±45 双极化天线阵列的解耦合技术

近年来，±45 双极化 MIMO 天线阵列的研究集中在去耦方法上。

根据解耦原理，可以归纳为以下五种类型，

1、路径取消方法：通过引入不同形式的附加耦合路径来实现解耦，从而抵消原始耦合能量。

例如阵列去耦表面、H 形寄生结构、具有偏振旋转特性的去耦结构和十字形寄生散射体。

2、能量阻挡方法：在天线元件之间引入适当的结构来阻止能量传输，从而实现去耦。例如在天线元件之间引入由两个嵌套的裂环谐振器 （SRR） 和超材料组成的挡板，以阻挡耦合能量并实现去耦。

3、解耦网络方法：去耦网络的设计通常独立于天线阵列的设计，并且已经设计了许多设计公式来确定去耦网络的相关参数。例如，基于传输线的π型去耦网络，可以提高双极化微带天线阵列的隔离度。

4、混合方法：设计多种解耦方法来实现双极化天线阵列的解耦。例如，采用在天线阵列的顶部放置一个去耦表面，并同时在天线周围引入寄生结构。又比如，在天线阵列的顶部放置单层或多层去耦结构，并在天线单元之间引入金属挡板以实现去耦。

5、其他方法：除了以上方法，也有很多其他解耦方式，例如通过在天线周围引入金属环形散射器来控制去耦模式来实现去耦。又或者，通过在微带天线阵列的上表面引入周期性排列的低介电块来实现去耦。

在以上这些方法中，为了实现相邻元件之间的去耦，无论是采用在天线阵列中引入额外的散射体结构或额外的去耦网络，都会引起天线设计、组装和制造的复杂性以及生产成本的增加。

很多解耦方法都是引入额外的散射体结构或额外的去耦网络的解耦技术，而不是从天线元件设计的角度对耦合进行解耦。不属于辐射体的额外去耦结构可能会影响天线的远场辐射方向图。在大规模 MIMO 天线阵列开发中，具有自解耦能力的天线元件更具吸引力，需求也更高。

1、自固化解耦技术，在天线元件上增加电容负载，以减少两个天线之间的相互耦合。

2、基于模式分集的方法对不同类型的单极天线进行去耦。

3、研究接地平面的高阶模式，对两个天线进行去耦。

4、基于弱场的自解耦，通过调整馈电结构的几何参数，由馈电结构和贴片激发的两个磁场将相互抵消，并在接地平面上形成弱场区域。然后，在弱场区域布置相邻天线单元时，可以实现天线单元之间的弱电磁干扰。

[1] Y. Li and Q. -X. Chu, "Dual-Band Base Station Antenna Array Using the Low-Band Antenna as Parasitic Decoupler," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 21, no. 7, pp. 1308-1312, July 2022, doi: 10.1109/LAWP.2022.3165868. 

[2] H. Lin, Q. Chen, Y. Ji, X. Yang, J. Wang and L. Ge, "Weak-Field-Based Self-Decoupling Patch Antennas," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 68, no. 6, pp. 4208-4217, June 2020, doi: 10.1109/TAP.2020.2970109. 

[3] Y. Xu, R. Li, Z.-X. Liu, Y. Hu, C. Wang, and Y. Liu, “Dual-Polarized Crossed-Dipole Base Station Antenna Array With High-Isolation and Wide-Angle Scanning,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 11, pp. 8394–8403, Nov. 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3430069.