浅谈天线隔离度问题下篇——终端天线如何提高隔离度

陆妹

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在上篇文中，我们列出了几个提升独立天线隔离度的实验案例，但是这些案例对于终端天线来说，似乎没有什么作用。那么终端天线如何提高隔离度呢？

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( z) J5 X3 R+ U0 ]4 A在《浅谈天线隔离度问题上篇——天线隔离的定义》中，我们提到天线辐射方向图也会影响天线的隔离度。只需将两个天线辐射最弱的方向相对，就可以获得较好的隔离度指标。

" v' w) N/ @' X+ l, w但是天线辐射方向图有时候并没有办法通过简单的经验判断来得出，特别是我们终端中的PCB天线，PIFA天线，IFA天线。
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! O$ X) x3 @9 t. b, T9 a; m这些天线的辐射方向图受到天线周围环境以及地平面的影响，光靠看是看不出个123的。要想提前预知天线辐射的方向图，只能通过准确的3D电磁场仿真才能得出结果。
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比如说我们现在这块板子，就用了CST来进行仿真设计，预测了天线的方向图以及天线的隔离度。大家可以一起来看看，我们仿真和实测的结果到底有多大的区别。
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1、2号天线隔离度仿真与实测对比

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1、4号天线隔离度仿真与实测对比

4 ~& U$ o* E* I  j! [通过仿真，我们可以预知天线的方向图，从而提前修改天线的形状，位置，以达到提高天线隔离度的目的。
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$ Q, s' h" f# |7 N但是，如果说天线位置已经固定，并且通过更改天线形式，已经无法做到隔离度的提升时，有没有其他的办法来解决这个问题呢？

也是有的。天线间的互耦会影响隔离度，那么如果通过匹配解耦的方式来调节，理论上来说也是有可能让隔离度再次优化的。退耦网络拓扑图如下。
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D网络作为一个四端口网络，起到一个退耦的作用，它的目标就是通过网络变换将S21变为0。在网络变换的过程中，S11和S22必然会劣化，所以需要匹配网络M来将天线匹配到一个合适的值。

8 v) k  ?3 m4 V8 ^% l% f! f2 }我们将这两个天线当成一个双端口网络，然后用网分测试出这个双端口网络的S参数，保存为SNP文件并导入ADS仿真。

% D/ n- ~5 w( [8 [6 Y8 Q, R这里采用ADS仿真是为了快速找到合适的集中参数器件，实际匹配情况可能和仿真结果略有差别。下面是仿真结果。
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改善前

改善后

通过仿真得到器件值以后，我们在真实主板中将这些器件焊接上去，看看隔离度能否得到真实优化。实际使用的匹配器件，和仿真器件略有差别，仿真结果只作为定性，测试结果需以实际器件为准。

通过实测结果与仿真结果对比，我们可以看到，隔离度曲线基本吻合，而且相比之前有比较大改善，从-10dB直接优化的-20dB，而天线本身的VSWR则没有太过于劣化。这说明通过添加退耦网络改善天线隔离性能是真实有效的。
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终端天线的隔离问题确实是天线设计中的一个难点，但是我们有多种方法来进行规避。但是无论哪种方法，都需要在开发前期做预设计，充分考虑后期调试可能出现的情况。

没有任何一种工程经验是通用的，解决问题还需要各位工程师多思考，多积累。

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cichishia

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