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自解耦方法简介

Characteristic mode analysis (CMA) 的研究在过去几十年中取得了长足的发展，特别是在涉及导电体天线设计的应用中。而自解耦在有限空间多天线中有重要意义。

自解耦技术

As shown below👇

Self-Decoupled

自解耦方法，是利用天线的固有特性，包括接地平面、馈电电路和辐射器的特性，来解耦。

由于不需要外部解耦结构，这种方法正受到越来越多的关注。

1、接地平面法

L. Sun等使共模和差模的输入阻抗相等，以解耦两个倒F天线（即短路的MPA）。

Q. X. Lai等研究了具有两个或多个平行零场区域的接地平面的特定特征模式，以解耦MIMO MPA。这两种设计主要取决于接地平面的尺寸。

2、馈电电路

H. Lin等采用了嵌入式馈线，它提供了一个额外的耦合路径来抵消辐射贴片的耦合。显然，这种设计依赖于特定的馈电结构。

3、辐射器

Y. M. Pan等使用正交TM10和TM02模式被激发并叠加，在耦合MPA的馈电位置产生零场区域，利用辐射器的特性获得高端口隔离。

4、平面自解耦（E和H）

考虑到天线的场分布通常随着极化而变化，并且E和H平面中天线元件之间的互耦也大不相同，因此，仅依靠天线本身同时处理E和H平面中的耦合是非常具有挑战性的。

天线设计中的平面自解耦

在天线设计中，平面自解耦技术的一些实现方式：

极化分集：

自去耦策略通常基于具有高隔离度的极化或图案分集。通过将耦合天线的馈电点定位在激励天线近场的零场或弱场区域，可以减少天线单元之间的耦合。

模式转换：

通过激励介电谐振器天线的高阶模式，如结合TM10和TM20贴片天线的模式，并改变接地平面的大小，可以实现自解耦。这种方法依赖于近场的分布，通常是窄带响应。

参考文献

[1] L. Zha, Y. M. Pan and S. Y. Zheng, "Self-Decoupled Linear and Planar MIMO Microstrip Patch Antenna Arrays Operating in the Fundamental TM01 Mode," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 2, pp. 1224-1233, Feb. 2024, doi: 10.1109/TAP.2023.3345409.

来源：微波工程仿真

谐振模式理论（RMT）简介

在未加激励源的情况下观察散射体的模态是微波工程中常用的技术。相比与特征模式理论，RMT可以直接获取观察频段内的谐振模式。且不会产生冗余和无关紧要的非共振模式目录谐振模式理论和特征模式理论谐振模式理论方法参考文献 RMT vs TCMAs shown below👇谐振模式理论和特征模式理论特征模式理论（TCM）可以方便的观察散射体的谐振模式，但在观察频带内利用 TCM 时会产生非谐振模式，当应用这些模式来拓宽各种谐振天线设计的阻抗带宽时，可能会引起混淆。相比之下，谐振模态理论（RMT）仅涉及与多频段或宽带谐振天线设计最相关的谐振模式。一旦通过 RMT 在所需频段获得所选散射体的谐振模式，剩下的工作就是引入一个源来激发频段中的谐振模式，形成宽带天线。谐振模式理论方法简介基于波印廷定理和电磁场补偿定理(Poynting theorem and compensation theorem of electromagnetic fields)，具有任意金属和电介质组合的散射体周围的存储场能量（DSFE）的差异可以用模态电流表示如下,为了确定具有任意金属和电介质组合的散射体的外部谐振模式，可以要求DSFE消失，从而得到均匀的体积表面积分方程（VSIE）为了求解上述齐次VSIE，通过矩量法进行离散化，得到一个实齐次矩阵方程它的非平凡解存在的充要条件是具有任意金属和电介质组合的散射体的实际谐振频率和模态电流分布可以分别从以上公式中确定。RMT不会产生冗余和无关紧要的非共振模式。参考文献 [1] R. Xiao, W. Geyi, G. Yang and W. Wu, "Application of Resonant Modal Theory to the Design of Dual-Band Wideband Dipole Antenna," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 23, no. 8, pp. 2551-2555, Aug. 2024, doi: 10.1109/LAWP.2024.3399405.[2] R. Xiao, G. Wen and W. Wu, "Theory of resonant modes and its application", IEEE Access, vol. 9, pp. 114945-114956, 2021.[3] R. Xiao, G. Wen, G. Yang and W. Wu, "The extended resonant modal theory and its applications", Microw. Antennas Propag., 2024. 来源：微波工程仿真