谈天线隔离度
天线隔离度
5G NR天线隔离度 5G NR（2.6GHz频段）与其它无线系统共址时，需预留足够的干扰隔离距离规避干扰，同时多系统共址时需要预留不同天馈系统间的安装和维护空间，因此建议： （1）5G NR（2.6GHz）系统与D频段TD-LTE系统邻频，需要时隙对齐避免交叉时隙干扰。 （2）5G NR大规模天线阵与GSM/NB-IoT（900MHz）CDMA 1X/NB-IoT（800MHz）/FDD LTE（900MHz和1.8GHz）/WCDMA/FDD LTE（2.1GHz）/TD-SCDMA（A频段）/TD-LTE（F频段）/5G NR（3.5GHz）/5G NR（4.9GHz）定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m；垂直距离≥0.3m。 （3）5G NR大规模天线阵与DCS定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.9m；垂直距离≥0.3m。 （4）如果安装空间有限，可以适当缩减隔离距离，以不影响天馈系统安装和维护为宜。同时隔离距离不应该小于下表所示数值： 表 10.1-1 5G NR（2.6GHz频段）与其它移动通信系统共站站时的隔离距离要 求 1.15G NR（ 2.6GHz频段）与其他无线电台（站）的干扰协调 根据中国人民共和国无线电频谱划分方案，在5G NR系统使用的2600MHz 频段（2500~2690MHz）附近，有低端和高端无线系统存在。 （1）低端：2483.5~2500MHz频段，分配给移动、固定、无线电定位、卫星移动（空对地）、卫星无线电测定（空对地）使用。
（2）高端：2690~2700MHz频段，分配给卫星地球探测、射电天文以及空间研究业务；2700~2900MHz频段，分配给航空无线电导航、无线电定位业务使用。 在2.6GHz频段低端，主要是5G NR与北斗一代导航系统的干扰。在2.6GHz 频段高端，主要是5G NR与航空无线电导航系统的干扰。 （1）5G NR与北斗一代导航系统的干扰协调 5G NR与北斗一代导航系统的干扰主要是5G NR基站和终端对北斗系统终端的干扰。 如果以被北斗系统终端的接受机灵敏度降低1dB为其干扰保护标准，则需要的干扰隔离距离要求如下表： 表10.0-1 5G NR（2.6GHz）与北斗一代卫星导航系统干扰隔离要求 考虑北斗系统终端的移动性，其所受到的干扰为瞬态干扰，因此从整体看，5G NR与北斗系统基本满足共存的要求。 为规避对北斗系统终端的干扰，除增强北斗系统终端的抗干扰能力外，建议综合采取以下干扰缓解工程措施： ①5G NR基站选址及建设时，保证周围一定范围内没有用户活动。 ②通过网络优化实现5G NR网络的良好覆盖，避免5G NR基站和终端以最大功率发射。 （2）5G NR与航空无线电导航系统的干扰协调 航空无线电导航业务属于重要的无线电业务，根据《中华人民共和国无线电管理条例》规定，在导航雷达周围应设置电磁环境保护区。保护区范围由各地无线电管理机构协调相关单位，结合当地地理地形等因素确定。从干扰规避的角度，干扰保护区的范围在视距范围外，且大于850米。 除设置电磁环境保护区外，为规避对5G NR与导航雷达的干扰，建议综合采取以下干扰缓解工程措施： ①提高5G NR基站在2700~2900MHz的抗阻塞指标。 ②5G NR天线最大辐射方向严禁朝向导航雷达。
一种高隔离度双极化微带天线的设计
一种高隔离度双极化微带天线的设计 苏振华应增任学施杰乔青 （电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，710071） 摘要：本文介绍了一种工作在Ku波段的高隔离度双极化微带天线，该天线采用邻近耦合和H槽缝隙耦合相结合的馈电方法实现了天线的双极化，双层反射地板的结构降低了天线方向图的后瓣。借助Ansoft 公司的HFSS仿真软件对该天线进行了仿真和优化，得到了较好的结构和指标参数。与常规的双极化微带天线结构相比，该天线具有高端口隔离度和低后瓣的特性。 关键词：双极化；微带天线；隔离度 Design of a Dual-polarization Microstrip Antenna Su Zhenhua Yin Yingzeng Ren Xueshi Zhang Jie Qiao Qing (Institute of Antennas and Electromagnetic Scattering，Xidian University, Xi'an 710071，China) Abstract: A high isolation dual-polarization microstrip antenna working at Ku-band is presented. This antenna is fed by methods of direct coupling and H-slot coupling to realize dual-polarization. Due to the double reflectors structure ,the antenna has a lower back-lobe. On basis of Ansoft HFSS software, this antenna is analyzed and optimized. Some good results are presented. Compared to conventional dual-polarization microstrip antenna, this antenna has better isolation and lower back-lobe characteristics. Keywords: dual-polarization ; microstrip antenna ; isolation 1 引言 微带天线由于具有体积小，重量轻，低剖面，易于加工以及与有源器件及电路集成等诸多有点，在通信，雷达等方面得到广泛的应用。