HFSS在手机MIMO天线中的应用 分布图, 手机, 地板, 中心

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分析电流分布图是研究MIMO天线单元间互耦的方法之一，图4为该手机MIMO天线在高低频的中心频率处的电流分布图。根据地板表面电流和激励天线单元在非 激励天线单元上诱发的耦合电流，适当地调整地饭细缝的尺寸，则可以改变地板表面电流的分布，减小非激励天线单元上的耦合电流，从而减小天线单元间由于表面 电流引起的互耦。为了证明天线单元的垂直放置有利于减小天线近场引起的互耦，图5给出了两个带传统地板的MIMO天线的S参数比较图，其中一个MIMO天 线的两个天线单元垂直放置，另外一个MIMO天线的两天线单元平行放置。观察图5可以知道，在天线的低频工作带宽内，天线单元的垂直放置使得隔离度提高了 2.2dB。由此可以知道，借助HFSS在仿真阶段找到合适的去耦方法，从而避免盲目加工测试带来的资源和时间浪费。



在 设计天线的时候应当考虑到天线的性能是否稳定，位于天线附件的电气元件对天线性能有怎样的影响，而且这些影响在仿真设计阶段就应该弄清楚，然后在测试过程 中加以验证。利用HFSS软件，图6给出了在MIMO天线附近放置一个金属盒的模型已经该金属盒对MIMO天线S参数的影响。从该图可以看到该MIMO天 线对放置在其附近的电气元件有比较强的鲁棒特性，即天线的性能稳定。



图 7为MIMO天线的测试与仿真二维辐射方向比较图，从图中可以看到，实测结果与HFSS的仿真结果非常吻合。故可以证明HFSS的仿真结果十分准确。同时 还可以观察到天线在H面具有较好的全向辐射性能，天线单元1的增益的最小值出现在+Y轴的±45o内，这是因为天线单元2位于天线单元1的+Y轴方向。天 线单元1和2沿着XOY面对称，故天线单元2的辐射方向图与天线单元1的辐射方向图也就沿着XOY面对称，即是天线单元2的增益的最小值出现在-Y轴 的±45o内，因为天线单元1位于天线单元2的-Y轴方向。这种特性，有利于进一步减小天线单元间的互耦。

4、结论
本文通过对手机MIMO天线的设计发现，HFSS12.0软件能很好地为MIMO天线工程设计提供帮助,使得MIMO天线设计简单、快捷、低成本，还可以帮 助天线设计人员了解、分析天线单元间的互耦，以便寻找合适的去耦方法。HFSS12.0软件三维建模及数据转换读取功能强大，仿真结果与天线的实测结果基本一致，从而大大提高了工作效率和设计的成功率。