具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法及其结构技术

本发明专利技术公开了一种具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法及其结构，该方法包括：利用开口环形单极子天线制作单元天线；将多个所述单元天线沿x轴放置并使得相邻所述单元天线之间的距离为0mm，得到可延展宽带MIMO天线。采用较为简单的单极子天线形式，在没有引入任何额外去耦合结构且保持天线单元之间的间距为0mm的情况下，在整个工作频带内仍然可以实现较高的隔离度；另外，该MIMO天线还可以根据实际工程需要拓展该天线的数目，能够很好地满足现代无线通信系统对大信道容量的需求。

【技术实现步骤摘要】
具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法及其结构
本专利技术涉及射频天线
，特别涉及一种具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法及其结构。
技术介绍
根据我国IMT-2020（5G）推进组的定义，5G需要具备比4G更高的性能，支持0.1～1Gbit/s的用户体验速率，每平方千米一百万的连接数密度，毫秒级的端到端时延，每平方千米数十Tbit/s的流量密度，500km/h以上的移动性和数十Gbit/s的峰值速率。在关键技术方面，超密集组网、大规模多输入多输出MIMO、非正交传输、高频段通信、C-RAN、SDN/NFV、内容分发网络（CDN）等均被认为是5G的关键技术。就空中接口而言，大规模MIMO系统通过使用空间复用和减轻干扰，是解决无线数据服务指数增长问题的最重要的技术之一。MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。MIMO系统中天线单元的数目直接影响着整个系统的吞吐量和服务质量，而目前多元MIMO天线的设计大多针对某一特定的需求，天线数目较为固定，无法做到根据实际需要对天线数目进行拓展。为了进一步满足现代无线通信系统多功能的应用需求，设计能够根据实际工程需要可拓展的MIMO天线是非常必要的；同时，为了顺应现代电子设备小型化的发展趋势以及天线单元之间的高隔离度需求，具有自隔离特性的MIMO天线也具有广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法及其结构，能够满足现代无线通信系统多功能的应用需求，并能根据实际工程需要可拓展。为了解决上述技术问题，具体地，本专利技术的技术方案如下：本专利技术第一个方面提供了一种具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法，该方法包括：利用开口环形单极子天线制作单元天线；将多个所述单元天线沿x轴放置并使得相邻所述单元天线之间的距离为0mm，得到可延展宽带MIMO天线。进一步的，所述利用开口环形单极子天线制作单元天线的步骤具体包括：在所述开口环形单极子天线的金属地面的中间开设一矩形槽；在所述金属地面的左右两端分别加载倒L形金属枝节，形成所述单元天线。进一步的，所述开口环形单极子天线包括介质基板，在所述介质基板上表面印制开口环形单极子，在所述介质基板下表面印制金属地面；所述开口环形单极子以及所述金属地面共同作用使得横纵电场分量的幅值相等且相位相差90°。进一步的，所述介质基板是介电常数为2.65、损耗正切为0.02的聚四氟乙烯。本专利技术第二个方面提供了一种具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线结构，包括介质基板，在所述介质基板上沿着长度方向依次设置有多个单元天线，每一个所述单元天线之间的距离为Omm。进一步的，所述单元天线包括一开口环形单在开口环形单极子天线，所述开口环形单极子天线的金属地面的中间开设一矩形槽；在所述金属地面的左右两端分别加载倒L形金属枝节，形成所述单元天线。进一步的，沿着所述介质基板长度方向，相邻的所述单元天线之间的所述倒L形金属枝节之间的距离为0mm。进一步的，在每一个单元天线中，在所述介质基板上表面印制开口环形单极子，在所述介质基板下表面印制所述开口环形单极子对应的金属地面；所述开口环形单极子以及所述金属地面共同作用使得横纵电场分量的幅值相等且相位相差90°。进一步的，所述开口环形单极子天线中，所述开口环形单极子的左边C形枝节用于产生低频谐振模式，所述开口环形单极子右边C形枝节用于产生高频谐振模式，所述金属地面中间开的矩形槽用于高低谐振模式发生融合从而增加阻抗带宽。进一步的，所述介质基板是介电常数为2.65、损耗正切为0.02的聚四氟乙烯。