基于耦合路径分析的MIMO介质谐振器天线的解耦

《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》：Decoupling of MIMO Dielectric Resonator Antennas Based on Coupling Path Analysis

MIMO介质谐振天线提出基于耦合路径理论的自解耦方法，通过共模与差模叠加抑制场间和源场耦合，验证设计有效提升隔离。

　　

摘要：

本文介绍了一种用于多输入多输出（MIMO）介质谐振器天线（DRAs）的新型自解耦方法。与传统基于现象的方法不同，这些方法依赖于电流或场消除来实现天线的解耦，而本文侧重于对DRAs中耦合路径的理论分析。对于双端口DRA，理论模型确定了两种主要的耦合路径：1）场间耦合，由具有相同共振频率的特征模式之间的空间场重叠和相互作用决定；2）源到场耦合，由激励效率和源与每个特征模式之间的空间对齐程度决定。为了实现内在解耦，构建了两个叠加模式，分别为： a_1 = C_M + a_2 和 a_2 = C_M - a_1 其中 < /> 和 < /> 分别代表共模和差模分量，其特征为同相和反相激励。因此，a_1 和 a_2 之间的场间耦合被最小化，而源1与模式 a_2 以及源2与模式 a_1 之间的源到场耦合也被有效抑制。为了验证所提出的方法，本文展示了几个设计实例，并制造和测量了两个具有电耦合和磁耦合的代表性原型。这种自解耦方法为提高紧凑型MIMO DRAs的隔离性能提供了一种系统且无结构的解决方案。

引言

多输出（MIMO）技术在现代无线通信系统中起着关键作用[1]、[2]，因为它可以在不增加额外频谱资源的情况下提高信道容量。然而，在紧凑型天线或共享辐射器中多个端口的紧密集成往往会导致严重的相互耦合，从而显著降低信道容量。