另外，频谱资源日益紧现代卫星通信领域迫切需要天线具有双极化功能，因为双极化可使它的通信容量增加一倍。 双极化技术的应用通常要求低交叉极化电平和高隔离度。单层的双端口馈电隔离度一般只能达到-25dB左右[1]，多层馈电虽然结构稍微复杂，但是可以得到很高的隔离度。 本文首先对三层介质板单层反射板的微带双极化天线进行了分析，其结果表明方向图的后瓣比较大。然后采用了四层介质板，在最下层的介质板下方加了一块反射地板，得出比较理想的结果，其端口隔离度低于-40dB，后瓣降低了4.85dB。2 微带双极化天线的研究 2.1 天线的结构 三层介质板微带天线结构如图1所示，其中（a）是立体的侧视图，（b）是俯视图。天线由三层介质板组成，辐射贴片蚀刻在最上层即第一层介质板的顶部。邻近耦合馈电微带线在第二层介质板的上面，第二层介质板和第三层介质板之间放置反射地板，H 槽开在这反射地板上面，第三层介质板的下侧为通过H槽耦合馈电的微带线。三层介质板都采用介电常数为2.2的Rogers RT/duroid 5880(tm)材料，第一，二层厚度为0.381mm,第三层厚度为0.254mm，馈电采用50欧姆微带开路线。 不同层馈电可以明显的增加隔离度，可以对H
系统间隔离度及天线间距计算举例
WLAN 系统中和共址时 天线之间的最小间距计算 （版权所有） 我们选取以下模型来计算 WLAN 系统隔离度和室内分布中和共址时天 线之间的最小间距 干扰站 y y 被干扰站 图1两牛对W214扰校型 在这个模型中，从干扰源基站的功放输出的信号首先被发送滤波器滤波，然 后因两个基站间有一定的隔离而得到相应的衰减，最后被受干扰基站的接收 机所接收。 到达被干扰基站的天线端的杂散干扰功率可以表示： lb 二Ptxamp-Patte nutio n-lisolatio n+10*lg(BW1/BW2) 变形得： Iisolatio n=Ptxamp-Patte nutio n-Ib+10*lg(BW1/BW2) 其中: I 旳发找火亦干 脱电平 计以法L 卜旳千祝电平 的干九毗平
isolation :天线隔离度(dB) Ptxamp：干扰源功放输出杂散功率指标(dBm) Patte nuation:限带滤波器带外衰减 lb :允许最大杂散干扰(杂散干扰不应该大于带内总的热噪声Pn) BW1：被干扰基站信号带宽 BW2:干扰信号可测带宽 ( 1 )计算WLAN 频段和频段工作信道带宽内总的热噪声功率。 WLAN频段工作信道带宽为22MHz,因此WLAN频段工作信道带宽内总 的热噪声功率: Pn=-174dBm+10lg(22 ^HZ)=-101dBm WLAN频段工作信道带宽为20MHz,因此WLAN频段工作信道带宽内总的热噪声功率: Pn=-174dBm+10lg(20 ^HtQ二-101dBm (取值四舍五入,实际计算值均小于-101dBm) 则lb= Pn=-101dBm 2)根据我国无委型号核准测试标准, WLAN 杂散指标为-30dBm/MHz； 则:干扰源功放输出杂散功率指标: Ptxamp() =22 MHz &30dBm/MHz) =( 10lg22-30) dBm=-17 dBm Ptxamp ()=20 MHz x(-30dBm/MHz) = (10lg22-30) dBm=-17 dBm (取值四 舍五入,实际计算值均小于-17 dBm) 则Ptxamp=-17 dBm (3)常用WLAN设备的限带滤波器带外衰减Pattenuation为80dB 4) 10*lg(BW1/BW2)
天线隔离度
1.各系统之间的干扰分析 1.1. 需考虑的干扰类型 由于各系统需要共址建设，为了保证各系统间不至于互相影响，需要对各系统间的干扰情况进行分析。从形成机理的角度，系统之间的干扰可以分为杂散辐射、接收机互调干扰和阻塞干扰（由于一般系统之间的间隔频率可以大约工作带宽数倍，所以系统间一般不容易出现邻频干扰）。 1）杂散辐射（Spurious emissions） 由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想，会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量（不包括带外辐射规定的频段），包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。3GPP 将该部分信号通归为杂散辐射，因为其分布带宽很广，也有文献称为宽带噪声（Wideband Noise）。 邻频干扰和杂散辐射不同，邻频干扰中所考虑的干扰发射机泄漏信号指的是：被干扰接收机所处频段距离干扰发射机工作频段较近，但尚未达到杂散辐射的规定频段的情况；根据3GPP TS25.105，杂散辐射适用于指配带宽以外、有效工作带宽2.5倍以上的频段；当两系统的工作频段相差带宽2.5倍以上时，滤波器非理想性将主要表现为杂散干扰。 2）接收机互调干扰 包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调（TxIMD）、交叉调制（XMD）干扰3种。 多干扰源形成的互调是由于被干扰系统接收机的射频器件非线性，在两个以上干扰信号分量的强度比较高时，所产生的互调产物。 发射分量与干扰源形成的互调是由于双工器滤波特性不理想，所引起的被干扰系统发射分量泄漏到接收端，从而与干扰源在非线性器件上形成互调。 交叉调制也是由于接收机非线性引起的，在非线性的接收器件上，被干扰系统的调幅发射信号，与靠近接收频段的窄带干扰信号相混合，将产生交叉调制。 