[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于正交電流模式的自解耦MIMO天線(xiàn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010317741.8
• 申請(qǐng)日: 2020-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111463571A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸海燕;曲龍躍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 曲龍躍
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q1/50
• 分類(lèi)號(hào): H01Q1/50;H01Q1/52
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 劉春風(fēng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于正交電流模式的自解耦MIMO天線(xiàn)系統(tǒng)，包括接地板、第一天線(xiàn)和第二天線(xiàn)，其中第一天線(xiàn)為環(huán)形天線(xiàn)，第二天線(xiàn)為導(dǎo)線(xiàn)天線(xiàn)，第一天線(xiàn)和第二天線(xiàn)與接地板的連接處為接地板的同一側(cè)邊的相同位置，且第一天線(xiàn)的電流模式和第二天線(xiàn)的電流模式互為正交。實(shí)施本發(fā)明，無(wú)需任何降耦合結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)將兩個(gè)天線(xiàn)單元集成到接地板相同側(cè)邊同一位置的不同空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了空間復(fù)用，有利于在有限的側(cè)邊空間內(nèi)排列更多的天線(xiàn)單元，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高度緊湊、空間利用率高等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信天線(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種基于正交電流模式的自解耦MIMO天線(xiàn)系統(tǒng)，可用于各種無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備。

背景技術(shù)

天線(xiàn)已經(jīng)成為各種無(wú)線(xiàn)設(shè)備中的必備裝置，用以發(fā)射和接收電磁波信號(hào)。 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術(shù)采用多個(gè)天線(xiàn)裝置同時(shí)收發(fā)，可大幅提高無(wú)線(xiàn)傳輸速率，無(wú)需增大發(fā)射功率或增加工作頻譜，是第四代移動(dòng)通信和第五代通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。為保證優(yōu)異的MIMO特性，必須實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)之間的高隔離度或低耦合，以降低天線(xiàn)之間相關(guān)度。但是，由于現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)設(shè)備的空間有限，天線(xiàn)間距較小，天線(xiàn)間的信號(hào)干擾變大，嚴(yán)重影響MIMO系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)方法依靠拉大天線(xiàn)之間距離來(lái)實(shí)現(xiàn)高隔離度，難以將更多的天線(xiàn)裝置集成到無(wú)線(xiàn)設(shè)備內(nèi)部，因而不能滿(mǎn)足當(dāng)前對(duì)高傳輸速率傳輸?shù)男枨蟆?/p>

尤其隨著第五代通信系統(tǒng)(5G)的布局和推廣，大規(guī)模天線(xiàn)陣列成為一種趨勢(shì)，從而對(duì)緊湊型的MIMO天線(xiàn)系統(tǒng)的需求越來(lái)越高。在無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備內(nèi)，天線(xiàn)單元通常配置于接地板的側(cè)邊，但隨著天線(xiàn)數(shù)量的增加，導(dǎo)致側(cè)邊可用空間不足，因而可排列的天線(xiàn)數(shù)量受限，而現(xiàn)有技術(shù)主要通過(guò)引入寄生共振、引入降耦網(wǎng)絡(luò)、利用正交模式等方法來(lái)提高天線(xiàn)之間的隔離度。

一方面，在兩個(gè)天線(xiàn)之間引入新的寄生結(jié)構(gòu)是改善隔離度的最常見(jiàn)的方法之一，寄生結(jié)構(gòu)可生成一個(gè)相位相反的耦合路線(xiàn)，以抵消天線(xiàn)之間的原始耦合，從而改善天線(xiàn)隔離度。寄生結(jié)構(gòu)的類(lèi)型可以是槽縫、環(huán)型、條帶狀、懸浮結(jié)構(gòu)等。但是該方法需要引入額外的結(jié)構(gòu)體,占用的空間較大，不利于天線(xiàn)的小型化設(shè)計(jì)，此外該方法很難實(shí)現(xiàn)高度緊湊的MIMO天線(xiàn)系統(tǒng)。

另一方面，降耦網(wǎng)絡(luò)通常采用集總元件電路或中和線(xiàn)等方法來(lái)抵消天線(xiàn)之間的耦合，可有效地實(shí)現(xiàn)緊湊型MIMO天線(xiàn)設(shè)計(jì)。但是該方法需要較多的元器件或占用較大的電路面積，且目前僅適用于單極子天線(xiàn)或倒F天線(xiàn)。

上述的現(xiàn)有技術(shù)或不能實(shí)現(xiàn)緊湊型MIMO系統(tǒng)，或具有較復(fù)雜的降耦合結(jié)構(gòu)，或具有很大的應(yīng)用局限性，或具有較大的天線(xiàn)尺寸。

因而，有必要提出一種高度緊湊、空間率高的MIMO天線(xiàn)系統(tǒng)，從而可在接地板側(cè)邊排列更多的天線(xiàn)單元；有必要提出一種簡(jiǎn)易、高效、無(wú)需任何降耦合結(jié)構(gòu)的緊湊型MIMO天線(xiàn)系統(tǒng)，從而簡(jiǎn)化天線(xiàn)設(shè)計(jì)難度。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于正交電流模式的自解耦MIMO天線(xiàn)系統(tǒng)，無(wú)需任何降耦合結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)將兩個(gè)天線(xiàn)單元集成到接地板相同側(cè)邊同一位置的不同空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了空間復(fù)用，有利于在有限的側(cè)邊空間內(nèi)排列更多的天線(xiàn)單元，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高度緊湊、空間利用率高等特點(diǎn)。該發(fā)明可適用于各種無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備中，尤其適用于大規(guī)模陣列在終端設(shè)備中的應(yīng)用。

本發(fā)明所要達(dá)到的技術(shù)效果通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)：一種基于正交電流模式的自解耦MIMO天線(xiàn)系統(tǒng)，包括接地板、第一天線(xiàn)和第二天線(xiàn)，其中第一天線(xiàn)為環(huán)形天線(xiàn)，第二天線(xiàn)為導(dǎo)線(xiàn)天線(xiàn)，第一天線(xiàn)和第二天線(xiàn)與接地板的連接處為接地板的同一側(cè)邊的相同位置，且第一天線(xiàn)的電流模式和第二天線(xiàn)的電流模式互為正交。

優(yōu)選地，第一天線(xiàn)包括第一饋電和第一共振導(dǎo)線(xiàn)，第一共振導(dǎo)線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)中間區(qū)域具有弱電流分布，第一共振導(dǎo)線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)兩端區(qū)域具有強(qiáng)電流分布；第二天線(xiàn)包括第二饋電和第二共振導(dǎo)線(xiàn)，第二共振導(dǎo)線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)中間區(qū)域具有強(qiáng)電流分布，第二共振導(dǎo)線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)兩端區(qū)域具有弱電流分布。