一种一体式MIMO天线系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种一体式MIMO天线系统，包括接地板、共振导线、连接在共振导线上的第一电感元件，所述共振导线与接地板连接形成环形共振体，所述共振导线的两端区域为强电流区域且电流模式方向相反、中间区域为弱电流区域，所述第一电感元件形成在弱电流区域。实施本实用新型专利技术，将两个天线单元集成到一体结构中，实现了高度集成、高度紧凑、具有高隔离度的MIMO天线系统。该发明专利技术可适用于各种无线通信设备中，尤其适用于大规模阵列在终端设备中的应用。

An integrated MIMO antenna system

【技术实现步骤摘要】
一种一体式MIMO天线系统
本专利技术涉及通信天线
，更具体地涉及一种一体式MIMO天线系统，可用于各种无线通信设备。
技术介绍
天线已经成为各种无线设备中的必备装置，用以发射和接收电磁波信号。MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)技术采用多个天线装置同时收发，可大幅提高无线传输速率，无需增大发射功率或增加工作频谱，是第四代移动通信和第五代通信系统的核心技术之一。为保证优异的MIMO特性，必须实现天线之间的高隔离度或低耦合，以降低天线之间相关度。但是，由于现代无线设备的空间有限，天线间距较小，天线间的信号干扰变大，严重影响MIMO系统的性能。传统方法依靠拉大天线之间距离来实现高隔离度，难以将更多的天线装置集成到无线设备内部，因而不能满足当前对高传输速率传输的需求。尤其随着第五代通信系统的布局和推广，大规模天线阵列成为一种趋势，从而对紧凑型的MIMO天线系统的需求越来越高。而现有技术主要通过引入寄生共振、引入降耦网络、利用正交模式等方法来提高天线之间的隔离度。一方面，在两个天线之间引入新的寄生结构是改善隔离度的最常见的方法之一，寄生结构可生成一个相位相反的耦合路线，以抵消天线之间的原始耦合，从而改善天线隔离度。寄生结构的类型可以是槽缝、环型、条带状、悬浮结构等。但是该方法需要引入额外的结构体,占用的空间较大，不利于天线的小型化设计，此外该方法很难实现高度紧凑的MIMO天线系统。另一方面，降耦网络通常采用集总元件电路或中和线等方法来抵消天线之间的耦合，可有效地实现紧凑型MIMO天线设计。但是该方法需要较多的元器件或占用较大的电路面积，且目前仅适用于单极子天线或倒F天线。此外，将天线正交放置或激发正交电流模式，可以很好地实现高隔离度和紧凑的MIMO天线系统，而不需要额外的降耦结构或电路。但是该方法需要的天线尺寸较大，难以实现MIMO天线系统的集成化和小型化。上述的现有技术均需要两个独立的天线单元，并具有较大的天线尺寸和较复杂的降耦合结构，因而不能实现紧凑型MIMO系统，具有很大的应用局限性。因而，有必要提出一种一体式MIMO天线系统，将两个天线单元集成到同一结构内，并且不需要额外的降耦合结构，从而实现一种结构简单且高度集成化的MIMO天线系统。
技术实现思路
为了解决所述现有技术的不足，本专利技术提供了一种一体式MIMO天线系统，将两个天线单元集成到一体结构中，实现了高度集成、高度紧凑、具有高隔离度的MIMO天线系统。该专利技术可适用于各种无线通信设备中，尤其适用于大规模阵列在终端设备中的应用。本专利技术所要达到的技术效果通过以下方案实现：一种一体式MIMO天线系统，包括接地板、共振导线、连接在共振导线上的第一电感元件，所述共振导线与接地板连接形成环形共振体，所述共振导线的两端区域为强电流区域且电流模式方向相反、中间区域为弱电流区域，所述第一电感元件形成在弱电流区域。优选地，还包括第一馈电和第二馈电，所述共振导线的一端通过第一馈电与接地板连接，所述共振导线的另一端通过第二馈电与接地板连接。优选地，还包括第一激励结构和第二激励结构，所述第一激励结构和第二激励结构用于控制MIMO天线系统的阻抗匹配。优选地，还包括第三馈电和第四馈电，第一激励结构的一端连接第三馈电，第三馈电连接接地板，第一激励结构的另一端连接共振导线或者接地板；第二激励结构的一端连接第四馈电，第四馈电连接接地板，第二激励结构的另一端连接共振导线或者接地板。优选地，所述第一激励结构包括第一元器件，所述第二激励结构包括第二元器件。