3）阻塞干扰 阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带宽内的，但由于干扰信号功率太强，而将接收机的低噪声放大器（LNA）推向饱和区，使其不能正常工作。被干扰系统可允许的阻塞干扰功率一般要求低于LNA的1dB压缩点10dB。 由于互调干扰主要出现在：有两个以上不同的频率作用于非线性电路或器件时，将由这两个频率互相调制而产生新的频率，若这个新频率正好落于某一个信道而为工作于该信道的接收机所接收时，此时所构成的接收机的干扰。本次共址建设的多个系统只是共用铁塔、机房等公共设施，收发信机间并不共用电路或器件，所以不会直接共同作用在非线性器件上，间接落在某系统非线性器件上的不同频率分量一般强度不高，产生的新频率分量较微弱。而且，互调干扰产物与各频率分配有关，可以通过频率规划（所分配频段内的频率调整），避免互调产物落在被干扰系统工作频点上。所以，本方案可以不考虑互调干扰，重点分析杂散干扰和阻塞干扰，并且按照两者中受限的一种，分析共址时的干扰抑制方案；由于基站发射功率大、接收灵敏度高，所以本例中多系统共址时主要考虑基站与基站之间的干扰。
收发天线隔离度
收发天线隔离度？ 在安装天线时, 一般要求天线的水平隔离度约为 5 λ至10 λ, 垂直隔离度约为 1 λ。 GSM系统中天线隔离度为避免交调干扰，GSM基站的收、发信机必须有一定的隔离，Tx-Rx：30dB；Tx-Tx：30dB。这同样适用于GSM900和GSM1800共站址的系统。天线隔离度取决于天线辐射方向图和空间距离及增益，通常不考虑电压驻波比引入的衰减。其计算如下： 垂直排列布置时，Lv=28+40lg(k/ ) (dB) 水平排列布置时，Lv=22+20lg(d/ )-(G1+G2)-(S1+S2) (dB) 其中，Lv为隔离度要求，λ为载波的波长k为垂直隔离距离，d为水平隔离距离，G1、G2 分别为发射天线和接收天线在最大辐射方向上的增益（dBi），S1 、S2 分别为发射天线和接收天线在90°方向上的副（dBp，相对于主波束，取负值）。通常65°扇形波束天S约为-18dBp，90°扇形波束天线约为-9dBp，120°扇形波束S约为-7dBp，这可以根据具体的天线方向图来确定。采用全向天线时，S为0。 GSM900和GSM1800两系统天线支架应满足以下要求： 定向天线 同一系统内，同扇区两天线水平隔离间距≥4m；不同扇区两天线水平间距≥0.5m； 两系统间，同扇区两天线同方向时，天线水平隔离间距≥1m； 天线垂直隔离间距≥0.5 米；天线底部距楼顶围墙≥0.5米； 天线下沿和天线面向方向上楼顶的连线与水平方向的夹角>150； 全向天线 天线水平间距≥10米或天线垂直间距≥0.5米；天线下沿距楼顶围墙≥0.5米 ●水平隔离度Lh是收发信天线在水平间隔距离上产生的空间损耗，表示公式如下: Lh=22.0+20lg(d/λ)-(Gt+Gr)+(Dt+Dr) 其中:22.0为传播常数;d为收发天线水平间隔(m);λ为天线工作波长(m);Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益(dB);Dt、Dr分别为发射和接收天线的水平方向性函数造成的损耗,具体数值可以在天线方向图中查得，当收发天线夹角为180°时，方向性损耗即为天线的前后比。 ●垂直隔离度Lv是收发信天线在垂直间隔距离上产生的空间损耗，表示公式如下:
一种高隔离度双极化微带天线的设计
一种高隔离度双极化微带天线的设计 苏振华尹应增任学施张杰乔青 （西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，西安 710071） 摘要：本文介绍了一种工作在Ku波段的高隔离度双极化微带天线，该天线采用邻近耦合和H槽缝隙耦合相结合的馈电方法实现了天线的双极化，双层反射地板的结构降低了天线方向图的后瓣。借助Ansoft 公司的HFSS仿真软件对该天线进行了仿真和优化，得到了较好的结构和指标参数。与常规的双极化微带天线结构相比，该天线具有高端口隔离度和低后瓣的特性。 关键词：双极化；微带天线；隔离度 Design of a Dual-polarization Microstrip Antenna Su Zhenhua Yin Yingzeng Ren Xueshi Zhang Jie Qiao Qing (Institute of Antennas and Electromagnetic Scattering，Xidian University, Xi'an 710071，China) Abstract: A high isolation dual-polarization microstrip antenna working at Ku-band is presented. This antenna is fed by methods of direct coupling and H-slot coupling to realize dual-polarization. Due to the double reflectors structure ,the antenna has a lower back-lobe. On basis of Ansoft HFSS software, this antenna is analyzed and optimized. Some good results are presented. Compared to conventional dual-polarization microstrip antenna, this antenna has better isolation and lower back-lobe characteristics. Keywords: dual-polarization ; microstrip antenna ; isolation 1 引言 微带天线由于具有体积小，重量轻，低剖面，易于加工以及与有源器件及电路集成等诸多有点，在通信，雷达等方面得到广泛的应用。