻射的方向圖,只能通過準確的3D電磁場仿真才能得出結果。
       
      比如說我們現在這塊板子,就用了CST來進行仿真設計,預測了天線的方向圖以及天線的隔離度。
       
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      大家可以一起來看看,我們仿真和實測的結果到底與多大的區別。
       
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      1、2號天線隔離度仿真與實測對比
       
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      1、4號天線隔離度仿真與實測對比
       
      通過仿真,我們可以預知天線的方向圖,從而提前修改天線的形狀,位置,以達到提高天線隔離度的目的。
       
      但是,如果說天線位置已經固定,并且通過更改天線形式,已經無法做到隔離度的提升時,有沒有其他的辦法來解決這個問題呢?
       
      也是有的。天線間的互耦會影響隔離度,那么如果通過匹配解耦的方式來調節,理論上來說也是有可能讓隔離度再次優化的。
       
      退耦網絡拓撲圖如下。
       
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      D網絡作為一個四端口網絡,起到一個退耦的作用,它的目標就是通過網絡變換將S21變為0。
       
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      在網絡變換的過程中,S11和S22必然會劣化,所以需要匹配網絡M來將天線匹配到一個合適的值。
       
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      我們將這兩個天線當成一個雙端口網絡,然后用網分測試出這個雙端口網絡的S參數,保存為SNP文件并導入ADS仿真。
       
      這里采用ADS仿真是為了快速找到合適的集總參數器件,實際匹配情況可能和仿真結果略有差別。
       
      下面是仿真結果。
       
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      改善前
       
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      改善后
       
      通過仿真得到器件值以后,我們在真實主板中將這些器件焊接上去,看看隔離度能否得到真實優化。
       
      實際使用的匹配器件,和仿真器件略有差別,仿真結果只作為定性,測試結果需以實際器件為準。
       
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      通過實測結果與仿真結果對比,我們可以看到,隔離度曲線基本吻合,而且相比之前有比較大改善,從-10dB直接優化的-20dB,而天線本身的VSWR則沒有太過于劣化。
       
      這說明通過添加退耦網絡改善天線隔離性能是真實有效的。
       
      終端天線的隔離問題確實是天線設計中的一個難點,但是我們有多種方法來進行規避。但是無論哪種方法,都需要在開發前期做預設計,充分考慮后期調試可能出現的情況。

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