[发明专利]全向球体MIMO天线阵列

说明书

本发明属于通信技术领域，具体为一种全向球体MIMO天线阵列。本发明天线阵列包括空心球体支撑体、32个双线极化天线单元；32个双线极化天线单元以Z轴为中心，在球面上从上向下依次排列成8行；各行的天线单元数量依次为1、5、5、5、5、5、5、1；其中，最上面和最下面的天线单元在球的中心轴处，其余6行中，每行5个天线单元，沿圆周等间距排布；一个各天线单元到球体中心的距离相等，来实现全方位输入输出通信；天线单元的正交极化双端口采用探针馈电，连接线从球体内部通过球体底端圆形孔伸出进行外部连接。本发明MIMO天线阵列可实现各个方向的高增益输入输出通信，具有高全向性、高增益、高隔离度特性。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体地涉及一种全方位球体MIMO天线阵列。

背景技术

随着无线通信技术的迅猛发展，相关应用不断丰富，移动数据业务大幅增长，大规模天线技术能够显著提高网络覆盖和容量性能，因此成为重要的研究领域，而3D MIMO（3-Dimension Multiple Input Multiple Output,三维多输入多输出）是大规模MIMO（多输入多输出）技术的方向之一，增加了垂直方向的自由度，能够真正实现全方位的通信。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足和缺陷，提供一种新型全方位球形MIMO天线阵列，天线在以3.5GHz为中心的80MHz带宽波段内可实现全方位的输入输出同时通信，且具有高隔离度。

本发明提供的新型全向球形MIMO天线阵列，其结构如图1、图2所示，包括空心球体支撑体、32个双线极化天线单元。

本发明中，32个双线极化天线单元以Z轴为中心，在球面上从上向下依次排列成8行，相邻两行间的球面距离相等或基本相等（贴片排列关于xoy平面对称；另外，之所以是8行，而不是更多，是为了保证贴片单元之间有足够的间隔）；各行的天线单元数量依次为1、5、5、5、5、5、5、1，类似足球表面的排布结构；其中，最上面和最下面的天线单元在球的中心轴（Z轴）处，其余6行中，每行5个天线单元，沿圆周等间距排布；一个各天线单元到球体中心的距离相等，来实现全方位输入输出通信。天线单元的正交极化双端口采用探针馈电，连接线从球体内部通过球体底端圆形孔伸出进行外部连接。

本发明实施例中，所述的双线极化天线单元可以采用简单的方形贴片天线，其介质基板采用低介电常数F4B介质基板，金属贴片为正方形铜片。在距离正方形贴片中心相等的位置进行探针馈电，使得天线工作在3.5 GHz，并且两个端口的隔离度小于-20dB。

所述的32个双线极化天线单元天线在球面上以1、5、5、5、5、5、5、1的数量从上向下依次成8行排布时，其贴片中心位置的theta角从上向下依次是0°、37°、60°、80°、100°、120°、143°、180°。

所述的全向球体MIMO天线阵列， 32个贴片单元的放置方向一致，馈电点都处于贴片的右下方放置。