另外，频谱资源日益紧张现代卫星通信领域迫切需要天线具有双极化功能，因为双极化可使它的通信容量增加一倍。 双极化技术的应用通常要求低交叉极化电平和高隔离度。单层的双端口馈电隔离度一般只能达到-25dB左右[1]，多层馈电虽然结构稍微复杂，但是可以得到很高的隔离度。 本文首先对三层介质板单层反射板的微带双极化天线进行了分析，其结果表明方向图的后瓣比较大。然后采用了四层介质板，在最下层的介质板下方加了一块反射地板，得出比较理想的结果，其端口隔离度低于-40dB，后瓣降低了4.85dB。2 微带双极化天线的研究 2.1 天线的结构 三层介质板微带天线结构如图1所示，其中（a）是立体的侧视图，（b）是俯视图。天线由三层介质板组成，辐射贴片蚀刻在最上层即第一层介质板的顶部。邻近耦合馈电微带线在第二层介质板的上面，第二层介质板和第三层介质板之间放置反射地板，H 槽开在这反射地板上面，第三层介质板的下侧为通过H槽耦合馈电的微带线。三层介质板都采用介电常数为2.2的Rogers RT/duroid 5880(tm)材料，第一，二层厚度为0.381mm,第三层厚度为0.254mm，馈电采用50欧姆微带开路线。 不同层馈电可以明显的增加隔离度，可以对H 槽的尺寸进行调节，改善输入端口的阻抗特性。 ·102·
天线隔离度要求.docx
精品文档 1、LTE-D频段天线隔离度要求 : GSM/DCS符合 3GPP TS 05.05 V8.20.0 （2005-11 ）规范要求时， TD-LTE 线阵和GSM/DCS定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用垂直隔离方式，垂直 距离≥ 1.8 m ； GSM/DCS符合 3GPP TS 45.005 V9.1.0 (2009-11)规范要求时，TD-LTE 线阵和GSM/DCS定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直距离≥0.3m。 TD-LTE线阵和 CDMA 1X定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用垂 直隔离方式，垂直距离≥ 2.7m。 TD-LTE 线阵和 CDMA2000定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用 垂直隔离方式，垂直距离≥ 2.7m。 TD-LTE线阵和 WCDMA定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直距离≥ 0.2m TD-LTE与 TD-SCDMA隔离要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直距离≥ 0.2m。 2、LTE-F 频段天线隔离度要求 : TD-LTE 线阵和 GSM/DCS定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离 距离≥ 0.5m，垂直距离≥ 0.3m。 TD-LTE 线阵和 CDMA 1X定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用垂 直隔离方式，垂直距离≥ 2 m。 TD-LTE 线阵和 CDMA2000定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用 垂直隔离方式，垂直距离≥ 3 m。 TD-LTE线阵和 WCDMA定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离 ≥ 0.5m，垂直距离≥ 0.2m。 3、GPS 天线安装位置应高于其附近金属物，与附近金属物水平距离大于等于 1.5 米,两个或多个 GPS天线安装时要保持 2 米以上的间距 4、不同扇区的天线之间间距应在 2 米以上； a) 铁塔顶平台安装全向天线时，天线水平间距必须大于4m。 b) 全向天线安装于铁塔塔身平台上时，天线与塔身的水平距离应大于3m。 c)同平台全向天线与其它天线的间距应大于 1.5m。 d)上下平台全向天线的垂直距离应大于1m。5、 定向天线 同一小区两单极化天线在辐射方向上间距应大于 4m。（最小不小于 3.5m）相 邻小区间两天线间距应大于 0.5m。 上下平台间天线垂直分极距离应大于 1m。 900MHz天线和 DCS1800MHz天线安装与同一平台上时，天线水平间距应大于 1m。 微波天线与 GSM天线安装于同一平台上时，微波天线朝向应处于 GSM同一小区两天线之间。
一种紧凑高隔离度的双极化微带天线单元设计
