一种天线组件解耦结构制造技术

本发明专利技术公开了一种天线组件解耦结构，包括：天线组件和缝隙结构；天线组件，包括第一天线和第二天线；其中，第一天线与第二天线相互耦合，以形成第一微带模式对应的耦合；缝隙结构，包括在第一天线中引入的第一缝隙和在第二天线中引入的第二缝隙，用于产生第一缝隙模式，以通过第一缝隙模式对应的耦合与第一微带模式对应的耦合之间的抵消，实现对天线组件的解耦；其中，第一缝隙模式对应的耦合是指第一缝隙与第二缝隙相互耦合，第一缝隙模式在远场的电场与第一微带模式在远场的电场是正交的。本发明专利技术在不需要连接其他结构的情况下减少天线组件中各个天线之间的耦合，防止天线组件的剖面高度、占地尺寸等结构参数对应用场景造成限制。限制。限制。

【技术实现步骤摘要】
一种天线组件解耦结构


[0001]本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种天线组件解耦结构。

技术介绍

[0002]随着信息技术的快速发展，移动通信用户和终端设备数量呈现出爆发式增长的态势，催生了云计算、边缘计算、物联网和无人驾驶等一大批具有更高传输速率需求的应用，这些需求迫切要求第5代移动通信(5G)能够提供更快的传输速率。随着通信理论的发展，传统单通道通信的信道容量逐渐逼近香农定理的极限值，为了进一步提升数据传输速率，多输入多输出(Multiple
‑
Input Multiple
‑
Output，MIMO)技术得到广泛开发应用。为了满足人们对传输速率日益增长的需求，MIMO系统中天线单元的数量越来越多，单元之间的间距越来越小，从而使得MIMO天线之间的互耦问题更加凸显。MIMO天线的一个特点是多个天线工作在相同频段，由于天线之间的空间有限，两个MIMO天线之间会不可避免地互相感应而产生强烈的电磁互耦。互耦会对MIMO天线的性能产生几方面的负面影响：首先，互耦会降低天线的效率，因为一部分耦合的能量进入到另外一个天线端口会被端口的负载消耗掉；另外，互耦使得天线的阻抗发生改变，会影响放大器的线性度，对于阵列扫描天线还会影响动态驻波比；再者，一部分能量被另外一个天线散射到自由空间，会影响天线的方向图和空间相关性。这些影响最终会降低整个通信系统的吞吐量和数据传输速率。
[0003]目前，主要存在五类已知的解耦技术：1)在天线之间加入带阻结构，例如采用超材料结构在两个天线之间构成一个起带阻作用的陷波结构，阻断耦合电磁波在天线之间的传播，进而实现降低耦合的目标；2)在天线端口后面引入解耦网络，将天线设计问题转化为了电路设计问题；3)在天线附近加载寄生单元，这个寄生单元通常是一个谐振结构，会在两个天线之间感应出一条新的耦合路径，实现耦合的抵消；4)在两个相互耦合的天线之间引入中和线减少耦合；5)通过调控天线自身位置和结构实现自解耦。尽管这些方法有助于改善两个天线之间的隔离，但是引入额外的解耦结构会增加整个系统的剖面高度、占地尺寸或者是加工难度，而基于自解耦原理的解耦方法，或者是只能适用于沿E
‑
面排列的场景，或者是不能满足低剖面的应用需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种天线组件解耦结构，在不额外连接其他部件或结构的情况下实现天线之间的解耦，避免天线组件的剖面高度、占地尺寸等结构参数对应用场景造成限制。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种天线组件解耦结构，包括：天线组件和缝隙结构；
[0006]所述天线组件，包括第一天线和第二天线；其中，所述第一天线与所述第二天线相互耦合，以形成第一微带模式对应的耦合；
[0007]所述缝隙结构，包括在所述第一天线中引入的第一缝隙和在所述第二天线中引入的第二缝隙，用于产生第一缝隙模式，以通过所述第一缝隙模式对应的耦合与所述第一微
带模式对应的耦合之间的抵消，实现对所述天线组件的解耦；其中，所述第一缝隙模式对应的耦合是指所述第一缝隙与所述第二缝隙相互耦合，所述第一缝隙模式在远场的电场与所述第一微带模式在远场的电场是正交的。
[0008]实施本专利技术实施例，通过在第一天线中引入第一缝隙并在第二天线中引入第二缝隙，产生第一缝隙模式，使得第一缝隙模式在远场的电场与第一微带模式在远场的电场成正交，以通过第一缝隙模式对应的耦合，抵消第一天线与第二天线之间的耦合，从而能够在不需要额外增设任何连接部件或结构的前提下，实现天线组件中的天线之间的解耦。此外，通过在第一天线和第二天线上分别开一个缝隙实现解耦，天线组件中的第一天线和第二天线的剖面高度、占地尺寸和加工难度都不会因为解耦而增加，以拓展天线组件的应用场景。
[0009]作为优选方案，所述第一天线和所述第二天线的排列方式，包括沿E
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面排列和沿H
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面排列；
[0010]其中，所述E
‑
