[發明專利]一種基于懸浮式環形降耦結構的緊湊型MIMO天線系統

在審

• 申請號: 202010318656.3
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111370869A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 樸海燕;曲龍躍
• 申請（專利權）人: 曲龍躍
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/52
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉春風

本發明公開了一種基于懸浮式環形降耦結構的緊湊型MIMO天線系統，包括接地板、第一天線、第二天線和懸浮式環形降耦結構，所述第一天線和第二天線配置于接地板上且所述第一天線和第二天線之間鄰近設置或電性相連設置，所述懸浮式環形降耦結構為狹長的閉環結構，長邊方向的兩側區域產生強電流分布且電流模式相反，長邊方向的中間區域產生弱電流分布，所述第一天線和第二天線配置于懸浮式環形降耦結構的長邊方向的中間區域。本發明的懸浮式環形降耦合結構具有結構簡單、集成度高、安裝靈活等特點，并且可以兼容多種天線類型，從而可構成高度緊湊、單元間距近的緊湊型MIMO天線系統。

技術領域

本發明涉及通信天線的技術領域，更具體地涉及一種基于懸浮式環形降耦結構的緊湊型MIMO天線系統。

背景技術

天線已經成為各種無線設備中的必備裝置，用以發射和接收電磁波信號。MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術采用多個天線裝置同時收發，可大幅提高無線傳輸速率，無需增大發射功率或增加工作頻譜，是第四代移動通信和第五代通信系統的核心技術之一。為保證優異的MIMO特性，必須實現天線之間的高隔離度或低耦合，以降低天線之間相關度。但是，由于現代無線設備的空間有限，天線間距較小，天線間的信號干擾變大，嚴重影響MIMO系統的性能。傳統方法依靠拉大天線之間距離來實現高隔離度，難以將更多的天線裝置集成到無線設備內部，因而不能滿足當前對高傳輸速率傳輸的需求。

尤其隨著第五代通信系統(5G)的布局和推廣，大規模天線陣列成為一種趨勢，從而對緊湊型的MIMO天線系統的需求越來越高。而現有技術主要通過引入寄生共振、引入降耦網絡、利用正交模式等方法來提高天線之間的隔離度。

一方面，在兩個天線之間引入新的寄生結構是改善隔離度的最常見的方法之一，寄生結構可生成一個相位相反的耦合路線，以抵消天線之間的原始耦合，從而改善天線隔離度。寄生結構的類型可以是槽縫、環型、條帶狀、懸浮結構等。但是該方法需要引入額外的結構體,占用的空間較大，不利于天線的小型化設計，此外該方法很難實現高度緊湊的MIMO天線系統。

另一方面，降耦網絡通常采用集總元件電路或中和線等方法來抵消天線之間的耦合，可有效地實現緊湊型MIMO天線設計。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或倒F天線。

此外，將天線正交放置或激發正交電流模式，可以很好地實現高隔離度和緊湊的MIMO天線系統，而不需要額外的降耦結構或電路。但是該方法需要的天線尺寸較大，難以實現MIMO天線系統的集成化和小型化。

上述的現有技術或不能實現緊湊型MIMO系統，或具有較復雜的降耦合結構，或具有很大的應用局限性，或具有較大的天線尺寸。

因而，有必要提出一種新型且高效的降耦合技術，以兼容不同的天線類型，從而避免傳統方法中耗時的個例分析與調試，節約開發周期；有必要提出一種高度集成、高度緊湊、結構簡易的MIMO天線系統。

發明內容

為了解決所述現有技術的不足，本發明提出了一種基于懸浮式環形降耦合結構的緊湊型MIMO天線系統，其中懸浮式環形降耦合結構具有結構簡單、集成度高、安裝靈活等特點，并且可以兼容多種天線類型，從而可構成高度緊湊、單元間距近的緊湊型MIMO天線系統。本發明可適用于各種無線通信設備中，尤其適用于大規模陣列在終端設備中的應用。

本發明所要達到的技術效果通過以下方案實現：一種基于懸浮式環形降耦結構的緊湊型MIMO天線系統，包括接地板、第一天線、第二天線和懸浮式環形降耦結構，所述第一天線和第二天線配置于接地板上且所述第一天線和第二天線之間鄰近設置或電性相連設置，所述懸浮式環形降耦結構為狹長的閉環結構，長邊方向的兩側區域產生強電流分布且電流模式相反，長邊方向的中間區域產生弱電流分布，所述第一天線和第二天線配置于懸浮式環形降耦結構的長邊方向的中間區域。