0 前言

在5G和6G無線通信系統中，天線作為接收和發射電磁波的關鍵部件，在移動通信、軍事、航天和導航等領域都扮演著舉足輕重的角色。雙極化天線因其增加信道容量和對抗多徑衰落效應的潛力而被廣泛應用于各種系統中。應用雙極化天線可以減少基站所需的天線數量，節約天線設計所需的空間資源，并滿足人們日益增長的流量需求。在評估雙極化天線性能時，端口隔離是一個關鍵因素。然而，隨著新一代通信系統容量的增加、用戶數量的增多和耦合場景的復雜化等因素的出現，傳統的雙極化天線設計難以滿足隔離度要求。

法動科技擁有多項實現高隔離雙極化天線陣列的新型技術，并一直致力于實現各類復雜場景下的去耦技術研究。本期將介紹一種在雙極化天線基板底部添加T型微帶網絡的技術，以提高端口之間的隔離度。該方案結構簡單、效果顯著，適用于大規模高性能天線的設計。

1 天線結構

圖一展示了所提出的高隔離度雙極化天線的結構。與傳統天線相比，該天線具有以下幾個優點：1）天線基板底部添加T型微帶網絡幾乎不占用額外空間尺寸，可實現緊湊型排布。2）該天線由全金屬結構構建，物料成本低、損耗小（無介質損耗）、可靠性高、輻射效率高。3）所提出的去耦結構不會影響貼片天線的輻射性能。

圖1

2 UltraEM仿真模型圖

圖2

3T型微帶網絡

圖3.T型微帶網絡（UltraEM版圖）

4 去耦原理

改變傳輸線(z1，e1)的電長度和特性阻抗，可以使自導納和互導納的實部分別為Y0和0。通過調節并聯T形電路的z2, e2, z3, e3可以消除自導納和互導納的虛部，設計公式如（1）-（7）所示。

5 性能對比

圖四展示了S參數對比圖，由圖可見，本文所提出的雙極化天線在中心頻帶2.6GHz附近具有較高的端口隔離度（>40dB）。

圖4

圖五展示了在饋線上的電流強度對比（UltraEM仿真結果）

圖5

圖六展示了天線方向圖的對比

圖6

法動科技：

成立于2017年。作為擁有硅谷及斯坦福創新基因的國際一流團隊，我們專業提供射頻微波電子設計自動化（EDA）軟件，憑借自主研發的大容量、快速三維全波電磁仿真引擎和基于人工智能技術的高效系統級仿真引擎，能夠在射頻微波芯片、封裝、高速PCB等領域為用戶提供快速準確的電磁仿真、建模及優化設計方案。

同時，我們可以為包括移動通信、物聯網、5G、雷達、衛星通信系統和高速數字設計在內的產品提供高水平設計開發服務。

審核編輯：湯梓紅