[發明專利]小型高隔離度雙陷波UWB MIMO天線

有效

• 申請號: 201210506432.0
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102983397A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 褚慶昕;李健鳳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/52;H01Q13/10;H01Q21/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及UWB(ultra-wideband,超寬帶)MIMO（Multiple-Input?Multiple-Output,多輸入多輸出）天線技術領域，更具體地說，涉及一種小型高隔離度的雙陷波UWB?MIMO天線。?

背景技術

隨著移動寬帶時代的到來，無線網絡向多頻多制式快速發展，現有的天線系統也因站點空間有限、站點承重限制、不支持新技術演進等問題面臨著諸多挑戰。大部分運營商都提出了對天線系統的改造需求，新的天線不光需要支持多頻多制式，還需要保持尺寸不變，能支持新的技術演進如多輸入多輸出（MIMO,Multiple-Input-Multiple-Output），從而配合主設備提升網絡性能，增強用戶體驗。從目前技術發展來看，MIMO技術是LTE((Long?Term?Evolution，3G的長期演進)和第四代移動通信（4G）的核心技術。MIMO技術充分開發了空間資源，利用多個天線實現多發多收，在有限的頻譜資源上和固定的發射功率下，可以實現高速率和大容量的數據傳輸率，是增加無線通信系統頻譜效率非常有效的一種方法。MIMO系統還可以通過分集增益來實現大幅度提高無線通信系統的可靠性與穩定性。MIMO技術已經被視為第四代移動通信技術的重要組成部分而受到通信界的強烈關注。?

MIMO天線是MIMO無線通信系統的重要部件，MIMO天線性能直接影響著整個系統的性能，故MIMO天線設計已經成為微波領域的研究熱點。對于基站而言，因為可用空間大，多天線技術的應用容易得到實現。但是對于手持設備來說，將多個天線集成在小空間中，會引起很大的互耦，這就造成天線單元間的相關性很大，天線的分集性能就隨之下降，無法達到信道容量與MIMO天線系統的天線數目成線性比例增量，或者信道的穩定性隨著MIMO系統天線數目增加的趨勢。如何在保證小天線尺寸、高天線性能的前提下，減小天線單元間的耦合是MIMO天線設計的難點，目前減小耦合的主要方法有：采用缺陷地板結構，在地板上嵌入縫隙，加入反射單元，增加地板分支，應用中和線、去耦電路等。現有的MIMO天線設計主要都是采用以上方法之一來減小互耦，但是大部分設計的帶寬都比較窄、而且天線的尺寸比較大。數量不多的已經報道的超寬帶MIMO天線設計，尺寸都比較大，而且不能實現?雙陷波要求，這樣就會無法避免和其它通信系統(WIMAX?3.3-3.6GHz以及WALN5.2-5.8GHz)的相互干擾，因此，尺寸小、良好輻射效率、全向覆蓋特性、高隔離、雙陷波UWB?MIMO天線成為當今研究熱點。?

MIMO技術的應用，一方面利用復用技術提高信道的傳輸容量，另一方面可以利用分集技術提高信道的可靠性。研究表明，UWB通信系統具有低輻射功率，極高的數據傳輸率，它非常適合雷達系統和短距離通信，而將MIMO技術應用到UWB系統中，則可以大幅度地提高系統的傳輸率。目前數量不多的UWB?MIMO天線，尺寸都比較大，而且沒有實現陷波功能，它們主要采用傳統的方法去提高天線單元間的隔離度。?

發明內容

本發明為了解決現有UWB?MIMO天線無法同時實現小尺寸、小互耦、寬帶寬、陷波功能的技術問題，提出了一種小型、高隔離度、雙陷波UWB?MIMO天線，能有效的改善天線單元的阻抗帶寬，實現雙陷波功能，還可以有效地增加兩天線單元間的隔離度。?

本發明采用如下技術方案來解決上述技術問題：小型高隔離度雙陷波UWB?MIMO天線，包括印制在基板背面的地板、第一地板枝節、第二地板枝節、第一天線單元和第二天線單元；第一地板枝節和第二地板枝節對稱放置；第一天線單元與第二天線單元形成對稱結構，且被放置在所述基板的兩個邊角上；第一天線單元的激勵端口和第二天線單元的激勵端口放置在所述基板上邊緣，第一天線單元的激勵端口和第一地板枝節相連接，第二天線單元的激勵端口和第二地板枝節相連接。由于第一地板枝節和第二地板枝節也參與了輻射,它們可以分別被看作是第一天線單元和第二天線單元的一部分，有效地增加了第一天線單元和第二天線單元的有效電長度，從而降低天線工作頻率，拓展帶寬，有利于實現天線的小型化。另一方面，由于第一地板枝節和第二地板枝節的應用，第一天線單元和第二天線單元的激勵端口可以設置在基板的邊緣，這樣兩端口之間沿著地板表面的路徑就被大大地增加了，從而兩天線單元間的隔離度得到了很到的改善。?