【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信天线，具体而言，涉及一种加载ebg的小型化混合电磁解耦手机mimo天线及其设计方法。
技术介绍
1、随着5g/6g商业化的时代到来，用户对于通信容量以及通信质量的需求越来越高。多输入多输出(mimo)技术主要是利用多条通信线路分别通信，每条线路互不影响来实现大容量的通信。具体应用在无线通信的发射端与接收端分别放置多副天线，且每个天线之间的收发互不影响。
2、目前，在手机终端，如果两个或者多个天线想要构成mimo天线，那么需要每个天线之间的相关性要尽量小(即提高隔离度)。提高隔离度最有效的方法是增加两个天线之间的距离，即距离越远，隔离度越高。然而，一方面手机终端的有限空间，显然无法通过拉大天线之间的距离来提高隔离度。另一方面当两个天线靠得很近时，并且一个天线在工作时，另一个天线的辐射体相当于寄生单元加载，产生额外的辐射，这样会使天线的方向图发生畸变，影响辐射效率以及方向图的稳定性。
3、传统的mimo手机天线对大多数需要加载额外的结构，来实现单一的电解耦或磁解耦，例如公开号为cn111370869a的中国专利技术所公开的一种基于悬浮式环形降耦结构的紧凑型mimo天线系统，并具体公开了如下技术方案：包括：接地板、第一天线、第二天线和悬浮式环形降耦结构，第一天线和第二天线配置于接地板上且第一天线和第二天线之间邻近设置或电性相连设置，悬浮式环形降耦结构为狭长的闭环结构，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，第一天线和第二天线配置于悬浮式环形降耦结构的长
4、ebg是electromagnetic band gap的缩写，即电磁带隙；ebg结构属于周期结构，其中介电材料或导体以一维/二维/三维方式规则布置并构成限定工作带隙频率范围的结构。所述带隙抑制或大大衰减特定频带内的电磁波的传播，常用于进行微波器件的小型化或者隔离应用，但由于手机壳的空间限制，只能将手机的金属壳层替换成不规则金属导体的二维周期性加载结构；传统的ebg结构在手机终端大多数用于mimo天线系统的隔离研究，而不是小型化研究。
5、因此通过研究ebg结构，进一步实现小型化，是目前的研究重点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供加载ebg的小型化混合电磁解耦手机mimo天线及其设计方法，第一单极子天线通过电容和金属化通孔和第二单极子天线分别实现了非直接和直接连接，以此可通过调节它们之间的电磁耦合参数，实现混合电磁解耦，此外，在接地层(即手机的金属壳层)配置ebg结构加载的二维阵列，用以改变天线接地层的电磁分布，从而实现了天线的谐振频率降低，进而实现了小型化。
2、本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：加载ebg的小型化混合电磁解耦手机mimo天线，包括介质基板、辐射贴片和金属接地层，所述辐射贴片和金属接地层分别加载在介质基板的上、下表面，所述辐射贴片包括第一单极子天线以及第二单极子天线，所述第一单极子天线以及第二单极子天线邻近设置且关于介质基板y轴方向的中心对称线互为镜像对称；
3、所述第一单极子天线以及第二单极子天线均由馈电线、第一枝节以及第二枝节构成，所述金属接地层为ebg结构加载的二维阵列，所述金属接地层的后部设有解耦结构，所述第一枝节、第二枝节均位于馈电线的后端，所述第二枝节位于第一枝节的内侧，所述第一单极子天线以及第二单极子天线经配置在第一枝节上的金属化通孔分别有第一谐振路径和第二谐振路径，所述第一谐振路径经金属化通孔与解耦结构相连进行磁耦合，所述第二谐振路径经配置在镜像对称线上的电容进行电磁耦合。
4、根据一种优选实施方式，所述ebg结构加载的二维阵列由n个ebg单元构成，n个大于等于1的正整数，相邻的所述ebg单元通过微带线相连。
5、根据一种优选实施方式，所述解耦结构为矩形贴片。
6、根据一种优选实施方式，所述第一枝节以及第二枝节为两个相反的倒“l”型枝节。
7、根据一种优选实施方式，所述馈电线前端的馈电端口与金属接地层之间设有非金属化通孔。
8、根据一种优选实施方式，所述金属接地层对应非金属化通孔设有与非金属化通孔同心的圆形孔。
9、根据一种优选实施方式，所述ebg单元呈“巾”字形，相邻的所述ebg单元通过横向微带线相连。
10、根据一种优选实施方式，所述金属接地层的后部加载有附加ebg单元。
11、根据一种优选实施方式，所述金属接地层的后部分别对应第一单极子天线以及第二单极子天线的第一谐振路径设有一个附加ebg单元。
12、本专利技术还提供一种设计如上述所述的加载ebg的小型化混合电磁解耦手机mimo天线的方法，包括：
