等效耦合器的设计 - 多个印制板天线之间的耦合问题

　　对于一个双天线系统，应该有两个正交模同时存在，去耦合网络是一个四端口网络，正交辐射矩阵可以写为：

　　由于第二部分设计的天线传输线阻抗是50 Ω，所以1/4传输线的阻抗是70.7 Ω，将710 MHz代入，则可以求得L=15.8 nH，C=3.17 pF。这样，就可以设计出180°的混合耦合器如图8所示。将耦合器的3，4端口通过通孔连接天线，1，2端口接馈电网络，就可构成一个双天线的去耦合系统。

　　4 710 MHz的LTE双天线与去耦合网络的联合仿真

　　本文使用ADS对双天线系统的去耦合网络进行仿真。先在ADS中设计出耦合器的电路，如图8所示，然后将第1部分设计的LTE天线使用HFSS仿真出的S参数导出为SNP文件，最后将SNP文件导入到ADS中，进行联合仿真。SNP文件的两个输入端口接耦合器的3、4端口，耦合器的1，2端口接馈电端。仿真结果如图9所示。可见，加入了去耦合网络后，S12和S21降到了30 dB以下。由于输入端口存在着不匹配，所以S11和S22太大，不能满足要求，这可以通过在馈电端口加入匹配网络来改善。通过ADS的优化设置，可知当匹配网络先并联一个3.815 nH电感，再串联一个14 nH的电感后，S11和S22均可以达到满意的效果，S12和S21也进一步减小到-35 dB以下。加入匹配网络后的仿真结果如图10所示，从图中也可以看出，S11只是在一个很窄的带宽内满足要求，这也是DMN技术的局限。

　　5 结语

　　本文从s参数的角度分析了一个双天线系统的去耦合方法，并通过一个天线设计实例，使用HFSS和ADS进行去耦合前和去耦合后的仿真。结果显示加入去耦合网络和匹配网络后两个天线间的耦合可以降低至-35 dB以下，反射系数也可达到-15 dB以下，这满足了工作于710 MHz的移动设备的要求。