提高天线隔离度的方法
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。
天线隔离度
CDMA系统：两发射天线之间以及发射和接收天线之间，隔离度至少30dB；天线垂直布置：Lh=28+40log(k/λ)(dB)天线水平布置：Lv=22+20log(d/λ)-(G1+G2)-(S1+S2)(dB)其中k为两天线的垂直距离,d为两天线的水平距离;G1,G2分别为两天线的增益;S1,S2分别是两天线的夹角方向的副瓣电平.以上天线隔离度公式中，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°方向上的副瓣电平（dBp）。
通常65°扇形波束天线S约为-18dBp，90°扇形波束天线S约为-9dBp，120°扇形波束天线S约为-7dBp，这可以根据具体的天线方向图来确定。
全向天线的S为0。
关于直放站收发天线的隔离度天线隔离度即信号从直放站前向输出端口至前向输入端口（或者从反向输出端口至反向输入端口）的路径衰减值，与直放站设备本身没有关系，它取决于施主天线和重发天线的安装位置，与垂直及水平的距离、相向的角度有关。
其大小直接影响直放站的增益配置，关系到直放站系统的稳定。
施主天线和重发天线之间隔离度较大，才能提高主机增益，获得较大的输出功率。
天线之间的隔离是多方面因素共同作用的结果，主要包括空间隔离(水平隔离度和垂直隔离度)及建筑物隔离。
按照工程设计要求，天线隔离度L（dB）应大于直放站最大工作增益Gmax 约10dB～15dB，若取值12dB，考虑通常情况下Gmax为90 dB，故L一般应不小于102 dB。
●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)（1）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，当上下行天线夹角为180°时，方向性损耗即为天线的前后比。
卫星通信中天线极化隔离度的调整
Technology Study技术研究DCW1数字通信世界2019.07作者简介： 王 晖，就职于中国卫通集团股份有限公司业务运行中心，高级工程师，从事卫星转发器管理及卫星通信设备集成。
张新元，就职于中国卫通集团股份有限公司业务运行中心，工程师，从事频谱监测系统维护。
卫星通信是地球站之间利用卫星作为中继站的一种无线电通信方式，具有覆盖范围广、传输距离远、组网便捷等特点，在我国广播、电视、数据通信等业务中得到广泛应用和蓬勃发展。
在卫星天线架设完成以后，要高质量接收到卫星转发的信号就需要准确地调整卫星天线，使得天线的方位角、俯仰角和极化角与卫星相匹配。
在指向同一颗卫星的情况下，不同地理位置的卫星天线方位角、俯仰角和极化角是不同的，因此同一副天线改变了位置，三个角都需要重新调整。
如果三个角未调准到合适的位置，会影响到极化隔离度的测试结果，导致天线的该项指标不合格，无法入网运行。
以下所讨论的，如无特殊说明，都是线极化的情况。
1 天线的方位角、俯仰角和极化角1.1 天线的方位角天线的方位角是指天线的轴线在水平面的投影与正北方向的夹角，以正北为零，顺时针方向为正。
当地面站天线位于北半球时，从参考文献中得到方位角的计算公式为：AZ =180°-tan-1（1）式中，e 为地球站的纬度（北纬为正，南纬为负）；λe 为地球站的经度（东经为正，西经为负）；λs 为卫星经度（东经为正，西经为负）。
图1 天线的方位角与经纬度的关系根据公式（1），当卫星位于λs =110.5°时，地球站位于不同经度和纬度下（经度80°~120°E ，纬度2°~52°N ），方位角的分布如图1。
1.2 天线的俯仰角天线的俯仰角是指天线的轴线与水平面的夹角。
当地面站天线位于北半球时，从参考文献中得到俯仰角的计算公式为：EL =tan-1 （2）式中，e ，λe ，λs 的定义与式（1）中相同；R e =6378km ，为地球半径；H =35786km ，为同步卫星距地球表面的高度。
天线隔离度要求
天线隔离度要求
在无线通信系统中，天线隔离度是一个重要的参数，它决定了不同天线之间的相互干扰程度。
天线隔离度要求越高，意味着天线之间的相互干扰越小，系统的性能也就越稳定。
在实际应用中，天线的隔离度通常由多个因素决定，包括天线的工作频率、极化方式、安装位置和高度等。
一般来说，工作频率越高，天线之间的隔离度要求也越高。
此外，不同极化方式的天线也会对隔离度产生影响，例如垂直极化和水平极化天线之间的隔离度通常比相同极化方式的天线之间的隔离度要高。
安装位置和高度也会影响天线之间的隔离度，一般来说，天线之间的距离越远，隔离度越高。
为了满足天线隔离度要求，可以采取多种措施。
首先，可以选择具有高隔离度的天线产品，这可以在一定程度上提高系统的抗干扰能力。
其次，可以通过调整天线的安装位置和高度来增加天线之间的距离，从而提高隔离度。
此外，还可以采用一些附加的抗干扰技术，例如采用跳频技术、扩频技术等来降低天线之间的干扰。
总之，天线隔离度要求是无线通信系统设计中的重要考虑因素之一。
为了确保系统的稳定性和可靠性，需要充分考虑各种因素对天线隔离度的影响，并采取相应的措施来提高系统的抗干扰能力。
一种高隔离度双频MIMO天线
