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在無(wú)線(xiàn)通信這個(gè)大世界里，有好多像小零件一樣的技術(shù)參數(shù)，它們湊在一起，讓整個(gè)通信系統(tǒng)能好好工作。這里面有個(gè)叫天線(xiàn)隔離度的參數(shù)，它不像信號(hào)傳輸速度、頻譜帶寬那么出名，可它的作用可大了，就像蓋房子時(shí)打下的地基，能讓通信系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)、順順利利地運(yùn)行，是保證信號(hào)干干凈凈、通信質(zhì)量杠杠的關(guān)鍵因素。

定義與內(nèi)涵

天線(xiàn)隔離度其實(shí)就是用來(lái)衡量不同極化信號(hào)之間互相搗亂程度的。現(xiàn)在咱們用的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，為了提高信號(hào)的利用率，天線(xiàn)常常會(huì)設(shè)計(jì)成正交極化的，最常見(jiàn)的就是水平極化和垂直極化這兩種。這種設(shè)計(jì)就像是給信號(hào)開(kāi)了兩條不同的“專(zhuān)用車(chē)道”，讓更多的信號(hào)能同時(shí)在上面跑。

但現(xiàn)實(shí)可沒(méi)那么完美。天線(xiàn)自身的構(gòu)造，還有周?chē)切﹣y七八糟的環(huán)境，就像路上的障礙物，會(huì)讓信號(hào)在傳輸?shù)臅r(shí)候出岔子。信號(hào)本來(lái)應(yīng)該在自己的“車(chē)道”上好好跑，結(jié)果有一部分會(huì)跑到別的“車(chē)道”上去，這就是信號(hào)泄漏。這種信號(hào)亂跑的情況會(huì)干擾正常的通信，讓通信質(zhì)量變差，就像干凈的水里混進(jìn)了臟東西，水質(zhì)就不行了。

舉個(gè)例子，就拿水平/垂直極化MIMO天線(xiàn)來(lái)說(shuō)。當(dāng)主極化端口（Port 1）輸入信號(hào)的時(shí)候，會(huì)有一些信號(hào)跑到交叉極化端口（Port 2）去。這時(shí)候，Port 2泄漏的信號(hào)功率和Port 1輸入的信號(hào)功率的比值（用dB來(lái)表示），就是端口隔離度。這里要注意區(qū)分“隔離度”和“極化隔離度”，“隔離度”是看不同端口之間信號(hào)泄漏的情況，“極化隔離度”是看同一個(gè)端口里主極化和交叉極化方向上信號(hào)的抑制情況。

計(jì)算方法

天線(xiàn)隔離度是用對(duì)數(shù)的方式來(lái)計(jì)算的。假如主極化端口輸入的信號(hào)功率是1000毫瓦，交叉極化端口測(cè)出來(lái)的泄漏信號(hào)功率是1毫瓦，按照公式10log??(1000/1)一算，就能得出隔離度是30dB。

用對(duì)數(shù)來(lái)計(jì)算有個(gè)好處，它能把功率比值這個(gè)大范圍的數(shù)字，變成一個(gè)容易處理的小數(shù)字。而且還能很直觀(guān)地看出信號(hào)衰減了多少。每增加10dB，泄漏的信號(hào)功率就會(huì)變成原來(lái)的十分之一。這種計(jì)算方法能讓工程師們很清楚地知道天線(xiàn)隔離度的情況，方便他們調(diào)整和優(yōu)化天線(xiàn)。

影響因素

在天線(xiàn)設(shè)計(jì)的時(shí)候，端口隔離度會(huì)受到好多因素的影響。了解這些因素，就能找到提高天線(xiàn)隔離度的好辦法。

輻射單元間距：輻射單元之間的距離是個(gè)重要因素。當(dāng)輻射單元之間的距離是λ/2的時(shí)候，就能減少表面波的干擾。表面波就像是信號(hào)傳輸路上的小偷，會(huì)偷走一部分信號(hào)能量，讓信號(hào)跑到別的端口去。合適的間距能讓這個(gè)小偷不好下手，減少信號(hào)泄漏，提高隔離度。

接地層優(yōu)化：接地層的設(shè)計(jì)對(duì)天線(xiàn)性能影響很大。要是對(duì)接地層進(jìn)行優(yōu)化，比如用缺陷模抑制技術(shù)（像EBG結(jié)構(gòu)），就能減少背面輻射帶來(lái)的干擾。EBG結(jié)構(gòu)就像一個(gè)信號(hào)過(guò)濾器，能把那些會(huì)干擾其他端口的信號(hào)給過(guò)濾掉，提高天線(xiàn)的隔離度。

去耦結(jié)構(gòu)：在天線(xiàn)設(shè)計(jì)里加上去耦結(jié)構(gòu)，比如寄生枝節(jié)或者中性線(xiàn)，也能提高隔離度。寄生枝節(jié)就像一個(gè)信號(hào)的“糾察隊(duì)”，能產(chǎn)生和泄漏信號(hào)相反的信號(hào)，把泄漏信號(hào)抵消掉，減少信號(hào)干擾。中性線(xiàn)就像一個(gè)信號(hào)的“指揮官”，能讓信號(hào)分布得更均勻，讓信號(hào)傳輸更穩(wěn)定，減少交叉極化方向的信號(hào)泄漏，提高隔離度。

實(shí)際應(yīng)用

天線(xiàn)隔離度的優(yōu)化在實(shí)際應(yīng)用中非常重要。就拿衛(wèi)星通信地面站天線(xiàn)來(lái)說(shuō)，用了正交模耦合器（OMT）和精密饋源網(wǎng)絡(luò)之后，水平/垂直端口的隔離度能提高到40dB以上。這樣就能保證上下行信號(hào)在同一個(gè)頻段里傳輸?shù)臅r(shí)候不會(huì)互相干擾，讓通信更可靠、更穩(wěn)定。

不過(guò)，在實(shí)際安裝和使用天線(xiàn)的時(shí)候，也會(huì)遇到不少問(wèn)題，多徑反射就是個(gè)讓人頭疼的難題。在城市里，到處都是高樓大廈，信號(hào)在傳播的時(shí)候會(huì)經(jīng)過(guò)很多次反射，就像在迷宮里繞來(lái)繞去，這會(huì)讓信號(hào)的傳播路徑變得亂七八糟。這種情況可能會(huì)導(dǎo)致隔離度降低10 - 15dB，嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，工程師們得綜合考慮周?chē)沫h(huán)境，用各種技術(shù)手段來(lái)優(yōu)化天線(xiàn)。比如用自適應(yīng)算法，根據(jù)環(huán)境的變化自動(dòng)調(diào)整天線(xiàn)的參數(shù)，讓天線(xiàn)能適應(yīng)不同的信號(hào)傳播環(huán)境。還可以用智能天線(xiàn)技術(shù)，調(diào)整天線(xiàn)的波束方向，減少多徑反射的影響，提高信號(hào)傳輸質(zhì)量。