一种紧凑高隔离度的双极化微带天线单元设计 张杰尹应增任学施苏振华席磊 （西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，西安710071） 摘要：本文运用临近耦合与口径耦合的馈电方式，设计了一种工作于Ku波段、高端口隔离度、低交叉极化和低后向辐射的双极化微带贴片单元。采用四层介质板结构，剖面为1.27mm，两个端口的馈线分别位于接地板两侧，减小了馈线的寄生辐射对方向图的影响。仿真结果表明，在500MHz（VSWR<1.5）的工作带宽内，增益为7.15dB，单元的端口隔离度低于-53dB，极化隔离度低于-55dB，前后比低于-22dB，为实现高隔离度的双极化微带天线阵打下基础。 关键词：双极化，口径耦合馈电，隔离度，交叉极化，后向辐射 Design of a Compact Dual-polarization Microstrip Antenna Element with High Isolation Zhang Jie Yin Yingzeng Ren Xueshi Su Zhenhua Xi Lei (Institute of Antennas and Electromagnetic Scattering，Xidian University, Xi'an 710071，China) Abstract: In this paper, a Ku-band compact dual-polarization microstrip antenna element with high isolation, low cross-polarization and low back-radiation is presented. This antenna is fed by the method of cross-slot coupling to realize dual-polarization. By using four medium flies, the section plane of antenna is 1.27mm. To reduce the affect of feed lines on radiation, two feed lines are placed on the side of earth-plate. In the bandwidth (VSWR<1.5) of 500MHz, the gain is 7.15dB, the isolation of two ports is under -53dB, the isolation of polarization is under -55dB, the back-radiation is under -22dB. The design of high isolation dual-polarization microstrip antenna array can base on this element. Keywords: Dual-polarization; Aperture-coupled; Isolation; Cross-polarization; Back-radiation 1 引言 随着现代无线通信技术的快速发展，全球定位系统(GPS)、卫星通信、合成孔径雷达(SAR)、无线个人通信(WLAN)等领域都需要重量轻、剖面低、易共形的双极化天线。而微带天线天线具有馈电方式和极化形式多样化的优点，并且易与馈电网络和有源电路集成一体化，已成为印刷天线类的主角。 天线的极化指天线在最大辐射方向上电场矢量的取向，频谱资源日益紧张的现代卫星通信领域迫切需要天线具有双极化功能。因为双极化天线能发射或接收两个正交的电磁波，在同一带宽内可以发射两种信号，这有利于实现频率复用和收发一体，将通信容量提高一倍。在地面通信中可实现极化分集和抗多径衰落；在合成孔径雷达中，多极化可以获得更加详尽的各种散射体的信息，易于对目标的探测和识别，随着分辨率要求的提高，极化隔离度要求越来越高。 通常用微带线直接给方形贴片馈电的双极化微带天线，端口隔离度和极化隔离度一般只有-20dB~-25dB左右。本文分析并设计了一种十字型口径耦合馈电的双极化贴片天线，馈线采用分支线型结构，并分别位于接地板的两侧，具有较高的端口
一种提高交叉极化隔离度的16元微带阵列天线_刘藤
一种提高交叉极化隔离度的16元微带阵列天线 刘 藤1,2,罗 勇1,李莎莎2,李旭哲1 (1.电子科技大学,四川成都 610054; 2.中国东方红卫星股份有限公司,陕西西安 710061) 摘 要:在现代通信中,特别是卫星通信,有时需要比较高的交叉极化隔离度。对于传统的微带阵列天线来说,由于其馈电网络与阵元均处于同一侧,不仅会产生互耦,影响增益,并且交叉极化隔离度也不能满足广大用户的要求。在此提出一种新型的馈电结构,旨在提高其交叉极化隔离度。从仿真中可以看出,交叉极化隔离度能达到40dB 以上,为实现更大型微带阵列天线网络做出一定的理论实践和工程指导。 关键词:微带阵列天线;交叉极化隔离度;馈源网络;开槽线 中图分类号:T N 823 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2010)14-0114-03 16-element Microstrip Array Antenna for Enhancing Cross -polarization Isolation LIU T eng 1,2,L U O Yo ng 1,L I Sha -sha 2,L I Xu -zhe 1 (1.Universi t y o f Electronic Sci ence and T echnolo gy of China,Chengdu 610054,Chi na; 2.China Spacesat Co.L td.,Xi an 710061,China) Abstract :A hig h cr oss -po lar ization iso lation is so metimes needed in modern communications,especially in satellite com -munications.A new feeder structure is pr oposed to enhance the cro ss -polarization iso lat ion because the ar ray elements and the feed netw or k are at the same side in the tr aditio nal micr ostr