浅谈天线隔离度问题中篇——天线隔离度的关键因素

陆妹

, ^' p" T- I- y( V, `

在上篇我们解释了天线隔离度的基本概念，以及它的测试方法，那么接下来就为大家演示几个测试实例，这些实验都是在我们的电巢共享实验室里测试完成的。

+ S1 e6 Z' i7 K8 @  |. f

/ `1 t, V  I! e, v) E
" T2 U2 X+ }: E如图，这块板子上有8个天线，分别命名为1号~8号。这8个天线相互之间的隔离度到底如何呢，我们先测试相距较远的两个天线1号和2号，如红框所示。
, H1 u, i6 `6 {$ p6 A% m& U: E

" M# Z0 h) E# k  r
可以看到，1号和2号这两个天线之间的隔离度很好，已经达到30dB左右。
9 `% L: a* N# `

* y$ i* ?0 S+ Z! E) i) Y: R
+ r  B6 q+ }3 k6 V我们接下来测试两个离得比较近的天线，2号和7号。
- Y! R' ]0 ^/ c9 r9 a# ~* u

; v5 N& m: e9 M从数据上来看，这两个天线的隔离度差了不少，这说明距离应该是会影响天线隔离度的。接下来，我们测试 2号和3号，2和3之间的距离与2和7之间的距离一样，我们看看隔离度是不是一样
. q: V: G; z* w

可以看到，隔离度差了很多，用绝对值来换算，和上一组天线相比，隔离度差了4倍还多。这说明，距离并不是影响隔离度的唯一要素，一定还有什么其他原因在影响天线的隔离度。

没错，天线的辐射方向也是影响天线隔离度的一个重要因素。标准天线的辐射方向图是可以从理论分析得出的。当两个天线辐射的最强方向相对时，即使两个 天线间的距离比较远，它们之间依然会产生比较强的互耦效应，导致隔离度变差。
; w/ ]$ |, b: p# P

那么如何提升天线之间的隔离度呢？

对于独立的天线个体，提升隔离度的方式主要有四种。下面我们一一来演示一下。
( q9 B* \: Y2 f1 s) }+ Y" |9 ?4 C第一种方式就是拉开天线之间的距离。我们用一种更直观的方式来演示。这是两根2.4G的偶极子天线。我们来看看距离对隔离度的影响。首先是距离5cm时的隔离度。
9 V5 C, @; U3 j% s* v

/ `' G9 P& f# u

( f6 S; r" V! Q9 W( H  x! G然后是相距10cm时，两个天线的隔离度
# }1 O- ?' ]/ x

: ~. P; E, }5 U- Y1 D9 s

可以看到，距离10cm时，天线之间的隔离度要比5cm间距的隔离度好一些。因此，在有条件的情况下，我们尽量将两个天线的间距拉大，这是提升隔离度的有效方式。但是终端狭小的结构空间，往往限制了天线间的距离。那么如何在有限的结构空间里提升天线的隔离度呢？早期基站天线会使用加隔离墙的方式来提升隔离度

1 m% c! w& o! @- r- y" B3 x我们来试试这种方法有没有效果！
9 x" [3 L  F! z4 I, w8 I

: q* f+ A( ^. _1 o' h8 V' o/ d; L

) i) V2 ~# D; _/ n从实验结果来看，加隔离墙确实有效果，但是墙的高度会影响隔离的最终效果，具体加多高的墙才能达到隔离指标，很难通过简单的经验判断得出结论。而且终端上有没有空间给你加这个隔离墙也是一个问题。所以我们需要试试其他的方法，比如试试让两个天线的极化方向垂直。
4 x5 |7 W2 D" x  ~* J, j

# T7 c) u% N6 w& u8 H

) F; X  D  g1 r& V( Q! {, C极化方向垂直的两个天线，即使在距离只有5cm的情况下，也依然得到了极高的隔离度指标，这说明，这种方法非常有效。看起来我们只需要判断出两个天线的极化方向，然后让他们互相垂直就好了，so easy！
如何判断独立天线的极化方式呢？天线的极化方向，就是天线辐射电场的方向，因此通过天线上的电路方向，就可以简单判断出天线的极化方向。而对于独立线天线来说，它的电流方向也可以简单的通过天线外形来进行判断。

7 g5 T% a8 k5 |) L+ [7 q既然天线极化垂直可以提升隔离度，那么在终端上是否可以通过这种方式来提升隔离呢？我们直接来测试一下，这个板子上的天线2号和6号
1 Y) |9 i6 d$ V4 a  z

) u5 O) t; V0 s/ m% z9 d# F. m

从测试结果可以看出，看似垂直的两个天线隔离度却非常差，这是什么原因呢？

! {) H. d3 l! O, O$ }这是因为，我们以为天线只是这一小块的金属铜皮结构，但实际上，构成辐射体的是这整块板子。确实，在我们以为就是天线本体的这两块金属表面，电流确实垂直，但是这块板子上其他地方的电流就不垂直了。下面两张图展示了天线工作时，板子上的电流方向。

' d, ^9 s, x& t& N" \
4 Y. x9 R+ `: S" Q' N

1 M  N) _1 g, f( z+ K  J0 }0 q+ b可以看到，两个天线工作时，板子上的电流是平行的，因此也就不构成极化垂直的条件，隔离度自然不会好。

我们这个板子的环境其实是很简单的，干干净净，就一块PCB板。电流方向也很规整，就是这样也没办法做到让两个天线极化方向垂直，而真实终端里面的环境会复杂很多，极化方向更能确定。因此通过让两个天线相互垂直的方式来提升隔离度好像有点不太靠谱。
+ y4 R$ a( t) q4 x7 S
那有没有其他办法提升终端天线间的隔离度呢？我们下期解答！
9 o4 F9 q3 q/ z% A3 _
! i0 q. \9 K2 s! x; Q! @! R

cichishia

hellolby

学习一下,感谢分享