为800 MHz MIMO天线多样性分析

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这个例子分析2-antenna多样性方案理解的作用位置,方向和频率对收到的信号。假设下的执行分析阻抗匹配不是实现和相互耦合考虑[1]。

频带参数

定义工作频率,分析带宽和计算在自由空间波长。

频率= 800 e6;c = physconst (“光速”);λ= c /频率;BW_frac = 1;fmin =频率- BW_frac *频率;fmax =频率+ BW_frac *频率;

创建两个相同的偶极子

使用天线偶极天线元素工具箱™图书馆和创建2相同的薄的偶极子的长度 $λ / 2$ 。

d1 =偶极子(“长度”λ/ 2,“宽度”,λ/ 200);d2 =偶极子(“长度”λ/ 2,“宽度”,λ/ 200);

分析输入反射系数的孤立的偶极子

计算一个孤立的偶极子的输入反射系数和情节它确认缺乏阻抗匹配在800 mhz。

Numfreq = 101;f = linspace (fmin fmax Numfreq);S = sparameters (d1, f);DipoleS11Fig =图;rfplot(1, 1)标题(的反射系数)

$图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题反射系数包含一个类型的对象。该对象代表dB (S_ {11})。$

创建双元素数组

创建二极天线分集系统和位置2天线分开5 $λ$ 。

范围= 5 *λ;l = linearArray;l元素= (d1 d2);lElementSpacing =范围;显示(l)视图(-80 4)

图包含一个坐标轴对象。偶极子天线的轴对象与标题linearArray包含6块类型的对象,表面。这些对象代表压电陶瓷,饲料。

动力传递函数

计算并绘制功率传递函数(S21 dB)两个天线。为此,计算系统的散射参数和情节S21在整个频率范围内。

S = sparameters (l f);ArrayS21Fig =图;rfplot(2, 1)标题(“力量传递函数”)

$图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题力量传递函数包含一个类型的对象。该对象代表dB (S_ {21})。$

响应峰值在800 MHz显然不是。此外,注意损失导致信号强度衰减在自由空间。

不同的空间取向偶极子

两个天线之间的权力交接现在可以调查作为天线的方向函数。相关系数是用于MIMO系统量化系统的性能。两种方法计算相关系数存在;使用远场行为和使用的参数。实地的方法包括数值积分。下面的例子使用了函数的计算建议相关的天线工具箱™和基于的参数的方法[1]。通过旋转一个天线位于正轴,我们改变它的偏振方向和找到相关

numpos = 101;取向= linspace (0 90 numpos);S21_TiltdB =南(1,元素个数(方向));Corr_TiltdB =南(1,元素个数(方向));图一=图;为i = 1:元素个数d2(方向)。倾斜=取向(i);l.Element (2) = d2;S = sparameters (l,频率);相关系数=相关性(l,频率,1、2);S21_TiltdB = 20 * log10 (abs (S.Parameters (2, 1, 1)));Corr_TiltdB (i) = 20 * log10 (Corr);图(图一);情节(Corr_TiltdB S21_TiltdB取向,取向,“线宽”,2)网格在轴([min(方向)马克斯(方向)-65 -20]);包含(的倾斜变化第二偶极子(度))ylabel (“(dB)级”)标题(的相关性,S_2_1极化的变化)drawnow结束传奇(“S_2_1”,“相关”);

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象标题C o r r e l t i o n,空白的年代indexOf 1基线空白V r i t i o n空白w i t h空白P o l r我z t i o n包含102行类型的对象。这些对象代表S_2_1,相关性。

我们观察到的力量传递函数和相关函数之间的两个天线的天线偶极子的取向变化。

不同天线之间的间距

恢复两个偶极相互平行。运行一个类似的分析通过改变2元素之间的间距。

d2。倾斜= 0;l元素= (d1 d2);Nrange = 201;Rmin = 0.001 *λ;征求= 2.5 *λ;范围= linspace (Rmin征求Nrange);S21_RangedB =南(1、Nrange);Corr_RangedB =南(1、Nrange); fig2 = figure;为i = 1: Nrange l。ElementSpacing =范围(我);S = sparameters (l,频率);相关系数=相关性(l,频率,1、2);S21_RangedB (i) = 20 * log10 (abs (S.Parameters (2, 1, 1)));Corr_RangedB (i) = 20 * log10 (Corr);图(图);情节(range. /λ,S21_RangedB range. /λ,Corr_RangedB,“——”,“线宽”,2)网格在轴([min (range. /λ)max (range. /λ)-50 0]);包含(“距离分离,d / \λ”)ylabel (“(dB)级”)标题(的相关性,S_2_1变化范围)drawnow举行从结束传奇(“S_2_1”,“相关”);

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象标题C o r r e l t i o n,空白的年代indexOf 1基线空白V r我一个空白t i o n w t h空白r n g e包含2线类型的对象。这些对象代表S_2_1,相关性。

2曲线明显不同的行为当两个天线之间的分离距离增加。这个情节揭示了相关山谷大约0.75等存在特定的分离 $λ$ ,1.25 $λ$ ,1.75 $λ$ 和2.25 $λ$ 。

检查相关频率响应

1.25选择分离 $λ$ ,这是一个关联的山谷。分析相关变异为10%在800 MHz带宽为中心。

Rpick = 1.25 *λ;f = linspace (fmin fmax Numfreq);lElementSpacing = Rpick;Corr_PickdB = 20。* log10(相关性(l f 1 2));图=图;情节(f / 1 e9 Corr_TiltdB,“线宽”,2)网格在轴([min (f / 1 e9)马克斯(f / 1 e9) -65 0]);包含(“频率(GHz)”)ylabel (“(dB)级”)标题(“与频率相关变异”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题相关变异频率包含一个类型的对象。

分析结果表明,两个天线具有相关性低于30 dB /指定的乐队。

另请参阅

互耦对MIMO通信的影响

参考

[1]美国漂白,j . Romeu Corbella,“确切的表示天线系统多样性性能从输入参数描述,“电子。列托人。,vol. 39, pp. 705-707, May 2003. Online at:http://upcommons.upc.edu/e-prints/bitstream/2117/10272/4/ExactRepresentationAntenna.pdf