低耦合2×2 MIMO阵列制造技术

提供了一种2×2MIMO阵列天线，其包括安装至天线反射器的两个单独的辐射元件。每个元件均以两个正交极化被线极化，一个极化由发射端口激励，另一极化接收去往接收端口的辐射信号。两个元件对齐，使得由两个元件的发射端口激励的极化沿公共轴线，或者由两个元件的接收端口接收的极化沿公共轴线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低耦合2×2MIMO阵列相关申请的交叉引用本专利申请要求于2015年12月21日提交的标题为“ALowCoupling2×2MIMOArrayImplementation”的美国专利申请第62/270,417号的优先权，其全部内容通过引用如复制一样合并在本文中。此外，本专利申请要求于2016年6月27日提交的标题为“ALOWCOUPLING2×2MIMOARRAY”的美国专利申请第15/193,938号的优先权，其全部内容也通过引用如复制一样合并在本文中。
本说明书涉及阵列天线实施方案，并且具体地涉及2×2多输入多输出(Multiple-Input-Multiple-Output，MIMO)天线阵列。
技术介绍
由于数据发送和接收可以以相同频率同时发生，所以全双工天线通常需要Tx端口与Rx端口之间的高度隔离。因此，全双工发送和接收，正在发送的信号可能会淹没正在被接收的其他信号。在多输入多输出(MIMO)阵列天线实现中，天线元件被布置在有限接地平面上并且在相对低的纵断尺寸(profile)(即，天线的深度)内，这对天线设计和元件定位及取向施加空间限制。因此，需要能够在有限空间内实现Tx端口与Rx端口之间的高度隔离的设计和实施方案。附图说明根据参照以下附图的描述，本公开内容的这些和其他特征将变得更加明显。图1是根据实施方式的2×2MIMO阵列天线的示意图；图2是根据实施方式的2×2MIMO阵列天线的等距且半透明视图；图3示出了根据实施方式的示出Tx端口与Rx端口之间的耦合(以dB为单位)的仿真结果；图4是根据实施方式的2×2MIMO阵列天线的馈送网络印刷电路板(printedcircuitboard，PCB)的仰视图；图5是根据实施方式的具有导电栅栏的2×2MIMO阵列天线的等距视图；图6是根据实施方式的沿接地平面的y轴截取的天线元件的横截面图；图7是根据实施方式的沿接地平面的x轴截取的2×2MIMO阵列天线的横截面图。
技术实现思路
根据本公开内容的实施方式，提供了一种全双工2×2多输入多输出(MIMO)阵列天线，包括：限定x-y平面的天线反射器；以及安装在该天线反射器上方的第一辐射元件，该第一辐射元件具有第一线极化元件和与该第一线极化元件正交的第二线极化元件；安装在该天线反射器上方的第二辐射元件，该第二辐射元件具有第一线极化元件和与该第一线极化元件正交的第二极化元件；其中，该第一辐射元件的第一极化元件和该第二辐射元件的第一极化元件共线并且平行于x-y平面的x轴，该第一辐射元件的第二正交极化和该第二辐射元件的第二正交极化彼此平行并且平行于x-y平面的y轴，以及该反射器元件在第一辐射元件与第二辐射元件之间设置连续接地平面。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，导电栅栏在第一辐射元件与第二辐射元件之间沿与x-y平面中的公共轴线正交的线安装至天线反射器。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，每个元件是贴片元件。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，贴片元件包括安装在天线反射器上方的顶部谐振器。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，贴片元件包括用于第一线极化元件的第一对探针元件以及用于与第一线极化元件正交的第二线极化的第二对探针元件。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，探针元件中的每一个包括大致T形的天线探针，每个天线探针包括渐缩的探针顶部和渐缩的探针腿中的至少之一。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，探针元件包括基板上的导电材料。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，基板还包括用于将顶部谐振器保持在天线反射器上方的支承件。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，探针元件还包括馈送探针部分，所述馈送探针部分延伸穿过天线反射器中的通孔到达天线反射器下方的馈送网络。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，馈送网络将第一辐射元件和第二辐射元件的各自的第一线极化元件和各自的第二线极化元件耦接至相应的同轴连接器。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，馈送网络包括两个带状线路径，每个带状线路径耦接至用于相应的极化元件的一对探针中之一以将馈送探针耦接至相应的同轴连接器。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，两个带状线路径之一相对于通向另一探针元件的另一带状线路径为相应的探针元件提供180°相移的信号。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，天线反射器是约3.5λ×2.3λ的有限接地平面，其中，λ是频率。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，第一辐射元件与第二辐射元件之间的间隔为1.4λ。