±45 双极化天线阵列的解耦合技术

随着基站天线朝向多制式、多频段和大规模部署的方向演进，天线之间出现的多样耦合干扰已对移动通信系统性能造成严重影响。目录 基站天线去耦技术现状 不同基站去耦技术概述 参考文献 DecoupleAs shown below👇基站天线去耦技术在多频段的大规模基站天线阵列中，天线耦合干扰主要分为：异频耦合干扰和同频耦合干扰两大类。异频耦合干扰，即不同频段天线间的干扰，根据其产生机理，进一步细分为：散射干扰、共模干扰和端口信号干扰。针对这些干扰，基站去耦研究发展了四种去耦技术，分别为：散射干扰去耦技术、共模干扰去耦技术、端口信号干扰去耦技术以及同频干扰去耦技术。然而，一些去耦方法之间存在不兼容性，加之空间紧凑的限制，许多去耦策略难以在基站天线阵列中得到有效应用，极大增加了天线去耦的设计难度。由于缺乏理论指导和定量分析手段，传统的调试方法往往会盲目消耗大量的计算资源和仿真时间，难以达到理想的去耦效果。因此，开展基于耦合定量分析方法的阵列去耦关键技术研究，对于提高大规模基站天线系统的性能至关重要。不同基站去耦技术概述1、散射干扰去耦技术在高频天线辐射时，其发出的高频电磁波会在低频天线上引起散射电流。这些散射电流产生的散射波干扰了高频天线本身的辐射，导致辐射方向图发生畸变。散射干扰不仅降低了天线的辐射效率，而且会引起信号覆盖范围不均匀，从而对通信系统的整体性能产生负面影响。在解决散射干扰的过程中，技术关键在于减少或消除这些散射电流，从而实现有效的干扰去耦，确保天线系统的性能和通信质量。2、共模干扰去耦技术在低频天线辐射时，所发出的低频电磁波在高频天线上诱发共模谐振。这一过程导致在高频天线的辐射体及其同轴线上产生共模电流。由这些共模谐振电流引发的电磁波将干扰低频天线自身的辐射，造成辐射方向图畸变。此类干扰在共模谐振频点处尤为显著，会影响低频天线的性能，导致天线端口不匹配和方向图畸变，进而降低系统整体性能。有效解决共模干扰的策略在于将共模谐振频点调整至低频天线的工作频段之外，通过这种方式实现干扰去耦，确保天线系统的高效和稳定。3、端口信号干扰去耦技术在多频基站天线系统中，不同频段天线间的相互耦合可能导致耦合电流流入天线端口，引发信号干扰并降低通信质量[54]。这种端口信号干扰会降低基站天线的频谱使用效率，导致信号失真或覆盖范围缩减，从而影响系统的整体性能和可靠性。为了应对多频基站天线的端口信号干扰，集成滤波结构成为了一种有效的解决策略。通过将天线与滤波结构进行一体化设计，滤除非目标频段的信号，可以显著减少信号干扰。这种方法不仅有效地抑制了多频基站天线系统中的耦合信号干扰，而且确保了通信系统能够高效且稳定地运行。4、同频干扰去耦技术同频天线由于工作在相同的频率范围内，并且在紧凑的天线阵列布局中，天线之间的距离相当近，这使得它们极易相互影响，导致同频耦合干扰的产生。这种干扰导致天线性能降低，表现为端口失配、方向图畸变和辐射效率的减少，进而影响到天线系统的数据传输速率和信号的可靠性。由于天线布局的空间限制以及收发一体化设计的要求，同频去耦相比异频去耦面临更多难题，许多常规的去耦技术难以直接适用于同频场景。目前，针对同频去耦的策略主要包括三类：一是利用天线阵列去耦表面技术，二是通过安装挡板进行物理隔离，三是结合去耦表面和挡板技术的综合去耦策略，旨在有效减轻同频耦合干扰，保障天线系统的高效运行。参考文献 [1] 卢笑池.基站天线阵列去耦与智能设计关键技术研究[D].电子科技大学,2024.DOI:10.27005/d.cnki.gdzku.2024.000346.[2] Y. Li and Q. -X. Chu, "Dual-Layer Superstrate Structure for Decoupling of Dual-Polarized Antenna Arrays," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 21, no. 3, pp. 521-525, March 2022, doi: 10.1109/LAWP.2021.3136934. 来源：微波工程仿真