13、基于ebg结构进行lc谐振网络的设计，并通过在馈电端口与ebg结构加载的二维阵列之间加载非金属化通孔，并在ebg结构加载的二维阵列上加载与非金属化通孔同心的圆形孔连接同轴馈电接头；
14、根据iaa’+ik+id＝0以及iaa’+ia’c’+ik+id＝0分别对第一谐振路径和第二谐振路径进行设计，实现第一单极子天线和第二单极子天线之间的混合电磁解耦，其中，iab表示天线路径ab上的谐振电流，iac表示天线路径ac上的谐振电流，iaa’表示中和线aa’上的电流，天线路径ab、路径ac和路径aa’之间的联系为iab+iac+iaa’＝i1，id表示第一单极子天线上通过地板直接耦合到第二单极子天线上形成的耦合电流，ik表示第一单极子天线通过空间间接耦合到第二单极子天线上形成的耦合电流。
15、根据工程需求，选取合适的微波介质材料作为天线的介质基板；
16、并利用电磁仿真软件进行仿真建模，并对天线参数进行优化，当仿真输出结果满足包含小型化性能在内的设计需要时，完成天线的设计。
17、本专利技术实施例加载ebg的小型化混合电磁解耦手机mimo天线及其设计方法的技术方案至少具有如下优点和有益效果：在本专利技术中，单极子天线对通过电容和金属化通孔实现非直接和直接连接，实现混合电磁解耦，以此可通过调节它们之间的电磁耦合参数满足不同频段的解耦需求；此外，通过在金属接地层(即手机的金属壳层)配置ebg结构加载的二维阵列，以改变天线金属接地层的电磁分布，从而实现了天线的谐振频率降低，进而实现了小型化，在紧凑的手机终端更具有可行性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.加载EBG的小型化混合电磁解耦手机MIMO天线，包括介质基板、辐射贴片和金属接地层(8)，所述辐射贴片和金属接地层(8)分别加载在介质基板的上、下表面，其特征在于，所述辐射贴片包括第一单极子天线(2)以及第二单极子天线(5)，所述第一单极子天线(2)以及第二单极子天线(5)邻近设置且关于介质基板Y轴方向的中心对称线互为镜像对称；
2.如权利要求1所述的加载EBG的小型化混合电磁解耦手机MIMO天线，其特征在于，所述EBG结构加载的二维阵列由N个EBG单元(7)构成，N个大于等于1的正整数，相邻的所述EBG单元(7)通过微带线相连。
3.如权利要求1所述的加载EBG的小型化混合电磁解耦手机MIMO天线，其特征在于，所述解耦结构(6)为矩形贴片。
4.如权利要求1所述的加载EBG的小型化混合电磁解耦手机MIMO天线，其特征在于，所述第一枝节以及第二枝节为两个相反的倒“L”型枝节。
5.如权利要求1所述的加载EBG的小型化混合电磁解耦手机MIMO天线，其特征在于，所述馈电线前端的馈电端口(1)与金属接地层(8)之间设有非金属化通孔(4
6.如权利要求1所述的加载EBG的小型化混合电磁解耦手机MIMO天线，其特征在于，所述金属接地层(8)对应非金属化通孔(4)设有与非金属化通孔(4)同心的圆形孔。
7.如权利要求2所述的加载EBG的小型化混合电磁解耦手机MIMO天线，其特征在于，所述EBG单元(7)呈“巾”字形，相邻的所述EBG单元(7)通过横向微带线相连。
8.如权利要求2至7任一项所述的加载EBG的小型化混合电磁解耦手机MIMO天线，其特征在于，所述金属接地层(8)的后部加载有附加EBG单元(7)。
9.如权利要求8所述的加载EBG的小型化混合电磁解耦手机MIMO天线，其特征在于，所述金属接地层(8)的后部分别对应第一单极子天线(2)以及第二单极子天线(5)的第一谐振路径设有一个附加EBG单元(7)。
10.一种设计如权利要求1至9任一项所述的加载EBG的小型化混合电磁解耦手机MIMO天线的方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.加载ebg的小型化混合电磁解耦手机mimo天线，包括介质基板、辐射贴片和金属接地层(8)，所述辐射贴片和金属接地层(8)分别加载在介质基板的上、下表面，其特征在于，所述辐射贴片包括第一单极子天线(2)以及第二单极子天线(5)，所述第一单极子天线(2)以及第二单极子天线(5)邻近设置且关于介质基板y轴方向的中心对称线互为镜像对称；
2.如权利要求1所述的加载ebg的小型化混合电磁解耦手机mimo天线，其特征在于，所述ebg结构加载的二维阵列由n个ebg单元(7)构成，n个大于等于1的正整数，相邻的所述ebg单元(7)通过微带线相连。
3.如权利要求1所述的加载ebg的小型化混合电磁解耦手机mimo天线，其特征在于，所述解耦结构(6)为矩形贴片。
4.如权利要求1所述的加载ebg的小型化混合电磁解耦手机mimo天线，其特征在于，所述第一枝节以及第二枝节为两个相反的倒“l”型枝节。
5.如权利要求1所述的加载ebg的小型化混合电磁解耦手机mimo天线，其特征在于，所述馈...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。