ip ar ray antenna,and the structure can cause lo w cro ss -polarization iso lation and co -coupling w hich affects the g ain.It is fo und from t he simulat ion result calculated by H FSS of A nsoft that the cro ss -polarization isolatio n is hig her than 40dB.T his conclusion can pr ovide a g ood r efer ence to t he practical eng ineering. Keywor ds :microstr ip arr ay antenna;cr oss -po lar ization iso latio n;feed sour ce netw ork;slot line 收稿日期:2010-03-12 0 引 言 微带阵列天线具有体积小,重量轻,制作简单,安装方便,容易与有源器件集成,外观美观,受环境影响小等优点,因此越来越受到人们的欢迎。目前,微带阵列天 线已经成功地用于机载雷达,卫星通信,移动通信和卫星电视等系统中。 关于微带阵列天线的馈电问题,前人已做了大量的工作。一般都是辐射片与微带线馈源网络处于同一侧,如文献[1-2]所述。这种方式由于馈源网络本身会产生一定的辐射,所以总的辐射场就是各辐射单元的辐射场与馈源网络辐射场的叠加。由于馈源网络布线并不一定规则,这无疑会影响天线整体的交叉极化隔离度性能;同时,由于微带线与辐射贴片存在有互耦,这样还会进一步使天线交叉极化隔离度性能降低,影响主瓣增益[3] 。在某些特定的应用场合(如卫星通信),要求天线的交叉极化隔离度性能是比较高的(30dB 以上)[4],对于一般阵元数目比较少的天线阵,还能够满足要求,但是对于大型或者超大型阵列,以上的馈电方式就很难满 足要求了。关于抑制交叉极化隔离度的馈电方式,前人也做了大量的工作,如文献[5]所述,文章中提到将辐射 单元与馈源网络隔离的方式,能有效提高交叉极化隔离度;类似的做法再如文献[6]所述;而文献[7]提出一种用开槽线耦合馈电的方式将能量耦合给辐射单元,亦取得了良好地效果。本文在总结了前面优秀工作的基础上,提出一种全新的馈电结构:天线辐射单元与馈源网络分别处于接地板两侧,通过接地板的开槽线把馈源网络上的能量耦合到辐射单元上,通过H FSS 软件仿真,得到了比较好的结果,说明此种馈电方式确有比较好的提高交叉极化隔离度的作用,并为进一步组建大型或超大型阵列做出指导。1 辐射单元 辐射单元采用嵌入式微带边馈贴片[8](如图1所示),这样可以很容易地实现阻抗匹配。对于介质基片厚度为h = 1.5m m,天线工作的中心频率为f 0=12.5GH z,采用相对介电常数为 r = 2.2的Rogers RT/duroid 5880介质作为基片,辐射贴片宽度为: W p = c 2f 0 r +1 2 -1 2 (1) 114 科学计算与信息处理刘 藤等:一种提高交叉极化隔离度的16元微带阵列天线
WCDMA共站址天线安装隔离度要求
WCDMA共站址天线安装隔离度要求 概述 随着运营商的增加和新移动系统的应用，同一站点出现几种制式共存的情况也将大大增加，由于基站天线的距离近，不同系统之间将产生干扰，如何避免、减少不同系统共站址时相互之间的干扰就成为一个突出的问题。共站址干扰主要是由一个系统基站天线发射的（杂散、互调）信号被（同站址）另一个系统基站天线接收到，而形成了干扰（或阻塞）。根据WCDMA与其它移动系统的隔离度要求，本文给出了共站址时WCDMA天线的安装要求，可作为共基站建设时天线安装的指导或建议。 1 共站址隔离度分析 1.1 WCDMA BS与其它系统共站址协议分析 根据文献[1]~[5]，WCDMA与GSM 900MHz、DCS 1800MHz、PHS BS、CDMA2000 BS 或TD-SCDMA BS共站址时，考虑其它系统杂散对WCDMA接收灵敏度的影响小于0.1dB，得到的隔离度要求如下表所示： 表1根据协议WCMDA与其它系统共站址时隔离度要求 根据协议分析，由上表可以看出，WCDMA和其它系统基站基本不可能做到共站址。如果要共站址，必须对其它系统基站在WCDMA接收频段的杂散辐射进行滤波。 1.2 WCDMA BS与其它系统共站址建议值 表2WCMDA与其它系统共站址时隔离度建议值
说明：根据协议WCDMA与GSM、DCS、CDMA2000系统间要求的隔离度非常高，在实际情况中，一般要求隔离度在40dB以上，所用60dB是考虑到可能各家的GSM、DCS、CDMA2000系统设备杂散不一致而留了干扰余量。 2 共站址天线安装要求 2.1 各种系统所使用的天线情况 各系统频段内天线均包括： 1．全向单极化：增益11dBi（GSM、DCS、CDMA、WCDMA），10dBi（PHS） 2．定向单极化：水平波瓣宽度65°、90°，增益15dBi（GSM、DCS、CDMA、WCDMA），增益18dBi（DCS，WCDMA） 3．定向双极化：水平波瓣宽度65°，增益15dBi（GSM、DCS、CDMA、WCDMA），增益18dBi（DCS，WCDMA） 其中PHS系统是如下的形式：由多个天线单元构成，天线的下倾角比较大，一般在100以上。 2.2 需要考虑的各种组合方式 1．WCDMA全向天线与其它系统全向天线间： WCDMA－GSM WCDMA－DCS WCDMA－CDMA WCDMA－PHS WCDMA－WCDMA 由于只考虑WCDMA系统与其它系统的隔离度，不考虑其它系统之间的要求。 2．WCDMA全向天线与其它系统定向天线间： WCDMA－GSM WCDMA－DCS WCDMA－CDMA WCDMA－WCDMA
