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天線的隔離度如何提高？Part2

發(fā)布日期：2022-10-18 點(diǎn)擊率：73

接下來(lái)為大家演示幾個(gè)測(cè)試實(shí)例，這些實(shí)驗(yàn)都是在我們的電巢共享實(shí)驗(yàn)室里測(cè)試完成的。
 
如圖，這塊板子上有8個(gè)天線，分別命名為1號(hào)~8號(hào)。
 
這8個(gè)天線相互之間的隔離度到底如何呢，我們先測(cè)試相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)天線1號(hào)和2號(hào)，如紅框所示。
 
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可以看到，1號(hào)和2號(hào)這兩個(gè)天線之間的隔離度很好，已經(jīng)達(dá)到30dB左右。
 
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我們接下來(lái)測(cè)試兩個(gè)離得比較近的天線，2號(hào)和7號(hào)。
 
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從數(shù)據(jù)上來(lái)看，這兩個(gè)天線的隔離度差了不少，這說(shuō)明距離應(yīng)該是會(huì)影響天線隔離度的。
 
接下來(lái)，我們測(cè)試2號(hào)和3號(hào)，2和3之間的距離與2和7之間的距離一樣，我們看看隔離度是不是一樣
 
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可以看到，隔離度差了很多，用絕對(duì)值來(lái)?yè)Q算，和上一組天線相比，隔離度差了4倍還多。
 
這說(shuō)明，距離并不是影響隔離度的唯一要素，一定還有什么其他原因在影響天線的隔離度。
 
沒(méi)錯(cuò)，天線的輻射方向也是影響天線隔離度的一個(gè)重要因素。
 
標(biāo)準(zhǔn)天線的輻射方向圖是可以從理論分析得出的。
 
當(dāng)兩個(gè)天線輻射的最強(qiáng)方向相對(duì)時(shí)，即使兩個(gè)天線間的距離比較遠(yuǎn)，它們之間依然會(huì)產(chǎn)生比較強(qiáng)的互耦效應(yīng)，導(dǎo)致隔離度變差。
 
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那么如何提升天線之間的隔離度呢？
 
對(duì)于獨(dú)立的天線個(gè)體，提升隔離度的方式主要有四種。
 
下面我們一一來(lái)演示一下。
 
第一種方式就是拉開(kāi)天線之間的距離。我們用一種更直觀的方式來(lái)演示。
 
這是兩根2.4G的偶極子天線。我們來(lái)看看距離對(duì)隔離度的影響。
 
首先是距離5cm時(shí)的隔離度。
 
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然后是相距10cm時(shí)，兩個(gè)天線的隔離度
 
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可以看到，距離10cm時(shí)，天線之間的隔離度要比5cm間距的隔離度好一些。
 
因此，在有條件的情況下，我們盡量將兩個(gè)天線的間距拉大，這是提升隔離度的有效方式。
 
但是終端狹小的結(jié)構(gòu)空間，往往限制了天線間的距離。
 
那么如何在有限的結(jié)構(gòu)空間里提升天線的隔離度呢？早期基站天線會(huì)使用加隔離墻的方式來(lái)提升隔離度
 
我們來(lái)試試這種方法有沒(méi)有效果！
 
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從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，加隔離墻確實(shí)有效果，但是墻的高度會(huì)影響隔離的最終效果，具體加多高的墻才能達(dá)到隔離指標(biāo)，很難通過(guò)簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)判斷得出結(jié)論。
 
而且終端上有沒(méi)有空間給你加這個(gè)隔離墻也是一個(gè)問(wèn)題。所以我們需要試試其他的方法，比如試試讓兩個(gè)天線的極化方向垂直。
 
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極化方向垂直的兩個(gè)天線，即使在距離只有5cm的情況下，也依然得到了極高的隔離度指標(biāo)，這說(shuō)明，這種方法非常有效。看起來(lái)我們只需要判斷出兩個(gè)天線的極化方向，然后讓他們互相垂直就好了，so easy！
 
如何判斷獨(dú)立天線的極化方式呢？
 
天線的極化方向，就是天線輻射電場(chǎng)的方向，因此通過(guò)天線上的電路方向，就可以簡(jiǎn)單判斷出天線的極化方向。
 
而對(duì)于獨(dú)立線天線來(lái)說(shuō)，它的電流方向也可以簡(jiǎn)單的通過(guò)天線外形來(lái)進(jìn)行判斷。
 
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既然天線極化垂直可以提升隔離度，那么在終端上是否可以通過(guò)這種方式來(lái)提升隔離呢？
 
我們直接來(lái)測(cè)試一下，這個(gè)板子上的天線2號(hào)和6號(hào)
 
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從測(cè)試結(jié)果可以看出，看似垂直的兩個(gè)天線隔離度卻非常差，這是什么原因呢？
 
這是因?yàn)椋覀円詾樘炀€只是這一小塊的金屬銅皮結(jié)構(gòu)，但實(shí)際上，構(gòu)成輻射體的是這整塊板子。
 
確實(shí)，在我們以為就是天線本體的這兩塊金屬表面，電流確實(shí)垂直，但是這塊板子上其他地方的電流就不垂直了。
 
下面兩張圖展示了天線工作時(shí)，板子上的電流方向。
 
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可以看到，兩個(gè)天線工作時(shí)，板子上的電流是平行的，因此也就不構(gòu)成極化垂直的條件，隔離度自然不會(huì)好。
 
我們這個(gè)板子的環(huán)境其實(shí)是很簡(jiǎn)單的，干干凈凈，就一塊PCB板。
 
電流方向也很規(guī)整，就是這樣也沒(méi)辦法做到讓兩個(gè)天線極化方向垂直，而真實(shí)終端里面的環(huán)境會(huì)復(fù)雜很多，極化方向更能確定。
 
因此通過(guò)讓兩個(gè)天線相互垂直的方式來(lái)提升隔離度好像有點(diǎn)不太靠譜。

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