一种应用于四元紧凑型天线阵的去耦网络

摘要

本发明公开了一种应用于四元紧凑型天线阵的去耦网络，属于无线通信技术领域。该去耦网络，包括用于分别连接4个天线的4个端口1-4；每个端口分别串联一个电抗元件jX₁，然后在相邻的两个端口之间并联一个电抗元件jB₁，之后每个端口再串联一个电抗元件jX₂，形成四个新的端口1’-4’；这四个新端口再分别并联一个电抗元件jB₂，这四个电抗元件jB₂另一端连接在一起；所述电抗元件jX₁、jB₁、jX₂、jB₂的值采用特征模式分析方法求取。本发明所述的应用于四元紧凑型天线阵的去耦网络结构简单、紧凑，本去耦网络的端口可以由常规的L节匹配网络进行匹配，能够有效消除四元天线阵的互耦效应。

主权项

一种应用于四元紧凑型天线阵的去耦网络，其特征在于：包括用于分别连接4个天线的4个端口1‑4；每个端口分别串联一个电抗元件jX₁，然后在相邻的两个端口之间并联一个电抗元件jB₁，之后每个端口再串联一个电抗元件jX₂，形成四个新的端口1’‑4’；这四个新端口再分别并联一个电抗元件jB₂，这四个电抗元件jB₂另一端连接在一起；所述电抗元件jX₁、jB₁、jX₂、jB₂的值采用特征模式分析方法求取；所述四元紧凑型天线阵为均匀分布的圆形天线阵；所述电抗元件jX₁、jB₁、jX₂和jB₂的求解，采用特征模式分析的方法进行，具体包括以下步骤：1)根据天线阵元分布的对称性，阻抗矩阵Z的特征值，也就是天线阵的模式阻抗，可以求得为Z_ma＝Z₁₁+2Z₁₂+Z₁₃，Z_mb＝Z_mc＝Z₁₁‑Z₁₃，Z_md＝Z₁₁‑2Z₁₂+Z₁₃，对应的相互正交的特征向量为v_a＝[1,1,1,1]^T，v_b＝[1,1,‑1,‑1]^T，v_c＝[1,‑1,‑1,1]^T，v_d＝[1,‑1,1,‑1]^T；2)将特征向量所对应的电压加载到去耦网络的四个新端口上，即可分析得出在天线阵四个工作模式下去耦网络的等效电路；3)根据等效电路得出新端口处四个工作模式下的等效模式导纳，分别为：Y₁＝(Z_ma+jX₁+jX₂)^‑1Y₂＝Y₃＝(((Z_mb+jX₁)^‑1+j2B₁)^‑1+jX₂)^‑1+jB₂Y₄＝(((Z_md+jX₁)^‑1+j4B₁)^‑1+jX₂)^‑1+jB₂如果使得所有的模式导纳相等，即Y₁＝Y₂＝Y₃＝Y₄，那么此网络就可以对四阵元的均匀圆形天线阵进行解耦，通过上面的方程就可以求解出构建去耦网络的电抗元件jX₁、jB₁、jX₂和jB₂的值。