CN105846078A - 提高无线设备不同天线之间隔离度的新方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高无线设备不同天线之间隔离度的新方法，包括设在无线电设备4上的相邻的第一天线和第二天线，其特征在于，在所述的第一天线的端口与第二天线的端口之间建立一条传输线。本发明的优点是：通过在两个天线端口之间建立一条新的路径，采用传输线方式，天线之间的能量可以通过该传输线直接相互传输，调整该路径上电磁波能量的相位，使其与自由空间路径上能量的相位相反，则两条路径上能量在接收天线的端口处相干抵消，此时接收天线接收到发射天线的能量变得非常小，从而极大地提高两个天线间的隔离度，满足天线隔离度的标准要求，而对天线本身性能的影响很小。

Description

提高无线设备不同天线之间隔离度的新方法
技术领域
本发明涉及一种提高无线设备不同天线之间隔离度的新方法，可以用于无线设备的各种天线类型，如PIFA、IFA、LOOP、Monopole等。
背景技术
如图1所示，在无线设备上，天线1辐射出的能量经自由空间路径3被天线2接收到，当天线1辐射能量不变时，要想提高天线间的隔离度，需要减少天线2接收到的能量。通常情况下，增大两个天线之间的距离可以直接提升隔离度，但通常会导致整机尺寸变大。无线设备的多频化、小型化、紧凑化、轻薄化的趋势使得同一个无线设备上的天线变得越来越多，天线之间的距离也变得越来越近，这将到导致不同天线之间的隔离度变得很差。天线间隔离度变差不但会降低天线的效率，而且会引起不同天线之间的互相干扰，从而降低无线设备的无线传输和接收性能。特别是对于MIMO设备，由于天线的频段完全重合，隔离度恶化甚至会导致MIMO功能失效。因此在有限的天线空间内提高不同天线之间的隔离度变得非常有挑战性。传统提高隔离度的方法，通常是增大天线之间的距离，但这样会导致整个设备的尺寸变大。在多频化、小型化、紧凑化、轻薄化的趋势下，在有限的空间内，无线设备的不同天线之间要想获得高隔离度是非常困难的，无法满足标准要求，从而导致无线设备的传输和接收性能恶化。因此在不改变天线间距离，不增加整机尺寸的情况下，提高不同天线之间得隔离度变得非常重要。
发明内容
本发明公开了一种提高无线设备不同天线之间隔离度的新方法，能够在不增加天线之间的距离的情况下，极大地提高天线间的隔离度。
本发明的技术方案是：一种提高无线设备不同天线之间隔离度的新方法，包括设在无线电设备4上的相邻的第一天线和第二天线，其特征在于，在所述的第一天线的端口与第二天线的端口之间建立一条传输线，调整此传输线的长度为，其中为自由空间中两个天线之间的传输路径长度，为自然数，为自由空间波长，为传输线的相对介电常数，使得电磁波能量在传输线与两根天线之间的自由空间路径之间的相位差为的奇数倍。
所述的传输线采用微带线、同轴线、带状线、共面波导等分布式传输线，或是由电容、电感和电阻集总元件构造的人工传输线，或是分布式传输线与集总元件组合的传输线。
通过调整该传输线的长度，实现自由空间路径与传输线路径之间不同的相位差，能够提高或降低隔离度。
本发明的优点是：通过在两个天线端口之间建立一条新的路径，采用传输线方式，天线之间的能量可以通过该传输线直接相互传输，调整该路径上电磁波能量的相位，使其与自由空间路径上能量的相位相反，则两条路径上能量在接收天线的端口处相干抵消，此时接收天线接收到发射天线的能量变得非常小，从而极大地提高两个天线间的隔离度，满足天线隔离度的标准要求，而对天线本身性能的影响很小。
附图说明
图1是现有技术中天线之间经自由空间路径传递能量的示意图；
图2是本发明天线之间增加传输线的能量传递方式示意图；
图3是本发明理想情况下两条路径上电磁波能量在接收天线端口处相干抵消的波形图；
图4是本发明与现有技术的两个天线间隔离度的对比示意图（以2.4G WIFI 频段为例）。
图5是本发明与现有技术的天线辐射性能的对比示意图（以2.4G WIFI 频段为例）。
具体实施方式
参见图2～图5，本发明一种提高无线设备不同天线之间隔离度的新方法，包括设在无线电设备4上的相邻的天线1和天线2。
当两根天线1与2之间的距离不变时，天线1到天线2的自由空间路径3的长度为L，此时在天线1端口和天线2端口之间建立一条传输线5，作为一条新的能量传输路径，如图2所示。传输线5的实现方式可以非常灵活，既可以是微带线、同轴线、带状线、共面波导等分布式传输线，也可以是电容、电感、电阻等集总元件构造的人工传输线，还可以是分布式传输线与集总元件的组合。调整此传输线5的长度为（其中n为自然数，为自由空间中两个天线之间的传输路径长度，为自然数，为自由空间波长，为传输线的相对介电常数），使得电磁波能量在传输线5与自由空间路径3之间的相位差为的奇数倍，此时两条路径上的电磁波能量在天线2端口处发生相互干涉抵消，如图3所示。天线2接收到天线1的能量极小，两个天线间的隔离度达到极大，从而满足天线隔离度的标准要求，如图4所示。由于电磁波能量发生相干相消，能量并不会损失，所以对两个天线的辐射性能影响很小，如图5所示。调整不同的传输线5的长度，实现两条路径不同的相位差，可以提高或降低隔离度，理论上在一定范围内可以实现任意值。根据天线互易原理，天线2辐射出的能量被天线1接收时与此相同。

Claims (3)

1.一种提高无线设备不同天线之间隔离度的新方法，包括设在无线电设备4上的相邻的第一天线和第二天线，其特征在于，在所述的第一天线的端口与第二天线的端口之间建立一条传输线，调整此传输线的长度为 ，其中为自由空间中两个天线之间的传输路径长度，为自然数，为自由空间波长，为传输线的相对介电常数，使得电磁波能量在传输线与两根天线之间的自由空间路径之间的相位差为的奇数倍。
2.根据权利要求1所述的提高无线设备不同天线之间隔离度的新方法，其特征在于，所述的传输线采用微带线、同轴线、带状线、共面波导等分布式传输线，或是由电容、电感和电阻集总元件构造的人工传输线，或是分布式传输线与集总元件组合的传输线。
3.根据权利要求1所述的提高无线设备不同天线之间隔离度的新方法，其特征在于，通过调整该传输线的长度，实现自由空间路径与传输线路径之间不同的相位差，能够提高或降低隔离度。
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