天線之間S21、Isolation對於天線效率的影響

天線製造與研發

剛開始搞天線的時候始終很難理解兩個天線之間的S21，也就是Isolation會影響天線的輻射效率。

而所有的天線課本完全沒有提到類似的問題...

paper倒是理所當然地強調isolation，但也沒說isolation差會發生什麼事XD

事實上可以這樣解釋:

天線本身雖然是1-port的被動元件，

但兩個天線要是擺得非常近，兩個天線近乎可以看成是2-port的filter，所以會有S11 S12 S21 S22。

既然有S12 S21代表其中一個天線除了本身朝向Free space的輻射之外也會有能量跑到另外一個port，

也就是被另外一隻天線接收了，這就是所謂的"掉gain"。

至於掉gain的幅度可以從S21(S12)來推算:

(剪貼維基百科...)

舉例來說如果S21=-6dB的話，代表在port1打0dBm的能量會在port2收到-6dBm的能量。

如果天線1是發射天線，跟天線2之間的isolation=-6dB，但表天線1會損失6dB(25%)的能量跑到天線2，

也就是說自身只剩75%，即損失10log(75/100)=-1.249dB

也就是天線1本身的輻射效率會掉個1.2dB左右。

最後整理出奇妙的表格:

其中To port2=10^(S21/10)

有趣的是:

isolation就算只有-1dB也degrade不到-7dB

 

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    天線 s21 isolation s12 s11 filter

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