有兩種基本方法進(jìn)行天線調(diào)諧：饋點(diǎn)匹配和孔徑調(diào)諧。不過(guò)，有許多因素會(huì)影響到這些方法的實(shí)現(xiàn)決策，目前還沒(méi)有一個(gè)單獨(dú)的解決方案能適合每種應(yīng)用。

饋點(diǎn)匹配饋點(diǎn)匹配可用于許多天線實(shí)現(xiàn)中，無(wú)論是可調(diào)諧還是不可調(diào)諧。匹配電路的主要功能是，在寬范圍的工作條件下，實(shí)現(xiàn)天線終端阻抗與無(wú)線電系統(tǒng)其余部 分阻抗(通常是50Ω)的匹配。典型的可調(diào)諧匹配實(shí)現(xiàn)，使用并聯(lián)或串聯(lián)可變電容作為阻抗匹配電路的一部分。調(diào)整電容容量可以改變目標(biāo)電路的諧振頻率。

根據(jù)所需的天線尺寸來(lái)壓縮和調(diào)諧范圍，一般需要較大范圍的容量變化以實(shí)現(xiàn)頻率遷移，因此通常要求多個(gè)調(diào)諧元件和/或?qū)挿秶恼{(diào)諧值。圖1給出使用可變?cè)奶炀€饋點(diǎn)匹配電路。

圖1：采用可變阻抗匹配電路的固定式寬帶天線

孔徑調(diào)諧孔徑調(diào)諧是通過(guò)改變輻射元件的諧振結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。典型的實(shí)現(xiàn)方式是采用一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)來(lái)選擇天線結(jié)構(gòu)上的不同負(fù)載元件。開(kāi)關(guān)負(fù)載元件會(huì)影響天線的電氣長(zhǎng)度，從而改變諧振頻率。圖2是采用固定阻抗匹配電路的可變狀態(tài)、孔徑調(diào)諧天線的交流電路模型。

圖2：采用固定饋點(diǎn)匹配電路的可變狀態(tài)天線

不論是采用饋點(diǎn)匹配還是孔徑調(diào)諧方法，如果天線同時(shí)用于發(fā)射和接收，那么調(diào)諧器件就必須能夠承受最大發(fā)射功率，而且要能保持良好的性能特征。

案例說(shuō)明

下面這個(gè)例子很好地說(shuō)明了調(diào)諧方法在天線體積減小方面帶來(lái)的好處。這里用3D電磁建模程序分析兩種不同的天線配置：一種是寬帶設(shè)計(jì)；另一種是可以在相同頻率范圍內(nèi)調(diào)諧，但使用了4個(gè)調(diào)諧狀態(tài)的窄帶設(shè)計(jì)。

圖3a顯示了一個(gè)50x6x14mm的7頻段天線配置，以及從700MHz至960MHz的較低三波段頻譜范圍內(nèi)的相關(guān)輻射效率。圖3b顯示了相似的但 體積更小(50x6x7mm)的天線配置。從圖中可以看出，使用4個(gè)狀態(tài)的調(diào)諧電路，可以產(chǎn)生幾乎與較大的寬帶天線相同的效率，以及整體頻率覆蓋率。

圖3：在700MHz至960MHz范圍內(nèi)

a)多頻段天線

b)調(diào)諧天線的體積和輻射效率的比較(天線尺寸單位：mm)。

從圖3示例可以清楚看到，通過(guò)將天線調(diào)諧到某一種狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)支持特定的一組頻段，就可以實(shí)現(xiàn)天線物理體積的減半。在天線工作時(shí)，如要改變工作頻段， 只需改變狀態(tài)即可。但這種改變所需的時(shí)間必須與無(wú)線電系統(tǒng)中其它功能的要求相一致。典型要求是10ms至20ms或更短時(shí)間。

互耦效應(yīng) 同時(shí)工作在相同頻率的相鄰天線間會(huì)產(chǎn)生互耦效應(yīng)，這可以通過(guò)隔離技術(shù)加以減輕。最常用的技術(shù)是在物理上將天線彼此分開(kāi)。隨著間隔距離的增加，互耦效應(yīng)將隨 之減弱。不過(guò)，對(duì)于手持設(shè)備來(lái)說(shuō)，很難提供足夠的間距來(lái)減弱互耦效應(yīng)。在這種情況下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要采用其它不同的天線解決方案來(lái)達(dá)到規(guī)范要求的性能指 標(biāo)。

還有一種可行的解決方案，使用SkyCross公司提供的隔離模式天線技術(shù)(iMAT)，從相同的天線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生兩種不同的模式。 iMAT天線結(jié)構(gòu)放置在手機(jī)的一端；兩個(gè)饋點(diǎn)分別運(yùn)行不同的輻射模式。這兩個(gè)饋點(diǎn)是相互隔離的，不會(huì)發(fā)生互耦導(dǎo)致的損耗，因此每種模式的效率都很高。另 外，輻射圖案是不同的，因此會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較低的相關(guān)系數(shù)。圖4描述了iMAT天線的實(shí)現(xiàn)原理，從圖中可以看到，在相同天線結(jié)構(gòu)上的兩個(gè)饋點(diǎn)之間的隔離。

圖4、iMAT天線實(shí)現(xiàn)原理

使用模型

為了緩解各種使用模型的影響，有必要將狀態(tài)調(diào)諧和模式隔離兩種方法結(jié)合運(yùn)用。模式 隔離允許具有多個(gè)饋點(diǎn)的單天線結(jié)構(gòu)執(zhí)行多個(gè)MIMO天線的功能；而狀態(tài)調(diào)諧則允許這種結(jié)構(gòu)非常小，但仍然能夠非常高效地在寬頻率范圍內(nèi)工作。圖5顯示了以 6個(gè)調(diào)諧狀態(tài)覆蓋多個(gè)頻段的可變狀態(tài)iMAT天線結(jié)構(gòu)的平均測(cè)量效率。iMAT結(jié)構(gòu)能在平衡或不平衡的增益配置下工作，并且與傳統(tǒng)天線設(shè)計(jì)技術(shù)相比，能以 更小的封裝提供更高的性能。

圖5：覆蓋所有3G/ 4G應(yīng)用，且具有兩個(gè)MIMO天線端口的狀態(tài)調(diào)諧式iMAT結(jié)構(gòu)