[实用新型]高隔离度双极化差分双频MIMO天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种MIMO天线，尤其是一种高隔离度双极化差分双频MIMO天线，属于无线通信领域。

背景技术

随着无线通信技术的迅猛发展，通信系统对高速率、大容量和高可靠性的移动通信质量需求越来越强烈，而应用传统的通信技术很难满足这一需求。多输入多输出(multiple-input-multiple-output，MIMO)技术在一个通信系统中应用多个收发天线来发射和接收信号，可以有效的克服多径衰落效应并提高系统容量和可靠性。在MIMO天线的设计中，最关键紧要的一个问题就是如何使降低各个天线单元之间的耦合度。目前减小天线单元间耦合的主要方法有：EBG地板结构，解耦网络，地板缝隙，反射单元，地板分支和Neutralization线。以上的解耦方法仅适用于窄带工作带宽中，不适用于超宽带系统，大多数结构设计复杂，所实现的隔离度一般在20dB左右。

目前，射频电路通常采用差分技术传输信号，但是天线大多数被设计为单端口器件，不能直接与差分电路集成，通常需要采用巴伦把差分信号转换为单端口信号然后馈入天线。巴伦的使用会造成损耗，使系统效率降低，也增加了独立器件的数量，不利于系统高度集成和小型化。差分天线将天线设计为双端口形式，直接把差分信号馈进天线的两个端口，可以直接与差分电路集成，减少了巴伦器件的使用，提高系统效率。目前出现的MIMO天线中，只出现了一款采用差分馈电形式的，而且体积庞大，具有单个超宽带频段。另一方面，现在的短距离无线通信系统，如无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)和全球微波互联接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)系统，均有多个工作频段。WLAN工作在2.4GHz/5.2GHz/5.8GHz频段，WiMAX工作在2.5GHz/3.5GHz/5.5GHz频段，因此设计具有多个工作频段的天线非常具有竞争力。

据调查与了解，目前公开的现有技术如下：

1)2014年，Mao Chun Xu和Chu Qing Xin在“IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION”发表题为“Compact Co-radiator UWB MIMO Antenna With Dual Polarization”的文章中，提出了一种共辐射体的双端口超宽带MIMO天线，天线的两个馈电端口共用一个辐射体进行馈电，大大减小了天线体积。并且两个端口相互正交，实现了双极化特性。天线在辐射体上刻蚀了T形缝隙，并且在地面上延伸了枝节，以此实现高隔离度。该天线工作在超宽带频段3GHz-11GHz，隔离度达到20dB。

2)2015年，He Huang和Ying Liu等人在“IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS”发表题为“Uniplanar Differentially Driven Ultrawideband Polarization Diversity Antenna With Band-Notched Characteristics”的文章中，提出了一种共缝隙的双端口超宽带MIMO天线，天线的两对差分馈电端口共同对一个宽缝隙进行馈电，两对差分馈电端口相互垂直放置，不仅获得了理论上无穷大的隔离度，也获得了双极化特性，但是天线的体积庞大。该天线工作在超宽带UWB频段3GHz-11GHz。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种高隔离度双极化差分双频MIMO天线，该MIMO天线具有设计简单，体积小，成本低，特性好的优点，可以应用在WiMAX/WLAN系统中。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

高隔离度双极化差分双频MIMO天线，包括介质基板，所述介质基板的其中一个面上设有贴片、地面以及四个分别与贴片连接的差分共面波导馈电端口，所述贴片上刻蚀有多个矩形缝隙，所述地面设置在贴片的周围，所述贴片和地面之间形成间隙；所述四个差分共面波导馈电端口形成两对相互正交的差分端口。

作为一种优选方案，所述贴片上刻蚀有四个矩形缝隙，所述四个矩形缝隙所在位置分别靠近贴片的四个边缘处。

作为一种优选方案，所述贴片为正方形贴片，所述四个差分共面波导馈电端口分别与正方形贴片的上侧、下侧、左侧和右侧连接。

作为一种优选方案，所述地面为环形地面。