在天线阵列中,任意两个元件之间存在电磁耦合效应,称为相互耦合。无穷小偶极子模型 (IDM) 是一种使用一组无穷小偶极子对目标天线进行建模的方法,可以促进其电磁分析和设计。而表征辐射元件之间的相互耦合效应,对于天线阵列的准确分析和综合设计至关重要
IDM互耦合效应
*IDM互耦合效应
基于 IDM 从 3 个角度考虑了辐射元件之间的互耦合效应。
首先,使用反应定理计算两个任意元素之间的相互导纳,该定理允许考虑馈电端口的相互耦合效应,并能够分析整个阵列的电磁特性。
其次,使用 IDM 等效地对阵列环境中辐射元件的辐射场进行建模,然后根据叠加原理分析天线阵列的电磁性能。
第三,基于无穷小偶极子的概念,使用广义散射矩阵法或天线电流格林函数法来考虑元件之间的相互耦合效应。
无穷小偶极子间的电磁耦合是复杂多物理过程。实际设计中需权衡耦合效应与系统需求,尤其在密集天线阵列或MIMO系统中。
*等效建模
双元件阵列是天线阵列的最简单形式,仅由两个单独的辐射元件组成。两个辐射元件之间的互导纳可以通过电磁反应定理和对偶原理来确定。
考虑高阶互耦合效应将与不考虑天线散射效应时得到的结果相比,会产生不同的互导纳。

互阻抗法:耦合效应可通过互阻抗 Z12 描述。系统阻抗矩阵为:
#耦合系数:k, 反映耦合强度。
[1] S. Lou, S. Qian, S. Lian, W. Wang, H. Bao, and G. Leng, “Analysis of High-Order Mutual Coupling Effect of Antenna Arrays Based on Infinitesimal Dipole Model,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 73, no. 6, pp. 3628–3638, Jun. 2025, doi: 10.1109/TAP.2025.3538283.
