[發明專利]一種具有空間和極化分集的三極化天線

有效

• 申請號: 201610064872.3
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105552548B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 李偉文;夏志鵬;胥昕昂;王琛;游佰強;曾志杰;徐偉明
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/52
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及三極化天線，尤其是涉及一種具有空間和極化分集的三極化天線。

背景技術

隨著移動通信技術的快速發展以及數據連接的高速增長，常規分集技術或智能天線技術已無法滿足新一代無線通信系統的大容量與可靠性的需求。MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術利用多天線系統的空時處理技術，通過多個天線實現多發多收，在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下，成倍提高系統信道容量，改善傳輸質量，被視為下一代移動通信的核心技術。

MIMO系統是無線通信領域的研究熱點，指在發射端和接收端同時采用多個天線的通信系統，在不增加帶寬和發射功率的情況下提高頻譜利用效率。常見的天線分集技術包括空間分集和極化分集，決定MIMO系統分集性能的重要因素是各個支路之間的相關性。對于空間分集天線，只要天線單元間距較大，無線信道散射傳播的多徑分量足夠豐富，各對等效的收發天線間的無線傳輸信道趨于獨立；極化分集天線是充分利用電磁波傳播過程中不同極化方向之間的耦合度低的特點，在同一個天線單元上設置多個饋電端口，可以獲得與空間分集相當的分集增益，有利于實現設備的小型化。如文獻(Zhang X,Lv Z,Wang W.Performance Analysis of Multiuser Diversity in MIMO Systems with Antenna Selection[J].IEEE Transactions on Wireless Communications,2008,7(1):15-21.)提出在多徑傳輸的情況下，多極化天線可以在無線通信系統中提高信道容量和傳輸速率。

限制MIMO技術發展的主要問題是MIMO天線的設計。近年來，國內外學者通過深入研究，已經設計出多款多極化的MIMO天線。文獻(Grau A,Romeu J,Lee M J,et al.A Dual-Linearly-Polarized MEMS-Reconfigurable Antenna for Narrowband MIMO Communication Systems[J].Antennas&Propagation IEEE Transactions on,2010,58(1):4-17.)該設計是一個緊湊的雙直線偏振光可重構雙端口的天線，天線由石英材料為底板，采用單片集成微電機開關來實現0°/90°和±45°兩種不同的線性極化。測試結果表明MEMS技術能夠提供小的介入損耗，較大的隔離度，回波損耗小于-15dB，端口隔離度大于30dB。文獻(Senon M,Husain M N,Othman A R,et al.Design of broadband tri-polarized antenna for wireless MIMO systems[C],Technology Management and Emerging Technologies(ISTMET),2014International Symposium on.IEEE,2014:68-72.)設計一款應用在2.4GHz MIMO系統的寬帶三極化天線。在測試的三種設計方案中，采用雙圓形極化天線的方案效果理想，這兩個圓形的貼片設計在天線上方的左右兩側獲得了較好的端口隔離度和低端口間信號相關系數。文獻(Han W,Zhou X,Ouyang J,et al.A Six-Port MIMO Antenna System With High Isolation for 5-GHz WLAN Access Points[J].IEEE Antennas&Wireless Propagation Letters,2014,13(1933):880-883.)利用錐體的金屬結構實現三個垂直極化和三個水平極化，設計了一種諧振于5GHz的六端口高隔離度MIMO天線。測量結果顯示端口之間的隔離度在45dB以上，-10dB阻抗帶寬在4.93～6.09GHz。

發明內容

本發明的目的在于提供可同時具有空間分集和極化分集性能，頻譜利用效率得到大幅改善的一種具有空間和極化分集的三極化天線。

本發明設有5塊介質基板、金屬單錐結構、接地金屬板；