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CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO,ECC和DG

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2023-09-22 | 1166 次浏览 | 分享到:

想要学习CST软件的电磁仿真教程,可以持续关注我。这期我们继续学习一下MIMO系统设计与调试。由一个三角型偶极子天线建模开始,到两个天线位置关系的对比和调试,再到四天线MIMO整体调试。

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

继续之前的案例,下面我们看双天线不同位置和四天线系统。

 

3.    双天线---平行型

文件另存,将历史树中旋转天线90度改成180,关闭历史树。

                           

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

仿真查看S参数和Z参数,可见S11匹配没有正交时候好,但S21耦合有所改善,因为端口距离相对变远了。那么这时我们能猜到ECC变好还是变坏吗?

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

答案是变得更好了。

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

 

那么之前的正交就不好么?不是的,MIMO肯定喜欢正交,下面我们调一调正交的参数,看看能不能比这个平行的好。

 

我们把之前正交的模型L1改成19.5:

 

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

仿真后,可见我们可以将S11匹配的更好,Z11更接近50欧姆。那么此时ECC会比平行的好吗?


CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

是的:

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

那么基于这个正交设计,我们看看四天线的情况。

 

4.四天线

文件另存,然后修改历史树中的旋转,90度重复三次:

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

仿真得到S参数和Z参数:

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

可见S11又偏移了,耦合S12都在-9dB左右,这对于双天线正交的情况是改善。

此时ECC=0.0066,相比一开始的ECC=0.0125好,但是没有我们得到的最高纪录6.2e-5好(调过的双天线正交)。

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

那怎么办?继续调呗!我们把L1改成19.9:

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

这样S11就调回来了:

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

此时ECC更好了:

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

其实这里的ECC一直看的都是S12。还有S13和S14:

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

最后,我们看看如何通过远场计算端口1和2之间的ECC:

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

可见远场计算的ECC与S参数计算的ECC非常接近。(双天线平行)

 

CST电磁模拟三角偶极子天线(下)MIMO系统, 包络相关系数ECC和分集增益DG 

 

小结:

.  互偶阻抗太大会导致频偏,耦合取决于距离和结构。

.  MIMO中的结构,间距等参数都需要调试,才能获得低ECC。

.  双天线正交是MIMO的基础,但本文案例显示,平行也可能更好,取决于距离、设计以及各方面调试。文中很多参数都没有研究其影响,比如Gap、 R。

.  双天线设计好再设计四天线就比较容易了。

.  远场和S参数都可用来计算ECC,有文献讨论哪个好哪个坏,欢迎讨论。

 

(内容、图片来源:CST仿真专家之路公众号,侵删)

 

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