优选地，所述共振导线上还连接有至少一个第二电感元件，所述第二电感元件位于共振导线的强电流区域内。优选地，所述共振导线的内侧和/或外侧还设有分支。优选地，所述共振导线的内侧设有第一分支，所述第一分支形成在共振导线与接地板之间且与接地板连接。优选地，共振导线的外侧还分别连接有第二分支和第三分支，所述第二分支和第三分支分别形成在共振导线的两端强电流区域，第二分支的一端与共振导线连接，另一端开口或者通过第三元器件与接地板连接，第三分支的一端与共振导线连接，另一端开口或者通过第四元器件与接地板连接。优选地，所述接地板还包括净空区，所述净空区为接地板的侧边挖空的凹槽，所述共振导线配置于净空区的开口一侧。本专利技术具有以下优点：1)不同于现有的技术，本专利技术提出了一种一体式MIMO天线系统，将两个天线单元集成到同一结构内，并且无需任何降耦合结构；2)本专利技术实现了一种高度紧凑的MIMO天线系统，在实现高隔离度和低相关性的同时，具有一体式结构，天线尺寸更加紧凑。附图说明图1a是本专利技术实施例一中一体式MIMO天线系统第一种具体实施方案的结构示意图。图1b是本专利技术实施例一中一体式MIMO天线系统第二种具体实施方案的结构示意图。图1c是本专利技术中一体式MIMO天线系统的电流分布示意图。图2a是本专利技术实施例二中一体式MIMO天线系统第一种具体实施方案的结构示意图。图2b是本专利技术实施例二中一体式MIMO天线系统第二种具体实施方案的结构示意图。图3a展示了本专利技术中一体式MIMO天线系统其它实施例(例1)的示意图。图3b展示了本专利技术中一体式MIMO天线系统其它实施例(例2)的示意图。图3c展示了本专利技术中一体式MIMO天线系统其它实施例(例3)的示意图。图3d展示了本专利技术中一体式MIMO天线系统其它实施例(例4)的示意图。图4a是本专利技术实施例三中一体式MIMO天线系统第一种具体实施方案的结构示意图。图4b是本专利技术实施例三中一体式MIMO天线系统第二种具体实施方案的结构示意图。图5展示了本专利技术中一种单频模式下的一体式MIMO天线系统的S参数图。图6展示了本专利技术中一种双频模式下的一体式MIMO天线系统的S参数图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的组件或具有相同或类似功能的组件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体式MIMO天线系统，其特征在于，包括接地板、共振导线、连接在共振导线上的第一电感元件，所述共振导线与接地板连接形成环形共振体，所述共振导线的两端区域为强电流区域且电流模式方向相反、中间区域为弱电流区域，所述第一电感元件形成在弱电流区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种一体式MIMO天线系统，其特征在于，包括接地板、共振导线、连接在共振导线上的第一电感元件，所述共振导线与接地板连接形成环形共振体，所述共振导线的两端区域为强电流区域且电流模式方向相反、中间区域为弱电流区域，所述第一电感元件形成在弱电流区域。


2.如权利要求1所述的一种一体式MIMO天线系统，其特征在于，还包括第一馈电和第二馈电，所述共振导线的一端通过第一馈电与接地板连接，所述共振导线的另一端通过第二馈电与接地板连接。


3.如权利要求2所述的一种一体式MIMO天线系统，其特征在于，还包括第一激励结构和第二激励结构，所述第一激励结构和第二激励结构用于控制MIMO天线系统的阻抗匹配。


4.如权利要求3所述的一种一体式MIMO天线系统，其特征在于，还包括第三馈电和第四馈电，第一激励结构的一端连接第三馈电，第三馈电连接接地板，第一激励结构的另一端连接共振导线或者接地板；第二激励结构的一端连接第四馈电，第四馈电连接接地板，第二激励结构的另一端连接共振导线或者接地板。


5.如权利要求4所述的一种一体式MIMO天线系统，其特征在于，所述第一激励结构包...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲龙跃，朴海燕，
申请(专利权)人：朴海燕，
类型：新型
国别省市：吉林;22