降低相关性并非易事LTE MIMO天线设计面临挑战

LTE和LTE-A极大地采用了多输入多输出（MIMO）技术，给相关设备和设备开发商带来了艰巨的天线设计挑战。特别是在有限的配置空间中，有必要实现每个天线接收到的信号。
两者之间的相关性极低，这很难测试工程师的实践经验和研发能力。由于智能电话和平板计算机的日益普及，除了要求这种手持设备具有出色的无线网络连接质量外，普通消费者对数据传输速率的要求也越来越严格。
从HSDPA（高速下行链路分组访问）到远程演进计划（LTE），最大下载速度从14.4Mbit / s增加到300Mbit / s，以及未来的高级远程演进计划（LTE） -A）甚至达到1Gbit / s，以制定目标的相关通信规范，技术和硬件要求。另一方面，多输入多输出（MIMO）技术可以有效地增加发送器和接收器之间的传输距离和数据吞吐量，而无需增加现有带宽和总发射功率。
顾名思义，多输入多输出在收发器设计中均配备有多个天线，以增加发送器和接收器看到的无线信道或传输路径的数量。图1是3＆amp; TImes; 3多输入多输出系统的输出和接收端都有三个天线，因此总共会有9条不同的传输路径，系统将从中选择或合成更好的信号抵消信道衰落的影响。
因此，在支持高速传输的当前移动通信规范中，无论是LTE还是未来的LTE-A或IEEE 802.11ac标准，都制定了相关规范，这要求发送方和接收方应配置两个以上的标准。天线，但这也给相关产品开发带来了一些挑战。
图1 3和图3是多输入多输出天线系统LTE / LTE-A进入MIMO时代的示意图。天线阵列设计面临挑战。
在多输入多输出系统的天线设计中，每个天线必须具有足够的辐射。除了效率，工作带宽和避免信号盲点外，最大的挑战是确保每个天线单元接收到的信号具有极低的信号相关性，这也意味着每个天线接收到的电磁信号来自不同的传输路径从信道容量理论可知：在此前提下，MIMO系统将达到最大信道容量和数据传输速率。
存在三个值得参考的物理观点，它们旨在通过天线单元的设计和配置来减少一组天线对之间的信号相关性。 。
空间分集（SpaTIal Diversity）est最简单的方法是将天线之间的距离增加到一半以上的波长，或者将天线分散在距离较远的空间中（图2），这样，每个天线接收到的电磁信号很有可能来自不同的传输路径。这是降低信号相关性的最直接方法，不需要调整原始天线单元，可以节省系统设计时间。
因此，它被广泛用于笔记本电脑，台式电脑和一体机的开发中。电脑;但是，这种方法不适用于手持设备。
以LTE的700MHz频段为例，天线之间的距离必须大于20厘米，以产生显着的空间分集效应。图2“空间多样性示意图”。
极化分集（极化分集）例如，当两个天线各自具有水平极化和垂直极化辐射方向图（图3）时，即使将天线放置得非常近，接收到的信号仍然彼此正交。 （正交），通过计算，可以知道信号的相关性为零。
尽管从理论上讲，此视图可以达到多输入多输出系统的最大信道容量，并且天线单元可以放置得很近，但是在实际设计中存在一些限制。图3极化分集示意图，水平极化为虚线，垂直极化为虚线。
首先，在远场电磁辐射中，只有两个正交极化，即水平极化和垂直极化。因此，对于发送端或接收端，如果两个以上的天线。