[發明專利]提升MIMO系統天線隔離的結構及方法

在審

• 申請號: 202010822721.6
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111834748A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 俞彬
• 申請（專利權）人: 陽光學院
• 主分類號: H01Q1/52
• 分類號: H01Q1/52
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發明提出一種提升MIMO系統天線隔離的結構及方法，包括：設置在金屬天線底板上，位于兩個間距大于半個天線工作波長的天線之間的：隔離單元和位于隔離單元兩側的兩個蝕刻槽；所述隔離單元為兩個L臂構成的雙臂倒L型結構。其可以應用于目前室內外小基站全向天線的隔離度提升，具備可復制性且設計簡單快捷，隔離度提升明顯，相比于中和線解耦、諧振器解耦，無需對輸入端口進行額外的匹配設計，設計靈活性更強，而相比于超材料解耦，設計更簡單，成本更低，結構兼容性更強。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種提升MIMO系統天線隔離的結構及方法。

背景技術

隨著現代通信技術的發展，MIMO技術的應用已經深入到所有常見的基站和終端中，而MIMO技術中一項關鍵的指標即天線的隔離，當天線間隔離不足時，MIMO系統的通信能力會下降，針對行業內的MIMO通信系統，一般情況下，天線的隔離要求在20dB以上，且越高越好。

在MIMO技術應用的初期，通信系統以2*2和4*4為主流，此時，由于天線數量不多，天線之間的間距足夠，通過合理的設計和布局，可以實現天線間良好的隔離，而隨著社會發展進步，人們對于通信系統的速率和容量的需求越發的高，從而MIMO系統開始支持更多的天線，8*8甚至更多的天線數量將在基站和終端中陸續出現，而由于外界因素的制約，例如外觀，抗風性以及便攜性等，導致通信設備的體積不會有明顯的增大，至少不會出現成倍的增加，為此，通信系統內部留給天線的空間就越發的緊張，天線之間的間距減小，隔離度降低，從而會影響MIMO系統的性能。

近年來，針對天線去耦技術的研究越來越多，良好的去耦設計可以很好的改變天線之間的隔離度，其主要是分為中和線解耦、諧振器解耦以及超材料解耦技術三種，前兩種技術是針對天線輸入端口附近進行設計，后一種技術是作用于天線輻射近場，目前，這些技術主要應用于室內極小型的基站和終端以及大型的室外基站天線上。

針對目前室內的大部分基站產品，由于MIMO天線數量的提升以及體積不變甚至要縮小的情況，MIMO天線的設計區別于極小型基站和終端，不僅要關注天線的效率和天線間的隔離，還需要關注每個全向天線的方向圖的變化，盡量保證在隔離度滿足的同時全向天線的水平輻射均勻。目前，大部分室內基站產品留給天線之間的間距依然可以大于全向天線輻射的近場，在這種情況下，為了提升天線的隔離度，一般的設計都是通過設計使用交叉極化的天線或者旋轉天線的方向來實現，前者對于隔離的提升效果很好，但是由于水平極化的天線的效率和覆蓋范圍不如垂直極化天線，且水平極化的天線在低頻段需要占用較大的空間，是一種妥協的考量，后者是通過找尋天線輻射的零點，將零點位置對準相鄰天線以改善天線之間的隔離，但是這種方法不適合具有良好全向輻射的天線，且由于相鄰的天線往往不只有一個，常常難以兼顧，為此，這種方法存在較大的盲目性，不是一種系統設計思路。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷和不足，本發明旨在提供一種能夠提升MIMO系統天線隔離的結構及方法，用于保證MIMO系統的通信性能能夠發揮到最佳。

本發明主要應用的設計場景是室內外的內置全向基站天線，其天線主要放置于一個金屬板之上，以保證天線和電路的設計解耦，天線之間的間距在半個波長以上的情況。

本發明具體采用以下技術方案：

一種提升MIMO系統天線隔離的結構，其特征在于，包括：設置在金屬天線底板上，位于兩個間距大于半個天線工作波長的天線之間的：隔離單元和位于隔離單元兩側的兩個蝕刻槽；所述隔離單元為兩個L臂構成的雙臂倒L型結構。

優選地，兩個所述L臂的總長度為天線工作波長的1/4。

優選地，兩個所述L臂的長度不相同。

優選地，所述蝕刻槽的長度為天線工作波長的1/2。

優選地，所述蝕刻槽距離工作天線的相位中心距離為工作波長的1/4。