改善多天线系统性能的超表面及采用超表面的多天线系统技术方案

本发明专利技术公开了一种改善多天线系统性能的超表面及采用超表面的多天线系统，超表面由一系列周期排布的谐振器及承载谐振器的介质层构成，各谐振器单元的频率，反射系数，透射系数，各谐振器之间的间距，以及超表面距离多个天线单元的高度进行配置，使得多个天线单元之间的互耦在指定的频率范围降低到接近于零，天线单元的匹配带宽增加，同时使得每个天线单元的辐射增益提高。本发明专利技术所公开的超表面原则上可以应用于任意多个天线单元组成的多天线通信系统和天线阵列，可以适用于各种形式的天线，本发明专利技术公开的超表面可以采用传统的印制电路板工艺，柔性PCB工艺实现，也可以采用微波无源集成电路工艺实现，有着广泛的应用前景。

Super surface for improving multi antenna system performance and multi antenna system with ultra surface

The invention discloses a method to improve the performance of multi antenna system using multiple antenna systems over the surface and the surface of the super, super surface composed of a series of periodic arrangement of resonator and bearing resonator dielectric layer, the resonator element frequency, reflection coefficient, transmission coefficient, the distance between the resonators, and the super surface distance the height of the antenna unit configuration, the mutual coupling between a plurality of antenna elements in the specified frequency range is reduced to close to zero, the bandwidth of the antenna unit increases, while the radiation gain of each antenna element provided high. The invention discloses a super surface principle can be multi antenna communication system and antenna array applied to a plurality of antenna elements of arbitrary composition, the antenna can be applied to various forms of the invention can be used for printed circuit board technology of traditional open super surface, flexible PCB technology realization, can also be used in passive microwave integrated circuit technology has a wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
改善多天线系统性能的超表面及采用超表面的多天线系统
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种无线设备中针对大规模多天线通信系统的改善多天线系统性能的超表面及采用超表面的多天线系统。
技术介绍
在大数据，移动互联网，以及虚拟现实，4K高清视频等应用的趋势下，迫切需要第五代移动通讯系统(5G)的技术快速成熟与应用，包括移动通信，Wi-Fi，高速无线数传无一例外的需要相比现在更宽的传输速率，更低的传输延时以及更稳定可靠的数据传输。在此背景下，大规模多输入多输出系统(MassiveMIMO)以及不可逆转的成为下一代移动通信系统的标配；多输入输出技术利用在收发系统之间的多个天线之间存在的多个空间信道上，传输多流相互正交的数据，能够提高数据吞吐率，以及提高通信的稳定性。与此同时，毫米波、太赫兹通讯技术也在防撞雷达，探测，遥感，成像等领域快速发展。对了对抗频率高时较大的路径损耗，大规模的多天线阵列、相控阵也将大规模被采用。阵列的口径越大，对应的天线增益也就越高，也就能够更好的弥补路径损耗造成的衰减。然而，考虑实际应用场景，无论是5G的基站，还是毫米波系统前端的天线阵列，都有空间的限制。例如，毫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于改善多天线系统性能的超表面，包括：一系列周期排布的谐振器；承载谐振器的介质层；支撑所述超表面的支撑柱；由所述谐振器及承载谐振器的介质层构成超表面，通过所述支撑柱支撑，覆盖于多天线系统上方；对所述谐振器的谐振频率、反射系数、透射系数，各谐振器之间的间距，承载谐振器的介质层的介电常数，以及超表面距离原多天线系统的高度进行配置，使得覆盖超表面的多天线系统各天线单元之间的耦合系数降至最低。

【技术特征摘要】
1.一种用于改善多天线系统性能的超表面，包括：一系列周期排布的谐振器；承载谐振器的介质层；支撑所述超表面的支撑柱；由所述谐振器及承载谐振器的介质层构成超表面，通过所述支撑柱支撑，覆盖于多天线系统上方；对所述谐振器的谐振频率、反射系数、透射系数，各谐振器之间的间距，承载谐振器的介质层的介电常数，以及超表面距离原多天线系统的高度进行配置，使得覆盖超表面的多天线系统各天线单元之间的耦合系数降至最低。2.如权利要求1所述的改善多天线系统的超表面，其特征在于：对所述谐振器的谐振频率、反射系数、透射系数，各谐振器之间的间距，承载谐振器的介质层的介电常数，以及超表面距离原多天线系统的高度进行配置，使得覆盖超表面的多天线系统中各天线单元的增益较原始多天线系统提高。3.如权利要求1所述的改善多天线系统的超表面，其特征在于：对所述谐振器的谐振频率、反射系数、透射系数，各谐振器之间的间距，承载谐振器的介质层的介电常数，以及超表面距离原多天线系统的高度进行配置，使得覆盖超表面的多天线系统中各天线单元的匹配带宽较原始多天线系统提高。4.如权利要求1所述的改善多天线系统的超表面，其特征在于：对所述谐振器的谐振频率、反射系数、透射系数，各谐振器之间的间距，承载谐振器的介质层的介电常数，以及超表面距离原多天线系统的高度进行配置，使得覆盖超表面的天线阵副瓣降低。5.如权利要求1所述的改善多天线系统的超表面，其特征在于：对所述谐振器的谐振频率、反射系数、透射系数，各谐振器之间的间距，承载谐振器的介质层的介电常数，以及超表面距离原多天线系统的高度进行配置，使得覆盖超表面的相控阵扫描角度变宽。6.如权利要求1～5所述的改善多天线系统的超表面，其特征在于：还包括：连接在谐振器上的可调谐装置，通过调整可调谐装置，动态改变所述谐振器的谐振频率、反射系数、透射系数。7.如权利要求1～5所述的改善多天线系统的超表面，其特征在于：还包括：覆盖在第一层超表面之上的第二层超表面；第二层超表面包括：一系列周期排布的谐振器；承载谐振器的介质层；支撑所述超表面的支撑柱；由所述谐振器及承载谐振器的介质层构成第一层超表面，通过所述支撑柱支撑，覆盖于多天线系统上方；由所述谐振器及承载谐振器的介质层构成第二层超表面，覆盖于所述第一层超表面之上；对所述的第一层、第二层超表面的谐振器的谐振频率、反射系数、透射系数，各谐振器之间的间距，承载谐振...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鲁豫，王紫阳，沈明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61