一种用于全双工智能交通系统且具有降低无源自干扰的多天线配置

在本文中，我们提出了一种紧密排布的多天线系统，其在发射与接收天线之间具有约 $\approx 90$ dB 的被动（passive）自干扰消除（p-SIC），用于全双工应用。该 p-SIC 是通过使用短路金属过孔在单个天线附近进行场限制以及在接地平面中应用 U 形扰动来实现的。该 p-SIC 技术最初在 1 发 1 收天线系统中实现，并采用基于传输线的理论进行解释。进一步，其被扩展至 1 发 2 收配置。此处所提出的全双工天线系统设计于 $5.9$ GHz（$5.855-5.925$ GHz，IEEE 802.11p / WAVE 技术）智能交通系统（ITS）应用频段，采用微带贴片配置。单个天线在 $5.9$ GHz 工作频率下展现出 $93$ MHz（$5.850-5.944$ GHz）的阻抗带宽、 $5.63$ dBi 增益以及小于 $20$ dB 的宽边方向交叉极化（X-pol）电平。所提出的全双工配置在整个工作频带上展现出小于 $-50$ dB 的 $|S_{ij}|$，且在发射与接收间的工作频率处达到约 $-90$ dB。类似地，在三单元全双工配置中，2 个接收天线之间实现了小于 $-30$ dB 的 $|S_{ij}|$。所提出的全双工配置的设计流程通过加工与测试得到解释与验证。我们还提供了利用所提 p-SIC 技术的自干扰信道及其抑制的实验演示。此外，为研究所提多天线配置的分集性能，采用仿真与测试评估了 ECC 与 CCL 等 MIMO 性能指标。