用于2×2 MIMO应用的双极化双波束EWG泄漏波天线

《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》：Dual-Polarization and Dual-Beam EWG Leaky Wave Antenna for 2 × 2 MIMO Application

提出了一种新型双极化双束椭圆波导泄漏波天线（LWA），适用于2×2 MIMO系统。通过±45°槽单元设计和半周期间隔优化，实现正交极化与相同辐射增益，抑制带内阻带并扩展带宽。测试表明其阻抗匹配（>10 dB）、实现增益（>10 dBi）、总效率（>55%）优异，交叉极化电平（

　　

摘要：

本文介绍了一种新型的双极化和双波束椭圆波导（EWG）漏波天线（LWA），该天线可用于2×2多输入多输出（MIMO）系统中。该天线同时利用两个空间谐波（u∈ [0, ?1]）生成两个辐射波束。通过对基于EWG LWA ±45° 槽单元的辐射场进行详细理论推导，可以控制EWG LWA波束的极化方向。通过利用两个槽之间的半周期间隔，使得两个波束具有正交的极化方向且具有相同的辐射增益。此外，经过阻抗匹配分析，在工作频带内可以抑制阻带信号，而不会影响u=? 谐波辐射，从而扩展了双波束的工作带宽。通过优化阶梯槽结构，在工作频带内可以实现稳定的增益。为了验证这一设计，我们设计了一种中心频率为5.5 GHz、采用±45阶梯槽单元的EWG LWA。测量结果表明：该天线具有良好的阻抗匹配（回波损耗>10 dB）、较高的实现增益（>10 dBi）、较高的总效率（>55%）、稳定的增益（增益变化<3 dB）、较低的双波束交叉极化水平（<?16 dB）以及较低的包络相关系数（ECC，<0.007），这些性能均在所需的工作频带内得到保持。天线的两个端口同时被馈电，从而形成一个2×2 MIMO系统，实现了空间分集和极化分集，显著提升了信道容量和系统的鲁棒性，为现代线性蜂窝通信系统提供了更高的数据传输速率。