[發明專利]一種小型化三頻帶自解耦MIMO天線

有效

• 申請號: 202310296727.8
• 申請日: 2023-03-24
• 公開（公告）號: CN116130957B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 李倩;周荷奕;萬宸呈
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: H01Q1/52
• 分類號: H01Q1/52;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q5/10;H01Q5/20;H01Q1/24
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 劉芳

本發明涉及一種小型化三頻帶自解耦MIMO天線，包括：基板、天線和地板，所述天線包括兩個鏡像對稱分布的天線單元，印制在所述基板的上表面，所述地板印制在所述基板的下表面，所述天線和所述地板通過貫穿所述基板的過孔連接，所述天線用于產生低頻、中頻和高頻三個諧振點。本發明能夠提供剖面較低且結構簡單的三頻帶天線，基于方向圖分集技術，可以在不增加任意的額外的去耦合結構的條件下，在三個工作頻帶內實現較低的耦合。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，特別是涉及一種小型化三頻帶自解耦MIMO天線。

背景技術

眾所周知，高可靠性、大容量是無線通信的發展方向。多輸入多輸出(MIMO)技術可以在不增加頻帶寬度和天線發射功率的前提下，極大地提高系統的頻譜利用率和信道容量。天線作為MIMO通信系統中的關鍵部件，天線單元之間的耦合會對天線的性能產生嚴重的影響，比如會使得天線的匹配變差、增益和效率降低以及方向圖畸變等等。而多頻段MIMO天線能夠同時兼容多種通信標準，具有較高的通信容量和傳輸速率提升潛力，受到了研究人員的極大關注。因此，如何降低多頻段MIMO天線單元之間的耦合成為MIMO天線系統設計的重點和難點。

目前針對MIMO天線的解耦方案主要集中在單頻段MIMO天線，主要可以歸結為以下三類：第一類為對消技術，即引入一條新的耦合路徑，使其與兩個天線單元之間原本存在的耦合相抵消，目前應用較為廣泛的有中和線技術以及引入解耦單元等等；第二類為阻斷技術，即通過引入一些帶阻結構，比如缺陷地結構及電磁帶隙結構等來阻斷天線單元之間的耦合，從而實現天線單元之間較低的耦合；第三類為自解耦技術，即利用模式內部的解耦特性，比如模式正交及模式相消等方法，在不增加任意額外的解耦結構的情況下實現MIMO天線單元之間較低的耦合。雖然以上的解耦方法有較好的解耦效果，但是很難應用于多頻段MIMO天線的解耦。因此，亟需一種小型化多頻帶自解耦MIMO天線來解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種小型化三頻帶自解耦MIMO天線，采用方向圖分集技術，在沒有引入任意額外的去耦合結構的情況下，實現在三個頻帶內耦合較低，滿足MIMO通信系統的高通信容量和小型化的需求。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種小型化三頻帶自解耦MIMO天線，包括：基板、天線和地板，所述天線包括兩個鏡像對稱分布的天線單元，印制在所述基板的上表面，所述地板印制在所述基板的下表面，所述天線和所述地板通過貫穿所述基板的過孔連接，所述天線用于產生低頻、中頻和高頻三個諧振點。

進一步地，所述基板采用介質基板，所述介質基板采用玻璃纖維環氧樹脂材料；所述地板采用金屬地板，所述金屬地板采用金屬銅材料。

進一步地，所述介質基板的相對介電常數為2.65-4.4，厚度為0.5-1.6mm，長寬比為5:3。

進一步地，所述天線單元包括彎折金屬帶和螺旋金屬帶，所述彎折金屬帶與所述螺旋金屬帶固定連接。

進一步地，所述彎折金屬帶包括第一豎直微帶結構、第一水平微帶結構、第二豎直微帶結構、第二水平微帶結構、第三豎直微帶結構和第三水平微帶結構，所述第一豎直微帶結構、第一水平微帶結構、第二豎直微帶結構、第二水平微帶結構、第三豎直微帶結構和第三水平微帶結構依次連接。

進一步地，所述螺旋金屬帶包括第四豎直微帶結構、第四水平微帶結構、第五豎直微帶結構、第五水平微帶結構、第六豎直微帶結構和第六水平微帶結構，所述第四豎直微帶結構、第四水平微帶結構、第五豎直微帶結構、第五水平微帶結構、第六豎直微帶結構和第六水平微帶結構依次連接。

進一步地，所述過孔采用金屬過孔，所述金屬過孔設置在所述第一豎直微帶結構的底端。

進一步地，所述天線還包括凈空區，所述凈空區設置在所述地板的頂端，所述凈空區的頂端與所述基板的頂端齊平。

進一步地，所述天線單元采用同軸激勵。