HFSS在手機(jī)MIMO天線中的應(yīng)用

　　分析電流分布圖是研究MIMO天線單元間互耦的方法之一，圖4為該手機(jī)MIMO天線在高低頻的中心頻率處的電流分布圖。根據(jù)地板表面電流和激勵(lì)天線單元在非 激勵(lì)天線單元上誘發(fā)的耦合電流，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整地飯細(xì)縫的尺寸，則可以改變地板表面電流的分布，減小非激勵(lì)天線單元上的耦合電流，從而減小天線單元間由于表面 電流引起的互耦。為了證明天線單元的垂直放置有利于減小天線近場(chǎng)引起的互耦，圖5給出了兩個(gè)帶傳統(tǒng)地板的MIMO天線的S參數(shù)比較圖，其中一個(gè)MIMO天 線的兩個(gè)天線單元垂直放置，另外一個(gè)MIMO天線的兩天線單元平行放置。觀察圖5可以知道，在天線的低頻工作帶寬內(nèi)，天線單元的垂直放置使得隔離度提高了 2.2dB。由此可以知道，借助HFSS在仿真階段找到合適的去耦方法，從而避免盲目加工測(cè)試帶來(lái)的資源和時(shí)間浪費(fèi)。

　　在 設(shè)計(jì)天線的時(shí)候應(yīng)當(dāng)考慮到天線的性能是否穩(wěn)定，位于天線附件的電氣元件對(duì)天線性能有怎樣的影響，而且這些影響在仿真設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該弄清楚，然后在測(cè)試過(guò)程 中加以驗(yàn)證。利用HFSS軟件，圖6給出了在MIMO天線附近放置一個(gè)金屬盒的模型已經(jīng)該金屬盒對(duì)MIMO天線S參數(shù)的影響。從該圖可以看到該MIMO天 線對(duì)放置在其附近的電氣元件有比較強(qiáng)的魯棒特性，即天線的性能穩(wěn)定。

　　圖 7為MIMO天線的測(cè)試與仿真二維輻射方向比較圖，從圖中可以看到，實(shí)測(cè)結(jié)果與HFSS的仿真結(jié)果非常吻合。故可以證明HFSS的仿真結(jié)果十分準(zhǔn)確。同時(shí) 還可以觀察到天線在H面具有較好的全向輻射性能，天線單元1的增益的最小值出現(xiàn)在+Y軸的±45o內(nèi)，這是因?yàn)樘炀€單元2位于天線單元1的+Y軸方向。天 線單元1和2沿著XOY面對(duì)稱，故天線單元2的輻射方向圖與天線單元1的輻射方向圖也就沿著XOY面對(duì)稱，即是天線單元2的增益的最小值出現(xiàn)在-Y軸 的±45o內(nèi)，因?yàn)樘炀€單元1位于天線單元2的-Y軸方向。這種特性，有利于進(jìn)一步減小天線單元間的互耦。

　　4、結(jié)論

　　本文通過(guò)對(duì)手機(jī)MIMO天線的設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)，HFSS12.0軟件能很好地為MIMO天線工程設(shè)計(jì)提供幫助,使得MIMO天線設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、快捷、低成本，還可以幫 助天線設(shè)計(jì)人員了解、分析天線單元間的互耦，以便尋找合適的去耦方法。HFSS12.0軟件三維建模及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換讀取功能強(qiáng)大，仿真結(jié)果與天線的實(shí)測(cè)結(jié)果基本一致，從而大大提高了工作效率和設(shè)計(jì)的成功率。