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，天线反射器是约2.3λ×1.7λ的有限接地平面，其中，λ是频率。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，第一辐射元件与第二辐射元件之间的间隔为0.9λ。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，第一辐射元件和第二辐射元件由双线极化偶极子形成。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，第一辐射元件和第二辐射元件由槽耦合贴片形成。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，每个第一线极化元件用于发射，并且每个第二线极化元件用于接收。在全双工2×2MIMO阵列天线的另一实施方式中，每个第一线极化元件用于接收，并且每个第二线极化元件用于发射。具体实施方式出于解释的目的，以下详细描述包含各种说明性实施方式、实施方案、示例和特定细节，以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，明显的是，在一些情况下，所公开的实施方式可以在没有这些具体细节的情况下或在等同布置的情况下实施。描述绝不应限于包括本文中阐述和描述的设计和实施方案的下面阐述的说明性实施方案、附图和技术，而是可以在所附权利要求的范围连同它们的全部等同范围内进行修改。全双工天线通常需要发射端口(transmit，Tx)与接收(receive，Rx)端口之间的高度隔离。在一些应用中，Tx端口与Rx端口之间隔离的要求可以高达45dB(即，低于约1/31000的功率耦合)。这样的高度隔离可能难以在天线阵列中提供的尺寸例如为300mm×200mm(且天线纵断尺寸为20mm)或150mm×200mm(纵断尺寸仍为20mm)的有限接地平面内实现。本文公开了包括两个Tx端口和两个Rx端口的2×2多输入多输出(MIMO)阵列天线的实施方案。根据所描述的实施方式，Tx端口与Rx端口之间的低端口到端口耦合可以在有限接地平面上且在相对低的纵断尺寸内实现。图1示出了根据本公开内容的实施方式的2×2MIMO阵列天线100的示意图。天线100包括两个单独的贴片元件110,120。每个贴片元件110,120均以两个正交极化被线极化，一个极化110a,120a由相应的Tx端口激励，以及另一极化110b,120b由相应的Rx端口激励。常规天线Tx端口和Rx端口通常在x-y平面上以+/-45度布置以获得最佳性能，然而，如图1所示，每个贴片元件110,120的极化在x-y平面上旋转至0度和90度，其中，每个贴片元件110,120因此可以沿x和y轴中的一者或两者形成一个或多个对称线。如图1所示，由贴片元件110的Tx端口激励的极化110a与由贴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全双工2×2多输入多输出(MIMO)阵列天线，包括：限定x‑y平面的天线反射器；以及安装在所述天线反射器上方的第一辐射元件，所述第一辐射元件具有第一线极化元件和与所述第一线极化元件正交的第二线极化元件；安装在所述天线反射器上方的第二辐射元件，所述第二辐射元件具有第一线极化元件和与所述第一线极化元件正交的第二极化元件；其中，所述第一辐射元件的第一极化元件和所述第二辐射元件的第一极化元件共线并且平行于所述x‑y平面的x轴，所述第一辐射元件的第二正交极化和所述第二辐射元件的第二正交极化彼此平行并且平行于所述x‑y平面的y轴，以及所述反射器元件在所述第一辐射元件与所述第二辐射元件之间设置连续接地平面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.21 US 62/270，417;2016.06.27 US 15/193，9381.一种全双工2×2多输入多输出(MIMO)阵列天线，包括：限定x-y平面的天线反射器；以及安装在所述天线反射器上方的第一辐射元件，所述第一辐射元件具有第一线极化元件和与所述第一线极化元件正交的第二线极化元件；安装在所述天线反射器上方的第二辐射元件，所述第二辐射元件具有第一线极化元件和与所述第一线极化元件正交的第二极化元件；其中，所述第一辐射元件的第一极化元件和所述第二辐射元件的第一极化元件共线并且平行于所述x-y平面的x轴，所述第一辐射元件的第二正交极化和所述第二辐射元件的第二正交极化彼此平行并且平行于所述x-y平面的y轴，以及所述反射器元件在所述第一辐射元件与所述第二辐射元件之间设置连续接地平面。2.根据权利要求1所述的阵列天线，还包括导电栅栏，所述导电栅栏在所述第一辐射元件与所述第二辐射元件之间沿与所述x-y平面中的公共轴线正交的线安装至所述天线反射器。3.根据权利要求1所述的阵列天线，其中，每个元件是贴片元件。4.根据权利要求3所述的阵列天线，其中，所述贴片元件包括安装在所述天线反射器上方的顶部谐振器。5.根据权利要求4所述的阵列天线，其中，所述贴片元件包括用于所述第一线极化元件的第一对探针元件以及用于与所述第一线极化元件正交的所述第二线极化的第二对探针元件。6.根据权利要求5所述的阵列天线，其中，所述探针元件中的每一个包括大致T形的天线探针，每个天线探针包括渐缩的探针顶部和渐缩的探针腿中的至少之一。7.根据权利要求5所述的阵列天线，其中，所述探针元件包括基板上的导电材料。8.根据权利要求7所述的阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·罗伯特·华生，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44