[發明專利]一種高隔離度MIMO雙頻天線

在審

• 申請號: 202010197720.7
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111463566A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 朱兆君;王宇鑫;任秀鳳
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/52;H01Q5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種具有非常高隔離度的雙頻MIMO天線，該天線由矩形絕緣介質基板、輻射面、調相網絡、解耦網絡、匹配網絡以及刻蝕地陷結構的下層金屬接地板構成，該天線由兩個對稱的輻射單元構成，并且采用枝節彎折曲流技術減小天線尺寸,輻射單元由兩個倒“L”枝節構成，分別產生低頻(2.45GHz)和高頻(5.8GHz)輻射；在低頻段，引入調相網絡以及倒T解耦網絡來改善雙天線之間的隔離度，在高頻段，通過“山”字型地陷結構來改善高頻段的隔離度；并接有雙頻阻抗匹配網絡，調節雙頻帶的反射系數；該天線能滿足反射系數(S11)在2.4?2.5GHZ，5.75?5.86GHZ頻帶內小于?15dB(S11?15dB)，隔離度(S12)在2.4?2.5GHZ，5.75?5.86GHZ頻帶內小于?20dB(S12?20dB)，并且全向輻射的要求，該天線成本低，結構簡單，性能優良并且能夠同時滿足現有雙頻段移動通信頻段的要求。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，特別涉及應用于高隔離度MIMO雙頻天線。

背景技術

隨著移動用戶的數量爆炸式的增長，以及因特網和多媒體等技術的快速發展，人們對通信容量，頻譜利用率等要求也在快速增長。傳統的單輸入單輸出(SISO)通信系統，因為多徑傳播導致不同時延的多徑信號效應而產生干擾，信號的幅度要么增強要么減小，使得通信不穩定。而且其點到點的傳輸信道容量受到香農定理的制約。MIMO技術采用多天線技術和時空分集技術，利用多徑效應提高通信鏈路的穩定性和突破SISO系統信道容量瓶頸。

然而，MIMO系統提高信道容量有一個前提條件是要保證天線單元間的電磁干擾盡可能小，即單元間保持一定的獨立性。這在開闊空間中很容易達到，只要使天線單元間的距離夠遠，一般是在半個波長以上時，其相關性會比較低，電磁耦合帶來的影響可以忽略。而在體積非常有限的移動終端中布置的多天線，天線單元之間的距離往往很難達到半個波長，這就不可避免會產生強烈的電磁耦合現象，從一個端口饋進的能量本來應該盡可能多地向空間輻射，現在變成耦合到其他單元上形成能量泄漏，天線效率大幅度降低。因此設計適用于移動終端的MIMO天線時要考慮如何提高天線單元各個饋電端口之間的隔離度。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺失與不足，通過倒“T”解耦網絡以及“山”字型地陷結構，對雙頻天線進行解耦，該天線能夠在2.45G和5.8G完美工作，適用于WLAN頻段，MIMO雙天線提高了信道容量和傳輸速率，同時在低頻和高頻都具有較高的隔離度，兩個端口相互不影響，并且在低頻和高頻段天線全向輻射，適用于移動通信終端中。再者，該天線的饋電方式簡單，天線尺寸明顯比同類天線小。

本發明采用如下技術方案：一種高隔離度的雙頻MIMO天線，包括矩形絕緣介質基板、地陷結構以及下層金屬接地板、兩個天線輻射端，調相網絡，T型解耦網絡以及匹配網絡，所述天線輻射端，調相網絡，T型解耦網絡與匹配網絡置于介質基板一面，刻蝕“山”字地陷結構的接地板位于介質基板另一面，調相網絡是天線輻射端的延伸，T型解耦網絡位于調相網絡之間，并在解耦網絡后皆有匹配網絡、過渡結構以及50歐姆饋線。

其特征在于上層輻射端由“L”形金屬枝節帶線2、帶線3組成，帶線3末端接有短路過孔，用來調節阻抗，枝節2和枝節3分別產生低頻和高頻輻射，作為MIMO天線基本單元。

基本天線單元的饋線延伸有兩段金屬貼片5和6，作為調相網絡，用于調節端口互導納，并在調相網絡之間，由水平枝節和豎直枝節構成T型結構7，作為天線的解耦網絡，用來降低低頻段的耦合，在介質基板背面，地板頂部刻蝕“山”字型地陷結構9，來降低高頻段的耦合；并接有天線雙頻匹配網絡8，用于改善天線的反射系數，天線整體布局延介質基板中垂線對稱。