低交叉极化高隔离度的C 波段双极化微带天线的设计
低交叉极化高隔离度的C波段双极化微带天线的设计1 孙竹，钟顺时，汤小蓉 上海大学通信与信息工程学院，上海(200072) E-mail: kiddodo@https://www.360docs.net/doc/209920293.html, 摘要：本文介绍了一种混合激励的具有低交叉极化和高端口隔离特性的C波段双极化双层微带贴片单元的设计。该天线单元的10dB反射损失带宽达840MHz，约15.6%，覆盖了整个C波段的雷达频段（5.1GHz-5.9GHz），天线单元的两个极化的交叉极化电平值在整个频段内均低于-37dB，极化端口隔离度在整个频段内低于-43dB，方向图前后比大于20dB，天线增益稳定在9dB以上。此外，该天线还具有结构紧凑的优点，易于拓展成大型天线阵列，适合于作相控阵天线、合成口径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)天线的阵列单元。关键词：微带贴片天线；双极化；高隔离度；SAR天线 1. 引言 在合成口径雷达系统应用中，数据的后处理算法往往要求雷达天线具有高端口隔离度与低交叉极化的特性，以避免可能产生的成像模糊问题。从天线技术的角度而言，天线阵的端口隔离度取决于每个单元的端口隔离度，而天线阵的交叉极化特性尚可通过排阵中采用“成对等幅反相馈电”技术[1-3]进行改善。因此，设计用于成像雷达的天线阵列单元，首要任务是实现高端口隔离度指标，其次是实现低交叉极化电平。文献[4]中指出，目前的算法一般要求天线的交叉极化电平应当抑制在-30dB以下。 在提高双极化天线单元的端口隔离度及降低交叉极化电平方面，已有不少文章可供参考，文献[5]通过调整口径耦合的两个耦合槽的位置，使之排布成“T”字型，在频带内实现端口隔离度大于36dB。文献[6]通过改变耦合槽形状，将H形槽的“双臂”略微向内弯曲，在带内实现隔离度34dB以上。[7]中采用混合馈电的方法，对两个极化端口分别采用口径耦合和电容性耦合方式馈电(capacitive coupled feed)在两个端口都采用平衡馈电，在频带内的隔离度超过了40dB。 本文首先通过对贴片天线单元形状和馈电技术的分析，提出一种混合馈电的设计，然后由数值分析软件仿真和优化确定天线的参数和特性。 2．天线设计思路 由格林定理可知，天线的辐射可以看成是贴片上分布的电流元在远场的辐射的迭加。因此，想得到好的交叉极化特性需要贴片上的电流分布更规则，也就是希望贴片下能产生规整的场分布。 2.1 辐射单元形状分析 由于希望得到规整的场分布，因此双极化贴片单元常用二维对称的结构，诸如：方形贴片、圆形贴片、方环形贴片、圆环形贴片等。以下以最常用的圆形贴片及方形贴片进行分析。圆形贴片一般工作于TM11模，方形贴片则工作于基模TM01，电流分布如图1所示。 圆贴片中，偏离中轴的电流可分解为平行主极化分量与垂直主极化分量。垂直主极化分量除了在辐射正方向上左右相消，在其余方向上均会抬高交叉极化电平。另外，在探针激励 1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金(20050280016)；国家高技术发展研究(863计划)(2007AA12Z125)的资助。
天线隔离度要求
1、LTE-D频段天线隔离度要求: GSM/DCS符合3GPP TS 05.05 V8.20.0（2005-11）规范要求时，TD-LTE线阵和GSM/DCS定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用垂直隔离方式，垂直距离≥1.8 m； GSM/DCS符合3GPP TS 45.005 V9.1.0 (2009-11)规范要求时，TD-LTE线阵和GSM/DCS定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直距离≥0.3m。 TD-LTE线阵和CDMA 1X定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用垂直隔离方式，垂直距离≥2.7m。 TD-LTE线阵和CDMA2000定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用垂直隔离方式，垂直距离≥2.7m。 TD-LTE线阵和WCDMA定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直距离≥0.2m TD-LTE与TD-SCDMA隔离要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直距离≥0.2m。 2、LTE-F频段天线隔离度要求: TD-LTE线阵和GSM/DCS定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直距离≥0.3m。 TD-LTE线阵和CDMA 1X定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用垂直隔离方式，垂直距离≥2 m。 TD-LTE线阵和CDMA2000定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议采用垂直隔离方式，垂直距离≥3 m。 TD-LTE线阵和WCDMA定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直距离≥0.2m。 3、GPS 天线安装位置应高于其附近金属物，与附近金属物水平距离大于等于1.5米,两个或多个GPS天线安装时要保持2米以上的间距 4、不同扇区的天线之间间距应在2米以上； b)全向天线安装于铁塔塔身平台上时，天线与塔身的水平距离应大于3m。 c)同平台全向天线与其它天线的间距应大于1.5m。 d)上下平台全向天线的垂直距离应大于1m。 5、定向天线 同一小区两单极化天线在辐射方向上间距应大于4m。（最小不小于3.5m） 相邻小区间两天线间距应大于0.5m。 上下平台间天线垂直分极距离应大于1m。 900MHz天线和DCS1800MHz天线安装与同一平台上时，天线水平间距应大于1m。 微波天线与GSM天线安装于同一平台上时，微波天线朝向应处于GSM同一小区两天线之间。 直放站中的施主天线和重发天线应满足水平距离≥30 m，垂直距离≥15 m。
