[發明專利]一種無去耦結構的寬頻段高隔離的MIMO終端天線

在審

• 申請號: 201810540955.4
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108767442A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 徐魁文;段江波;徐正;陳世昌;趙文生;趙鵬;王高峰
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/52
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開一種無去耦結構的寬頻段高隔離的MIMO終端天線。本發明天線包括天線單元、介質基板以及金屬地；介質基板的兩頂角部分留有凈空區，用以鋪設天線單元，其余鋪設金屬地；所述的位于介質基板的兩頂角天線單元鏡像設置，每個天線單元包括折疊單極子、設置在介質基板兩頂角側邊的L形金屬帶；L形金屬帶將折疊單極子半包圍，與之形成諧振，整體獲得寬帶諧振。由于L形金屬邊帶將相鄰天線之間的耦合電流路徑進行延長和改向，達到降低天線單元之間的耦合現象的目的。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，提出了一種應用在4G/LTE、WLAN以及未來5G通信的寬頻段高隔離度的MIMO終端天線。

背景技術

隨著無線通信技術的快速發展，使得通信越來越方便。由于對高數據率和高可靠性的期望，第五代通信技術即將實現商用。而未來的終端設備不僅要滿足5G通信的頻段，同時還要兼容覆蓋前幾代3G/4G通信技術應用的頻段，這就需要天線具有寬頻帶的特性。同時為了提升性能，MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術被用于到緊湊的移動終端中。MIMO通信系統能夠同時多鏈路的接收和發射信號。然而，這可能會在天線單元之間產生較強的電磁耦合，對天線的輻射性能會產生嚴重的影響。

5G通信時代即將到來，寬頻段以及MIMO技術具有很大的優勢來解決用戶對于較高的通信質量和體驗要求的這一問題。這其中迫切需要解決兩個挑戰：MIMO天線的全頻帶覆蓋和高隔離度。在一些MIMO天線中，雖然可以實現良好的隔離，但天線的工作頻帶很窄(X.Ling and R.Li,“A novel dual-band MIMO antenna array with low mutualcoupling for portable wireless devices,”IEEE Antennas Wireless Propag.Lett.,vol.10,pp.1039-1042,Sep.2011)。為了提高帶寬，天線的配置變得更加復雜，并且板上的占用空間大大增加，因此在有限的終端設備空間中很難實現更好的隔離。

目前已經提出了許多不同的解耦技術來改善用于手機應用的MIMO天線系統的性能，例如缺陷接地方法，中性線去耦網絡，寄生元件方法和極化解耦方法。但不同的解耦技術僅在特定的相應情況下才有效。比如在(CN 106099348A)中，兩個天線單元通過擴展地來實現寬頻帶，但其隔離效果僅僅通過增加輻射器之間的間距來實現，這便降低了其穩定性。

發明內容

本發明是針對現有技術的不足提出了一種無去耦結構的新型MIMO終端天線。

本發明天線包括天線單元(1)、介質基板(2)以及金屬地(3)；介質基板(2)的兩頂角部分留有凈空區，用以鋪設天線單元(1)，其余鋪設金屬地(3)；所述的位于介質基板(2)的兩頂角天線單元鏡像設置，每個天線單元(1)包括折疊單極子、設置在介質基板(2)兩頂角側邊的L形金屬帶；L形金屬帶將折疊單極子半包圍，與之形成諧振結構。L形金屬帶的一邊與金屬地相接觸，另一邊不與金屬地相接觸，其中L形金屬帶與金屬地相接觸部分邊長具有一定長度，使得L形金屬帶電氣性能滿足穩定性；

所述的折疊單極子包括由饋電端延伸出一長一短的兩條金屬帶，長金屬帶環繞包絡短金屬帶，形成折疊嵌套結構，大大節省天線空間。長金屬帶結構形狀為“匚”結構或者90°順時針旋轉后“匚”結構；短金屬帶結構形狀為長金屬帶垂直翻轉后的結構；長金屬帶負責諧振中低頻，短金屬帶負責諧振高頻。

L形金屬帶不與金屬地相接觸邊短于長金屬帶的外側邊，其差值S影響天線的諧振頻率。

作為優選，金屬地的頂部中間還可以開有一定長度的細條狀開槽，進一步提高天線單元間的隔離。

兩個天線單元(1)間的距離影響隔離度。