[發明專利]一種高隔離度雙工作狀態雙極化超寬帶MIMO天線

在審

• 申請號: 201710828741.2
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107732443A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 朱兆君;宋澤林;陳尉鵬;楊德夢;曹璐
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/52
• 代理公司: 電子科技大學專利中心51203
• 代理人: 鄒裕蓉

技術領域

本發明屬于微波天線技術領域，具體涉及一種高隔離度雙工作狀態雙極化超寬帶MIMO天線。

背景技術

多輸入多輸出技術(MIMO)具有將多徑無線信道與發射、接收視為一個整體進行優化，從而實現高的通信容量和頻譜利用率，是一種近于最優的空域時域聯合的分集和干擾對消處理，這些優勢使得MIMO技術在近些年受到越來越多的關注。超寬帶技術(UWB，Ultra Wide Band)技術是一種新型的無線通信技術。美國聯邦通信委員會在2002年發布了3.1-10.6GHz帶寬范圍視為超寬帶(UWB)，超寬帶技術具有寬帶寬，高數據速率無線傳輸，高容量和低功耗等諸多優點。將UWB技術與MIMO技術結合,利用空間多徑性，多路信號并行傳輸，可以獲得明顯的復用增益與分集增益，有希望實現信號遠距離穩定傳輸。隔離對于MIMO天線的性能來說非常重要，同時實現高隔離度和小尺寸也是一個挑戰。

文獻“Compact,high isolation and dual-polarized differential dual-notched UWB-MIMO slot antenna”和“Compact Differential Band-Notched Stepped-Slot UWB-MIMO Antenna with Common-Mode Suppression”所報道的兩種差模饋電的天線，也具有較高的隔離度，但是它們有著共同的問題，即這兩種天線都只能工作在差分模式激勵的條件下，無法在其他模式下正常工作，如單端口饋電狀態下工作。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的缺失與不足，提供一種高隔離度雙工作狀態雙極化超寬帶MIMO天線。該天線能完美覆蓋3.1-10.6GHz超寬帶頻段并具有雙態工作性質，在差模狀態下工作，具有非常高的隔離度，同時可在單饋狀態下正常工作。再者，該天線的饋電方式簡單，天線尺寸明顯比同類型天線尺寸小。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案為：

一種高隔離度雙工作狀態雙極化超寬帶MIMO天線，包括矩形絕緣介質基板1、輻射面、矩形環狀金屬接地板2和矩形貼片3；所述輻射面包括四個梯形輻射單元4、四個矩形金屬貼片5和X形金屬條帶6；所述矩形環狀金屬接地板2的四邊分別開有相同尺寸的矩形小孔7；所述矩形環狀金屬接地板2的對角線位置開有地板狹縫8；所述矩形貼片3的對角線位置開有貼片狹縫9；

所述輻射面位于矩形絕緣介質基板1的上表面，所述矩形環狀金屬接地板2和矩形貼片3均位于矩形絕緣介質基板1的下表面；四個梯形輻射單元4的大小形狀完全相同且相互對稱放置；四個矩形金屬貼片5的大小形狀完全相同且相互對稱放置；每個矩形金屬貼片5的一端位于矩形絕緣介質基板1的邊緣處，另一端與梯形輻射單元4的短平行邊相連；

所述矩形金屬貼片5、矩形絕緣介質基板1和矩形環狀金屬接地板2共同構成饋電端口；四個梯形輻射單元4作為天線的四個輻射單元緊密對稱放置于矩形絕緣介質基板1的上表面，以減小天線的尺寸；兩對差分饋電端口正交放置，增大天線的差分隔離度；X形金屬條帶6、地板狹縫8和貼片狹縫9用于改善天線單饋狀態下的隔離度。

本發明的有益效果是：所述天線采用雙面敷銅介質基板制作而成，整體結構可以利用傳統PCB技術加工實現，成本低廉；相比于現有技術，該天線不僅滿足了在差模狀態下工作，具有高隔離的特性，也可在單饋狀態下正常工作，大幅度的提高了天線的應用范圍，降低了使用條件，方便了用戶使用；體積較小，饋電方式簡單，可完美覆蓋超寬帶頻段，具有很高的使用價值。

附圖說明

圖1為本發明所述天線結構的整體示意圖；

圖2為本發明所述天線結構的正面示意圖；

圖3為本發明所述天線結構的背面示意圖；

圖4為本發明差模激勵條件下S11曲線仿真與測試結果；

圖5為本發明差模激勵條件下相鄰端口間的耦合系數結果；

圖6為本發明單饋激勵條件下S11曲線仿真與測試結果；

圖7為本發明單饋激勵條件下各端口間的耦合系數結果；

圖8為本發明在低頻中頻高頻的輻射方向圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行更深入的詳細說明。