一种高隔离度双频MIMO天线王利红【摘要】文中设计一种具有高隔离度的双频MIMO天线.将两款宽带毫米波天线垂直正交地放置于FR-4介质基板上,得到结构紧凑的双端口极化分集天线和四端口MIMO天线,利用其相互正交的极化方式提高了相邻端口间的隔离度.为了满足双频特性,分别在两天线单元的辐射贴片上刻蚀半圆环形和U形缝隙,地面开了长方形槽.通过HFSS仿真分析表明,所设计的天线可工作在28 GHz(24.5～29 GHz)和39 GHz(36～47 GHz),且在工作频段内具有较好的辐射特性,相邻端口间的隔离度达到了30 dB以上.同时,在天线上方加载了4根金属条作为引向器,提高了天线的增益.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2019(042)005【总页数】4页(P36-39)【关键词】MIMO;双频;高隔离度;毫米波;高增益;极化分集【作者】王利红【作者单位】山西大同大学物理与电子科学学院,山西大同 037009【正文语种】中文【中图分类】TN823-340 引言5G 无线通信系统得到了全球企业、研究院所和高校的广泛关注[1]。
与4G 相比，其主要特点之一就是转向了容易获得且带宽更宽的高频段[2⁃3]，FCC 公布将24 GHz以上频段用于5G 移动宽带运营，分别为[4]28 GHz，37 GHz，39 GHz 和64～71 GHz。
MIMO 技术在无线通信系统中得到了广泛的应用，因此设计一种工作于高频段的毫米波MIMO 天线也成了一个重要的研究方向[5⁃10]。
为了提高天线端口间的隔离度，文献[6⁃7]在天线地面开了长方形槽，结构简单但隔离度只达到20.6 dB 和17 dB。
文献[8]采用EBG 结构去耦的方式，使天线的隔离度达到30 dB，但天线结构较复杂，且为窄频带。
本文设计了两款辐射贴片上刻蚀一定结构缝隙的双频毫米波宽带天线，并组合使其极化方式正交，得到了高隔离度且结构紧凑的双端口极化分集天线和四端口MIMO 天线。
谈天线隔离度
与计算机预测三个阶段 。目前规范方法仍是主 方向性函数积分法等 。本文仅就上述几种分析
导 。为了实现无线电系统间的电磁兼容 ,须对 方法做一简要介绍 。
天线隔离度加以规范 。两天线的隔离度与天线 的辐射特性 、间距及取向有关 。其中有些因素 在架设前无法预知 。为此仅能对天线某些方向
2 依据远场方向性函数估算隔离 度
图 1 绘出了两个背靠背抛物面天线 A 与 A′。由馈源 O 发射的射线经边缘 P 与 Q 产生 的四条绕射线 PP′、PQ′、Q P′、QQ′再经边缘 P′ 与 Q′产生绕射线P′O′与Q′O′进入馈源 Q′后形 成耦合 。GTD 方法可给出绕射线的强度 。
V1 V2
=
Z11 ( Z2 - Z22) + Z12 Z21 Z2 Z21
3 线天线隔离度 (互阻抗法[4 ])
完成 ,但因计算量过大仅适用于小口径喇叭天 线 。嗽叭天线多用做抛物天线的馈源及阵列单
最早被注意的天线耦合问题是线天线耦合 元 。面阵单元间互耦问题曾是天线工作者关注
问题 ,是在线天线阵工作时遇到的 。表征耦合 的一个热点 ,特别是相控阵天线广角扫描状态 。
特性的参数是互阻抗 。基本想法是将两个线天 本文从电磁兼容角度讨论应用最广泛的面天线
络是互易的 ,即有 Z12 = Z21 。 Z11和 Z22称自阻 抗 。它们都与两线天线臂长 、直径 、天线间距与
取向有关 。
若天线 1 做发射 ,馈有电压 V 1 , 天线 2 做 接收 ,接有负载阻抗 Z2 ,其上电压为 V 2 。则由 阻抗矩阵很容易求得 V 1 与 V 2 比值
位 。70 年代出现的几何绕射理论 ( GTD) 为计 算这一问题提供了有效的手段[5 ] 。
mimo系统中提高天线隔离度的方法研究
摘要摘要天线作为MIMO系统中不可或缺的组成部分，其性能的好坏决定了该系统品质的优劣。
随着系统朝着小型化、集成化的方向发展，在尺寸受限的空间中放置多根天线，使得天线单元间的间距减小，不可避免的造成低隔离度，高相关性。
本文的研究主要针对提高双频MIMO天线的隔离度，通过在天线的馈电端口添加解耦网络的方法实现解耦。
该方法中移相、解耦、匹配的设计依次进行，设计思路清晰，天线的设计和解耦网络的设计分开进行使其具有一定的普遍性。
本文的主要研究工作包括：首先，在天线单元中以并联的形式添加解耦网络，通过将散射矩阵变换成导纳矩阵的方法，分析得出用导纳形式所表示的双频解耦条件和匹配条件。
为了增强天线的匹配性能，分析得出LC集总元件的匹配网络和阶梯阻抗的匹配网络。
其次，采用中和线解耦，根据耦合天线的解耦条件，获得中和线的解耦特性参数，讨论分析了阶梯阻抗线和均匀阻抗线作为移相网络对天线匹配性能的影响，以及LC集总元件匹配网络在增强天线阻抗匹配中的拓扑结构，经过仿真和加工实物，天线的隔离度在低频段提高了15dB以上，高频段提高了9dB以上。
接着，根据耦合谐振的方法分析得出由耦合参数组成的导纳矩阵，根据双频解耦条件和匹配条件，基于阶梯阻抗线设计了由开口谐振环组成的双谐振器作为解耦网络。
由阶梯阻抗线构成的匹配网络来补偿移相网络对天线原有匹配的破坏，增强其匹配性能。
最后用环形谐振器替换掉双谐振器作为解耦网络，运用奇耦模的分析方法得出环形谐振器的互导纳参数，令其满足解耦条件获得环形谐振器的初值，通过采用优化的方法得到高隔离度的天线单元。
带有两种不同解耦网络的天线隔离度无论是在低频还是在高频都提高到20dB以上。
