為了提高天線的容量和發(fā)射接收速率，LTE通信系統(tǒng)使用了MIMO天線。由于移動終端上空間有限，多個天線間存在較大耦合，天線的輻射效率和通信容量會降低。為了解決這一問題，從S參數(shù)的角度推導(dǎo)出了天線的正交輻射模式，提出了通過加入 180°耦合器來降低多個天線間耦合的方法。使用HFSS和ADS對設(shè)計好的710MHz天線進行聯(lián)合仿真，結(jié)果顯示加入耦合器后，兩個天線間的耦合明顯減小。這種設(shè)計使得該天線可以很好地應(yīng)用于LTE通信系統(tǒng)的移動終端。

　　引言

　　LTE項目是3G技術(shù)的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進的標(biāo)準(zhǔn)。在20MHz 頻譜帶寬下能夠提供下行150Mb/s與上行50Mb/s的峰值速率。為了滿足LTE在高數(shù)據(jù)率和高系統(tǒng)容量方面的需求，LTE系統(tǒng)支持多天線MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術(shù)，在發(fā)射端和接收端同時使用多個天線進行接收和發(fā)射，將不可避免地引起多個天線之間的相互耦合，導(dǎo)致天線之間的相關(guān)性減小，從而降低通信容量，而且也會降低天線的輻射效率。這種耦合在移動終端天線上表現(xiàn)得尤為明顯。通常為了降低天線之間的耦合，要求增大天線之間的距離，而移動終端有限的空間又不能滿足此要求，尤其是在700MHz左右的頻段，幾個天線之間的電氣距離通常只有波長的十幾分之一，這就更加劇了耦合程度。在移動終端，通常使用印制板天線，所以本文研究的主要問題也是多個印制板天線之間的耦合問題。印制天線之間的耦合通常包括3個部分：遠場耦合；近場耦合；表面波耦合。當(dāng)多個天線之間的極化方向相同時，就會存在遠場耦合，天線之間的距離增大一倍，耦合會減小6dB。當(dāng)一個天線處于另一個天線的近輻射場時，近場耦合就會發(fā)生，耦合與介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)，也與天線之間的距離有關(guān)，當(dāng)天線的距離增大一倍時，耦合會減小12～18 dB。表面波耦合發(fā)生在介質(zhì)層，天線之間的距離增大一倍，表面波耦合減小3dB。當(dāng)介質(zhì)的厚度h與波長λ0之間的比值達到一定數(shù)值時，表面波之間的耦合將起主導(dǎo)作用。為了降低多個天線之間的耦合，人們想出了各種辦法。其中一種有效的方法就是使用DMN（Decoupling and Matehing Networks）技術(shù)。具體的設(shè)計方法與實例文獻均有論述，但是文中并沒有給出具體的理論說明。文獻提出了一種采用正交模式分析的方法，通過S參數(shù)分析，從理論上給出了一種合理的去耦合方法。本文采用文獻給出的S參數(shù)分析方法，對文獻提出的 710MHz天線之間的耦合進行研究，并通過計算設(shè)計出一種采用集總參數(shù)元件構(gòu)成的耦合器與匹配網(wǎng)絡(luò)去掉兩個天線之間的耦合。通過HFSS和ADS聯(lián)合仿真可以看出，S12與S21參數(shù)得到了明顯改善。