一种紧凑型MIMO天线系统技术方案

本发明专利技术公开了一种紧凑型MIMO天线系统，包括接地板、第一天线、第二天线和环形降耦结构，所述第一天线和第二天线为辐射体，用于产生天线共振并进行辐射，所述环形降耦结构用于解耦第一天线和第二天线；所述环形降耦结构为连接在接地板上的狭长的闭环结构，长边方向的两侧区域产生强电流分布且电流模式相反，长边方向的中间区域产生弱电流分布；所述第一天线和第二天线邻近设置或电性相连设置并形成在环形降耦结构长边方向的中间区域，环形降耦结构是一种简易且高效的降耦合技术，可兼容不同的天线类型，构成具有高隔离度的紧凑型MIMO天线系统。

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型MIMO天线系统
本专利技术涉及通信天线
，更具体地涉及一种紧凑型MIMO天线系统。
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。上述的现有技术仅适用于某一种天线类型，不具备通用性，且上述的现有技术或不能实现紧凑型MIMO系统，或具有较复杂的降耦合结构，或具有很大的应用局限性，或具有较大的天线尺寸。因而，有必要提出一种简易且高效的降耦合技术，以兼容不同的天线类型，实现高度集成、高度紧凑、且具有高隔离度的MIMO天线系统，避免传统方法中耗时的个例分析与调试，节约开发周期。
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简易且有效的降耦合技术，可兼容多种天线类型，具有天线结构紧凑、天线单元尺寸小、单元间距近等特点，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：一种紧凑型MIMO天线系统，包括接地板、第一天线、第二天线和环形降耦结构，所述第一天线和第二天线为辐射体，用于产生天线共振并进行辐射，所述环形降耦结构用于解耦第一天线和第二天线；所述环形降耦结构为连接在接地板上的狭长的闭环结构，长边方向的两侧区域产生强电流分布且电流模式相反，长边方向的中间区域产生弱电流分布；所述第一天线和第二天线邻近设置或电性相连设置并形成在环形降耦结构长边方向的中间区域。优选地，所述环形降耦结构为配置于接地板外侧的导线，环形降耦结构的两端分别与接地板连接，与接地板共同构成一闭环结构。优选地，所述环形降耦结构由配置于接地板内部的第一净空区构成，所述第一净空区为接地板上被移除的区域。优选地，所述第一天线和第二天线形成在环形降耦结构的相同侧或者不同侧。优选地，所述第一天线和第二天线均形成在接地板的侧边并均与接地板电性相连。优选地，还包括第二净空区和第三净空区，所述第二净空区和第三净空区为接地板上被移除的区域，所述第一天线形成在第二净空区，所述第二天线形成在第三净空区。优选地，所述第二净空区和第三净空区形成在环形降耦结构的相同侧或者不同侧。优选地，所述第二净空区与第一净空区连通设置或者不连通设置，所述第三净空区与第一净空区连通设置或者不连通设置。优选地，所述环形降耦结构的弱电流分布区域内还连接有元器件或分支，所述环形降耦结构的强电流分布区域内还连接有电感元件。优选地，第一天线和第二天线为地辐射天线、槽缝天线、倒F天线、单极子天线、环形天线或贴片天线。本专利技术具有以下优点：1)不同于现有的技术，本专利技术中的环形降耦结构是一种简易且高效的降耦合技术，可兼容不同的天线类型，构成具有高隔离度的紧凑型MIMO天线系统，具有更广阔的应用前景。2)本专利技术实现了高度紧凑的MIMO天线系统，在实现高隔离度和低相关性的同时，具有结构紧凑、单元尺寸小、单元间距近等特点。附图说明图1a展示了本专利技术中紧凑型MIMO天线系统例1的总体结构示意图；图1b展示了本专利技术中紧凑型MIMO天线系统例2的总体结构示意图；图1c展示了本专利技术中紧凑型MIMO天线系统例3的总体结构示意图；图1d展示了本专利技术中紧凑型MIMO天线系统中环形降耦结构上产生的电流分布图；图2a、2b是本专利技术实施例一中紧凑型MIMO天线系统的天线为地辐射天线的结构示意图；图3是本专利技术实施例二中紧凑型MIMO天线系统的天线为槽缝天线的结构示意图；图4a、4b是本专利技术实施例三中紧凑型MIMO天线系统的天线为倒F天线的结构示意图；图5是本专利技术实施例四中紧凑型MIMO天线系统的天线为单极子天线的结构示意图；图6是本专利技术实施例五中紧凑型MIMO天线系统的天线为环形天线的结构示意图；图7a、7b、7c是本专利技术实施例六中紧凑型MIMO天线系统的天线为地辐射天线的结构示意图；图8a、8b、8c是本专利技术实施例七中紧凑型MIMO天线系统的天线为地辐射天线的结构示意图；图9a、9b、9c、9d、9e展示了本专利技术中紧凑型MIMO天线系统的环形降耦结构其它不同实施例的示意图；图10展示了本专利技术中一种单频模式下的紧凑型MIMO天线系统的S参数图；图11展示了本专利技术中一种双频模式下的紧凑型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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紧凑型MIMO天线系统，其特征在于，包括接地板、第一天线、第二天线和环形降耦结构，所述第一天线和第二天线为辐射体，用于产生天线共振并进行辐射，所述环形降耦结构用于解耦第一天线和第二天线；所述环形降耦结构为连接在接地板上的狭长的闭环结构，长边方向的两侧区域产生强电流分布且电流模式相反，长边方向的中间区域产生弱电流分布；所述第一天线和第二天线邻近设置或电性相连设置并形成在环形降耦结构长边方向的中间区域。/n

【技术特征摘要】
20200108 CN 20201001914471.一种紧凑型MIMO天线系统，其特征在于，包括接地板、第一天线、第二天线和环形降耦结构，所述第一天线和第二天线为辐射体，用于产生天线共振并进行辐射，所述环形降耦结构用于解耦第一天线和第二天线；所述环形降耦结构为连接在接地板上的狭长的闭环结构，长边方向的两侧区域产生强电流分布且电流模式相反，长边方向的中间区域产生弱电流分布；所述第一天线和第二天线邻近设置或电性相连设置并形成在环形降耦结构长边方向的中间区域。


2.如权利要求1所述紧凑型MIMO天线系统，其特征在于，所述环形降耦结构为配置于接地板外侧的导线，环形降耦结构的两端分别与接地板连接，与接地板共同构成一闭环结构。


3.如权利要求1所述紧凑型MIMO天线系统，其特征在于，所述环形降耦结构由配置于接地板内部的第一净空区构成，所述第一净空区为接地板上被移除的区域。


4.如权利要求2或3所述紧凑型MIMO天线系统，其特征在于，所述第一天线和第二天线形成在环形降耦结构的相同侧或者不同侧。

【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：发明
国别省市：吉林;22