关键词：MIMO，隔离度，导纳，解耦网络，匹配网络ABSTRACTThe antenna is an indispensable part of the MIMO system,the performance of the antenna determines the quality of the system.As the system grows in the direction of miniaturization and integration,multiple antennas are placed in the space of limited size, resulting in a reduction in the spacing between the antenna elements,which inevitably results in low isolation and high correlation.The research of this paper mainly aims at improving the isolation of dual-band MIMO antenna,and decoupling by adding decoupling network to the feed port of the antenna.The design of the phase shift, decoupling and matching of the method is carried out in turn,the design idea is clear, the design of the antenna and the design of the decoupling network are carried out separately to make it have a certain universality.The main research work of this paper includes:Firstly of all,the decoupling network is added in parallel in the antenna unit,and the method of transforming the scattering matrix into admittance matrix is used to analyze the dual-band decoupling condition and matching condition expressed by admittance.In order to enhance the matching performance of the antenna,the matching network of the LC lumped element and the matching network of the step impedance are analyzed.Secondly,the decoupling characteristic of the neutralization line is obtained according to the decoupling condition of the coupled antenna.The influence of the step impedance line and the uniform impedance line as the phase shift network on the antenna matching performance is analyzed and discussed.The LC lumped element matching networks in the enhanced antenna impedance matching with different ttopologies are also analyzed and discussed.After simulating and processing of physical，the antenna isolation is improved by more than15dB at low frequencies and 9dB at high frequencies.Thirdy,according to the coupled resonant method,the admittance matrix composed of coupling parameters is obtained.Based on the double-frequency decoupling condition and matching condition,a double resonator composed of an open resonant ring is designed as a decoupling network based on the step impedance line.The matching network composed of the step impedance line compensates the damage of the phase shift network to the original matching of the antenna and enhances its matchingperformance.Finally,the double resonator is replaced by the ring resonator as the decoupling network.The odd-even model method is used to obtain the admittance parameter of the ring resonator,which satisfies the decoupling condition to obtain the initial value of the ring resonator.The antenna unit with high isolation is obtained by the method of optimization.Antenna isolation with two different decoupling networks is increased to