MIMO天線系統的CST仿真設計實例(下)
這期我們繼續學習一下MIMO系統設計與調試。由一個三角型偶極子天線建模開始,到兩個天線位置關系的對比和調試,再到四天線MIMO整體調試。
繼續之前的案例,下面我們看雙天線不同位置和四天線系統。
3. 雙天線---平行型
文件另存,將歷史樹中旋轉天線90度改成180,關閉歷史樹。
仿真查看S參數和Z參數,可見S11匹配沒有正交時候好,但S21耦合有所改善,因為端口距離相對變遠了。那么這時我們能猜到ECC變好還是變壞嗎?
答案是變得更好了。
那么之前的正交就不好么?不是的,MIMO肯定喜歡正交,下面我們調一調正交的參數,看看能不能比這個平行的好。
我們把之前正交的模型L1改成19.5:
仿真后,可見我們可以將S11匹配的更好,Z11更接近50歐姆。那么此時ECC會比平行的好嗎?
是的:
那么基于這個正交設計,我們看看四天線的情況。
4.四天線
文件另存,然后修改歷史樹中的旋轉,90度重復三次:
仿真得到S參數和Z參數:
可見S11又偏移了,耦合S12都在-9dB左右,這對于雙天線正交的情況是改善。
此時ECC=0.0066,相比一開始的ECC=0.0125好,但是沒有我們得到的最高紀錄6.2e-5好(調過的雙天線正交)。
那怎么辦?繼續調唄!我們把L1改成19.9:
這樣S11就調回來了:
此時ECC更好了:
其實這里的ECC一直看的都是S12。還有S13和S14:
最后,我們看看如何通過遠場計算端口1和2之間的ECC:
可見遠場計算的ECC與S參數計算的ECC非常接近。(雙天線平行)
小結:
1. 互偶阻抗太大會導致頻偏,耦合取決于距離和結構。
2. MIMO中的結構,間距等參數都需要調試,才能獲得低ECC。
3. 雙天線正交是MIMO的基礎,但本文案例顯示,平行也可能更好,取決于距離、設計以及各方面調試。文中很多參數都沒有研究其影響,比如Gap、 R。
4. 雙天線設計好再設計四天線就比較容易了。
5. 遠場和S參數都可用來計算ECC,有文獻討論哪個好哪個壞,歡迎討論。