本专利技术的有益效果：本专利技术实施的具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法及其结构采用较为简单的单极子天线形式，在没有引入任何额外去耦合结构且保持天线单元之间的间距为0mm的情况下，在整个工作频带内仍然可以实现较高的隔离度；另外，该MIMO天线还可以根据实际工程需要拓展该天线的数目，能够很好地满足现代无线通信系统对大信道容量的需求。附图说明图1为本专利技术实施例的一种具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法流程框图；图2为本专利技术实施例的利用开口环形单极子天线制作单元天线的步骤流程框图；图3为本专利技术实施例的单元天线结构示意图；图4为本专利技术实施例的宽频带单元天线的设计流程图；图5为本专利技术实施例的参考天线A、参考天线B、参考天线C以及单元天线的反射系数S11随频率的变化曲线图；图6为本专利技术实施的自隔离可延展宽带八单元MIMO天线的结构示意图；图7为本专利技术实施例的自隔离可延展宽带八单元MIMO天线的表面电流分布图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例1为了解决上述问题，同时鉴于圆极化天线的特点，首先采用圆极化天线作为MIMO系统的天线单元，并利用圆极化天线的极化正交特性；此外，由于天线数目的增加是提高MIMO系统信道容量最直接的方法，为了满足未来5G通信系统对多天线系统的大信道容量的需求，提供一天线单元间距为0mm的且具有自隔离特性的可延展的MIMO天线；该天线可根据实际工程需要任意拓展天线数目，具有较大的应用需求和价值。与线极化天线相比，圆极化天线具有诸多优点，如抑制多径效应和避免极化失配等，将圆极化天线作为MIMO系统的天线单元，可以有效地提高系统的分集增益、信道容量以及系统的可靠性。具体的，如图1所示，本专利技术提供了一种具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法，该方法包括：S101、利用开口环形单极子天线制作单元天线；具体的，如图4所示，参考天线A为简单的开口环形单极子天线；参考天线B是在参考天线A的基础上，在金属地面的中间开了一个矩形槽；通过在参考天线B的金属地面的左端加载倒L形金属枝节，得到参考天线C；最后，基于参考天线C，在其金属地面的右端加载倒L形金属枝节可以得到本节所设计的单元天线。如图5所示为参考天线A、B、C以及本实施例的单元天线的反射系数随频率的变化曲线图。从图中可以看出：参考天线A有两个谐振模式，且谐振深度较小；通过在地面中间开槽，即参考天线B，使得两个谐振模式的谐振深度变大，并且发生融合，从而获得较宽的工作频带；在参考天线B的金属地面的两端加载倒L形金属枝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法，其特征在于，所述方法包括：/n利用开口环形单极子天线制作单元天线；/n将多个所述单元天线沿 x 轴放置并使得相邻所述单元天线之间的距离为0mm，得到可延展宽带MIMO天线。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法，其特征在于，所述方法包括：
利用开口环形单极子天线制作单元天线；
将多个所述单元天线沿x轴放置并使得相邻所述单元天线之间的距离为0mm，得到可延展宽带MIMO天线。


2.根据权利要求1所述的具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法，其特征在于，所述利用开口环形单极子天线制作单元天线的步骤具体包括：
在所述开口环形单极子天线的金属地面的中间开设一矩形槽；
在所述金属地面的左右两端分别加载倒L形金属枝节，形成所述单元天线。


3.根据权利要求2所述的具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法，其特征在于，所述开口环形单极子天线包括介质基板，在所述介质基板上表面印制开口环形单极子，在所述介质基板下表面印制金属地面；所述开口环形单极子以及所述金属地面共同作用使得横纵电场分量的幅值相等且相位相差90°。


4.根据权利要求2所述的具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线制作方法，其特征在于，所述介质基板是介电常数为2.65、损耗正切为0.02的聚四氟乙烯。


5.一种具有自隔离特性的可延展宽带MIMO天线结构，其特征在于，包括介质基板，在所述介质基板上沿着长度方向依次设置有多个单元天线，每一个所述单元天线之间的距离为Omm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：郑双旺，周旭升，
申请(专利权)人：惠州市德亿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44