more than20dB at both low frequency and high frequency. Keywords:MIMO，The isolation，Admittance，Decoupling network，Matching network目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景与意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3本文的组织安排 (6)第二章天线基础知识概述 (8)2.1MIMO技术概述 (8)2.1.1MIMO技术原理 (8)2.1.2MIMO技术特点 (9)2.2天线技术概述 (10)2.2.1天线的主要功能 (10)2.2.2天线的辐射原理 (10)2.2.3天线的特性参数 (12)2.3MIMO天线设计要求 (15)2.4本章小结 (15)第三章天线的耦合以及解耦分析 (16)3.1天线间的互耦以及互耦对天线的影响分析 (16)3.1.1天线间的互耦分析 (16)3.1.2互耦对天线的影响分析 (17)3.2天线互耦分析方法 (18)3.3天线解耦原理 (20)3.3.1解耦网络基本模型 (21)3.3.2双单元天线的解耦分析 (22)3.3.2.1双单元天线的单频解耦分析 (23)3.3.2.2双单元天线的双频解耦分析 (26)3.4本章小结 (31)第四章中和线解耦 (32)4.1中和线在提高天线隔离度中的应用 (32)4.1.1双频对称天线的设计 (32)4.1.2双频移相网络的分析 (33)4.1.3中和线解耦原理推导 (34)4.1.4匹配网络的设计 (36)4.2中和线解耦的天线加工测试 (40)4.2.1中和线解耦原理分析 (40)4.2.2天线性能测试 (42)4.3本章小结 (45)第五章谐振器解耦 (46)5.1双谐振器解耦原理分析 (46)5.2双谐振器在提高天线隔离度中的应用 (50)5.2.1双频对称天线的设计 (50)5.2.2双频移相网络的分析 (51)5.2.3开口谐振环组成的解耦网络分析 (53)5.2.4匹配网络分析 (56)5.3双谐振器在提高天线隔离度中的应用 (58)5.3.1双谐振器解耦原理分析 (59)5.3.2天线性能测试 (60)5.4环形谐振器在提高天线隔离度中的应用 (62)5.5带有环形谐振器的天线加工测试 (66)5.5.1环形谐振器解耦原理分析 (67)5.5.2天线性能测试 (68)5.6本章小结 (70)第六章全文总结与展望 (71)致谢 (73)参考文献 (74)攻读硕士学位期间取得的成果 (79)第一章绪论第一章绪论1.1课题研究的背景与意义无线通讯是使用非常广泛，也是瞬息万变，发展速度非常迅猛的科学技术，它促进经济进步和给人们的日常交流带来了完全不受时间、地点限制的便捷。
天线隔离度不够引起的干扰分析报告
天线隔离度不够引起的干扰分析【摘要】基站HB-市区- 煤师院隔离度不够，导致不够导致小区高干扰。
【关键字】干扰天线特性隔离度【故障现象】：HB-市区- 煤师院TDD站点在7月15日至7月21日连续7天出现上行强干扰，平均干扰强度>-95dBm,全天PRB干扰图如下：【告警信息】：1、查询小区告警信息，发现小区运行正常，无告警。
2、核查HB-市区- 煤师院基站参数，参数配置全部正常。
3、核查周边基站运行情况，也未发现断站和驻波等异常情况。
【原因分析】：HB-市区- 煤师院环境图如下：站点整体图排查HB-市区- 煤师院平均干扰电平>-95dBm,受干扰的PRB波形如下：天线的隔离度取决于天线辐射方向图、天线的空间距离、天线增益。
天线隔离度是指一个天线发射信号，通过另一个天线接收的信号与该发射天线信号的比值。
隔离度就是为了尽量减少各种干扰对接收机的影响所采取的抑制干扰措施。
通常有几种措施，最重要的就是增加空间隔离度，增加空间的距离或者避免方向上和干扰源面对面；再次就是在发射端增加滤波器或者在接收端干扰来的方向上加金属隔离网做屏蔽。
天线的主要性能指标表征天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化，双极化天线的隔离度，及三阶交调等。
1、方向图天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。
以发射天线为例，从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。
一般地，用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图，分为水平面方向图和垂直面方向图。
平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图；垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。
不同的天线有不同的方向图，为表示它们集中辐射的程度，方向图的尖锐程度，我们引入方向性参数。
理想的点源天线辐射没有方向性，在各方向上辐射强度相等，方向是个球体。
我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较，在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方E2与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02的比值称为该点的方向性参数D=E2/E022、天线增益增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数，但两者又不尽相同。