面排列是指所述第一天线和所述第二天线沿着电场所在的平面进行排列，所述H
‑
面排列是指所述第一天线和所述第二天线沿着磁场所在的平面进行排列。
[0011]实施本专利技术实施例的优选方案，天线组件中的天线排列方式没有限制，天线组件不仅可以应用于沿电场所在的平面进行排列的场景，还可以应用于沿磁场所在的平面进行排列的场景。
[0012]作为优选方案，所述第一天线与所述第二天线的工作频带相同。
[0013]实施本专利技术实施例的优选方案，天线组件中的第一天线和第二天线可以工作在相同的频带，并且能够在不影响第一天线和第二天线的匹配性能的同时，解决第一天线和第二天线的相互耦合。
[0014]作为优选方案，所述第一天线和所述第二天线都是微带天线。
[0015]实施本专利技术实施例的优选方案，采用微带天线，能够减轻器件的整体重量，并且微带天线具备低剖面的特点，能与载体共形，以满足低剖面解耦的应用需求。
[0016]作为优选方案，所述的一种天线组件解耦结构，还包括耦合电容结构；
[0017]所述天线组件，还包括第三天线和第四天线；其中，所述第一天线分别与所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线相互耦合，所述第二天线分别与所述第三天线和所述第四天线相互耦合，所述第三天线与所述第四天线相互耦合，以形成第二微带模式对应的耦合；
[0018]所述缝隙结构，还包括在所述第三天线中引入的第三缝隙和在所述第四天线中引入的第四缝隙，用于产生第二缝隙模式，以通过所述第二缝隙模式对应的耦合和所述耦合电容结构，调控所述第二微带模式对应的耦合，实现对所述天线组件的解耦；其中，所述第二缝隙模式对应的耦合是指所述第一缝隙分别与所述第二缝隙、所述第三缝隙和所述第四缝隙相互耦合、所述第二缝隙分别与所述第三缝隙和所述第四缝隙相互耦合、所述第三缝隙与所述第四缝隙相互耦合；
[0019]所述耦合电容结构，包括第一电容结构、第二电容结构、第三电容结构和第四电容结构；其中，所述第一电容结构设置于所述第一缝隙的末端，所述第二电容结构设置于所述第二缝隙的末端，所述第三电容结构设置于所述第三缝隙的末端，所述第四电容结构设置于所述第四缝隙的末端。
[0020]实施本专利技术实施例的优选方案，在天线组件中的每个天线中分别引入一个辐射的
缝隙，并在缝隙的末端引入额外的电容结构，以在期望的频率下隔离天线组件中的耦合天线，从而解决天线组件中的第一天线、第二天线、第三天线和第四天线之间的相互耦合。
[0021]作为优选方案，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线的排列方式为2
×
2二维阵列排列。
[0022]实施本专利技术实施例的优选方案，将第一天线、第二天线、第三天线和第四天线排列成2
×
2二维阵列，能够应用于2
×
2的天线阵列场景。
[0023]作为优选方案，所述第一天线、所述第二天线、所述第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线组件解耦结构，其特征在于，包括：天线组件和缝隙结构；所述天线组件，包括第一天线和第二天线；其中，所述第一天线与所述第二天线相互耦合，以形成第一微带模式对应的耦合；所述缝隙结构，包括在所述第一天线中引入的第一缝隙和在所述第二天线中引入的第二缝隙，用于产生第一缝隙模式，以通过所述第一缝隙模式对应的耦合与所述第一微带模式对应的耦合之间的抵消，实现对所述天线组件的解耦；其中，所述第一缝隙模式对应的耦合是指所述第一缝隙与所述第二缝隙相互耦合，所述第一缝隙模式在远场的电场与所述第一微带模式在远场的电场是正交的。2.如权利要求1所述的一种天线组件解耦结构，其特征在于，所述第一天线和所述第二天线的排列方式，包括沿E
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面排列和沿H
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面排列；其中，所述E
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面排列是指所述第一天线和所述第二天线沿着电场所在的平面进行排列，所述H
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面排列是指所述第一天线和所述第二天线沿着磁场所在的平面进行排列。3.如权利要求1所述的一种天线组件解耦结构，其特征在于，所述第一天线与所述第二天线的工作频带相同。4.如权利要求1所述的一种天线组件解耦结构，其特征在于，所述第一天线和所述第二天线都是微带天线。5.如权利要求1所述的一种天线组件解耦结构，其特征在于，还包括耦合电容结构；所述天线组件，还包括第三天线和第四天线；其中，所述第一天线分别与所述第二天线、...

【专利技术属性】
技术研发人员：岁江伟，李晓瑜，朱祥维，袁雪林，李杜，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：