MIMO天线及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种MIMO天线及其实现方法，涉及移动通信中的多天线技术领域。该方法中，采用上天线和下天线垂直隔离的方式，上天线与下天线采用不同馈线损耗的馈缆结合馈线长度来调节和平衡上天线与下天线收发信号强度。通过综合考虑上天线与下天线由于馈电网络和垂直高度所带来的信号电平差异的多天线设计，可以更好地平衡上天线与下天线之间信号电平强度，也将更有利于发挥MIMO技术性能。

【技术实现步骤摘要】
MIMO天线及其实现方法
本专利技术涉及移动通信中的多天线
，特别涉及一种MIMO(MultipleInputandMultipleOutput，多输入多输出)天线及其实现方法。
技术介绍
目前移动通信网络已经发展到了第三代(3rdGeneration，3G)，3G网络已经在世界范围内大规模部署并商用。随着数据业务及移动互联网的不断普及和推广，国际通信标准组织正在制定移动通信长期演进LTE(LongTimeEvolution，长期演进)及4G等技术标准，以满足网络技术和服务能力地不断发展。由于MIMO技术可以充分使用独立空间传播路径来大大提升网络服务速率和链路性能，成为在LTE及未来4G技术中最关键的核心技术之一。对于MIMO技术应用，需要在发射机与接收机之间存在多个不同的空间传播路径，多个发射机与接收机之间的空间信道相关性直接影响到MIMO技术性能和使用效率。针对MIMO的使用条件，现有的MIMO多天线部署方案一般是采用多根天线之间拉开一定的水平距离，以利用水平隔离的方案来产生MIMO的弱相关性信道，从而最终保证MIMO技术的使用性能。但是，这种方案对于运营商部署网络来说，会造成很大的难度。因为现在人们对于电磁辐射问题的高度关注，很多基站站址很难增加天线数量，同时很多基站天面很难有足够的空间来保证多根天线的水平隔离距离，特别是当MIMO天线数要求达到4根及4根以上的场景。在垂直隔离模式的MIMO天线设计方案中，由于上天线和下天线在垂直高度上存在一定间距，使得上天线和下天线收发信号之间存在信号电平的差值。另一方面，天线的垂直高度不同，也会带来信号空间传播的差异。而对于MIMO无线系统，一般要求支路信号之间的信号强度越接近越好，所以在设计天线时就需要考虑如何平衡上天线和下天线信号电平。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。本专利技术的一个目的是提供一种MIMO天线的技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种MIMO天线，包括：垂直隔离的上天线和下天线；与所述上天线和天线接口相连的第一馈缆，所述第一馈缆的长度为L1，馈缆单位损耗为X1；与所述下天线和所述天线接口相连的第二馈缆，所述第二馈缆的长度为L2，馈缆单位损耗为X2；其中，所述第一馈缆和所述第二馈缆满足：20×log((h+d)/h)＝L1×X1-L2×X2其中，所述h为所述下天线部署的垂直高度，所述d为所述上天线和所述下天线中心间距。可选地，第一馈缆的长度和所述第二馈缆的长度满足：L1＝L2+d。可选地，上天线最下面一个天线阵子和所述下天线最上面一个天线阵子之间的间距大于0.5λ。可选地，包括两套水平隔离部署的所述MIMO天线。可选地，该天线还包括天线外罩，所述上天线和所述下天线封装在所述外罩里。根据本专利技术的另一方面，提供一种多输入多输出MIMO天线的实现方法，包括：将上天线和下天线垂直排列形成垂直隔离的所述上天线和所述下天线；将第一馈缆与所述上天线和天线接口相连，所述第一馈缆的长度为L1，馈缆单位损耗为X1；将第二馈缆与所述下天线和所述天线接口相连，所述第二馈缆的长度为L2，馈缆单位损耗为X2；所述第一馈缆和所述第二馈缆满足：20×log((h+d)/h)＝L1×X1-L2×X2；其中，所述h为所述下天线部署的垂直高度，所述d为所述上天线和所述下天线中心间距。可选地，第一馈缆的长度和所述第二馈缆的长度满足：L1＝L2+d。可选地，将所述上天线和所述下天线垂直排列使得所述上天线最下面一个天线阵子和所述下天线最上面一个天线阵子之间的间距大于0.5λ。可选地，该方法还包括：水平隔离部署两套所述MIMO天线。可选地，该方法还包括:将所述上天线和所述下天线封装在外罩里。本专利技术的一个优点在于，通过本方案可以使得垂直天线中上天线和下天线的收发信号强度更接近，两路信号的平衡将使得MIMO系统性能达到更佳。