各系统之间的干扰分析
1.各系统之间的干扰分析 1.1.需考虑的干扰类型 由于各系统需要共址建设，为了保证各系统间不至于互相影响，需要对各系统间的干扰情况进行分析。从形成机理的角度，系统之间的干扰可以分为杂散辐射、接收机互调干扰和阻塞干扰（由于一般系统之间的间隔频率可以大约工作带宽数倍，所以系统间一般不容易出现邻频干扰）。 1）杂散辐射（Spurious emissions） 由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想，会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量（不包括带外辐射规定的频段），包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。3GPP 将该部分信号通归为杂散辐射，因为其分布带宽很广，也有文献称为宽带噪声（Wideband Noise）。 邻频干扰和杂散辐射不同，邻频干扰中所考虑的干扰发射机泄漏信号指的是：被干扰接收机所处频段距离干扰发射机工作频段较近，但尚未达到杂散辐射的规定频段的情况；根据3GPP TS25.105，杂散辐射适用于指配带宽以外、有效工作带宽2.5倍以上的频段；当两系统的工作频段相差带宽2.5倍以上时，滤波器非理想性将主要表现为杂散干扰。 2）接收机互调干扰 包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调（TxIMD）、交叉调制（XMD）干扰3种。 多干扰源形成的互调是由于被干扰系统接收机的射频器件非线性，在两个以上干扰信号分量的强度比较高时，所产生的互调产物。 发射分量与干扰源形成的互调是由于双工器滤波特性不理想，所引起的被干扰系统发射分量泄漏到接收端，从而与干扰源在非线性器件上形成互调。 交叉调制也是由于接收机非线性引起的，在非线性的接收器件上，被干扰系统的调幅发射信号，与靠近接收频段的窄带干扰信号相混合，将产生交叉调制。 3）阻塞干扰 阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带宽内的，但由于干扰信号功率太强，而将接收机的低噪声放大器（LNA）推向饱和区，使其不能正常工作。被干扰系统可允许的阻塞干扰功率一般要求低于LNA的1dB压缩点10dB。 由于互调干扰主要出现在：有两个以上不同的频率作用于非线性电路或器件时，将由这两个频率互相调制而产生新的频率，若这个新频率正好落于某一个信道而为工作于该信道的接收机所接收时，此时所构成的接收机的干扰。本次共址建设的多个系统只是共用铁塔、机房等公共设施，收发信机间并不共用电路或器件，所以不会直接共同作用在非线性器件上，间接落在某系统非线性器件上的不同频率分量一般强度不高，产生的新频率分量较微弱。而且，互调干扰产物与各频率分配有关，可以通过频率规划（所分配频段内的频率调整），避免互调产物落在被干扰系统工作频点上。所以，本方案可以不考虑互调干扰，重点分析杂散干扰和阻塞干扰，并且按照两者中受限的一种，分析共址时的干扰抑制方案；由于基站发射功率大、接收灵敏度高，所以本例中多系统共址时主要考虑基站与基站之间的干扰。
圆极化天线交叉极化隔离度与轴比间的关系
对于圆极化或线极化通信制式的地面站天线来说，国际卫星（INTELSAT)组织有一些强制性技术要求。 例如，其中要求线极化地面站天线交叉极化隔离度XPD >=30dB； 而对于圆极化地面站天线： 1. 当地面站天线口径D>=4.5m时，要求天线交叉极化隔离度XPD不低于30.7dB（相当于天线轴比AR不大于1.06或0.5dB）； 2.当地面站天线口径 2.5m<= D <=4.5m时，要求天线交叉极化隔离度XPD 不低于27.3dB（相当于天线轴比AR不大于1.09或0.75dB）； 3.当地面站天线口径 D <=2.5m时，要求天线交叉极化隔离度XPD不低于17.7dB（相当于天线轴比AR不大于1.3或2.28dB）。 上面讲到了天线交叉极化隔离度XPD，天线轴比AR，以及轴比AR的两种表达形式。对于线极化地面站天线，由于天线是发射或接受线极化电磁波，没有轴比问题，所以只提交叉极化隔离度； 而圆极化地面站天线是发射或接受圆极化电磁波，所以既要用交叉极化隔离度，还可以用天线轴比。实际上轴比和交叉极化隔离度是相关的，知道了轴比就可以求出交叉极化隔离度，当然知道了交叉极化隔离度也可以求出轴比。如以下公式： (1) 其中R表示以dB为单位的轴比。 天线轴比一般用的最多有两种表示（还有用角度表示，但用的很少），一种是以dB 为单位的R表示，或者一种是无单位的b表示。前者一般在试验室测试很方便，所以研制生产人员用的较多。二者换算关系如下： (2) 轴比还可以用角度表示： R=20lg{ ( 1+sin Δ )/（ 1-sin Δ） } （3） b= ( 1+sin Δ )/（ 1-sin Δ） (4) 其中Δ = 0～90°(要用弧度表示) 由（1），（2）,)式可以算出常用的几种数据： 轴比 b 1.06 1.09 1.3 轴比 R(dB） 0.506124 0.7485 2.2788