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本专利技术的实施例，并且连同说明书一起用于解释本专利技术的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本专利技术，其中：图1示出根据本专利技术实施例的基于垂直隔离模式的MIMO天线结构示意图。图2示出根据本专利技术实施例的垂直隔离模式天线馈电网络结构示意图。图3示出根据本专利技术的MIMO天线实现方法的一个实施例的流程图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。在垂直隔离模式的MIMO天线设计方案中，上天线和下天线在垂直高度上存在一定间距，天线接口一般都位于天线底部，信号到达上天线与到达下天线之间存在馈电损耗上的一定差异，使得上天线和下天线收发信号之间存在信号电平的固定差值。另一方面，天线的垂直高度不同，也会带来信号空间传播的差异。一般是天线越高，信号衰减越小，因此上天线与下天线在垂直高度上的差异也会带来最终收发信号之间的差异。而对于MIMO无线系统，一般要求支路信号之间的信号强度越接近越好，所以在设计天线时就需要考虑如何平衡上天线和下天线信号电平。本文中提供了一种基于垂直隔离模式设计的MIMO天线。在一个实施例中，MIMO天线包括：垂直隔离的上天线和下天线；与上天线和天线接口相连的第一馈缆，第一馈缆的长度为L1，馈缆单位损耗为X1；与下天线和天线接口相连的第二馈缆，第二馈缆的长度为L2，馈缆单位损耗为X2；其中，第一馈缆和第二馈缆满足：20×log((h+d)/h)＝L1×X1-L2×X2(1)其中，h为下天线部署的垂直高度，d为上天线和下天线中心间距。上述实施例中，通过采用垂直隔离上下天线平衡设计方案，综合考虑上天线与下天线由于馈电网络和垂直高度所带来的信号电平差异，平衡上下天线信号电平差异，从而提高MIMO天线使用性能。本文提出了垂直隔离上下天线平衡设计方案，主要考虑垂直隔离MIMO多天线结构、上下天线馈电损耗差异、上下天线垂直高度传播差异、上下天线信号平衡方案等几个方面。综合考虑上天线与下天线由于馈电网络和垂直高度所带来的信号电平差异，保证未来LTE和4G网络的顺利部署。对于基于垂直隔离模式上天线与下天线信号平衡的设计方案，下面将从以下几个方面来说明：1.垂直隔离MIMO多天线结构图1示出根据本专利技术的基于垂直隔离模式的MIMO天线的天线结构示意图。如图1所示，将2根双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多输入多输出MIMO天线，其特征在于，包括：垂直隔离的上天线和下天线；与所述上天线和天线接口相连的第一馈缆，所述第一馈缆的长度为L1，馈缆单位损耗为X1；与所述下天线和所述天线接口相连的第二馈缆，所述第二馈缆的长度为L2，馈缆单位损耗为X1；其中，所述第一馈缆和所述第二馈缆满足：20×log((h+d)/h)=L1×X1‑L2×X2其中，所述h为所述下天线部署的垂直高度，所述d为所述上天线和所述下天线中心间距。

【技术特征摘要】
1.一种多输入多输出MIMO天线，其特征在于，包括：垂直隔离的上天线和下天线；与所述上天线和天线接口相连的第一馈缆，所述第一馈缆的长度为L1，馈缆单位损耗为X1；与所述下天线和所述天线接口相连的第二馈缆，所述第二馈缆的长度为L2，馈缆单位损耗为X2；其中，所述第一馈缆和所述第二馈缆满足：20×log((h+d)/h)＝L1×X1-L2×X2其中，所述h为所述下天线部署的垂直高度，所述d为所述上天线和所述下天线中心间距。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一馈缆的长度和所述第二馈缆的长度满足：L1＝L2+d。3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述上天线最下面一个天线阵子和所述下天线最上面一个天线阵子之间的间距大于0.5λ，λ为天线频段中心频点波长。4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，包括两套以上水平隔离部署的所述MIMO天线。5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括天线外罩，所述上天线和所述下天线封装在所述外罩里。6.一种多输入多输出MIMO天线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢伟良，毕奇，杨峰义，朱雪田，杨涛，
申请(专利权)人：中国电信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11