[发明专利]多频高隔离度MIMO天线

说明书

一种高隔离度MIMO天线，其特征是：三个相同的单元天线之间设置有三个相同的沙漏型隔离框和对称的三叉形隔离条，其中单元天线由介质基板、上表面良导体层及下表面良导体层构成，上表面良导体层为路灯式单极子结构，下表面良导体层为等腰梯形结构，沙漏型隔离框为中间内缩的对称多边形框式结构，三叉形隔离条由三个矩形枝节连接而成，三个相同的沙漏型隔离框以及对称的三叉形隔离条与单元天线的上表面良导体层处于同一平面。本发明与现有的多频MIMIO天线相比采用了沙漏型隔离框及三叉形隔离条，有效地实现了高隔离度性能，进一步改善了天线的性能，扩展了天线的阻抗带宽。本发明具有辐射特性好、结构简单、易于加工、低互耦、多频兼容和全向辐射的优点。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是一种加载沙漏型隔离框和三叉形隔离条的多频高隔离度MIMO天线。

背景技术

近年来,在社会的发展中,无线通信技术扮演了至关重要的角色，天线作为无线通信系统的关键部件，在很大程度上决定了无线通信系统整体性能的好坏。目前，常见的移动通信设备，频段和制式多样性是最大的特点，人们对无线通信系统的速度、容量及安全性方面的需求不断增加，而多频MIMO天线能够在兼容多个频段的基础上实现多天线工作，实现同时发送和接收多个空间方位的信号，提高通信系统的容量、频谱利用率以及信道的可靠性，能在一定程度上缓解现今频谱资源不足的问题。

对于现阶段无线通信设备趋近于高速率、多功能的趋势，对适用于无线通信系统的天线也提出了多端口、多频段、高隔离度以及能够发射和接收来自空间不同方位信号等要求，但是目前普通多频MIMO天线受到空间限制，单元天线相距较近，相互之间耦合能量很强，彼此干扰太大。因此，如何提高多频MIMO系统中天线单元之间的隔离度就成为了现阶段需要解决的关键问题。

多频高隔离度MIMO天线的优势主要表现在以下方面：

1、相比于单频天线，多频天线能够工作于多个频段，由此兼容各种多功能通信系统。

2、随着单元天线数量的增加，MIMO天线系统传输速率高，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。

3、高隔离度MIMO天线，大大减小端口之间的耦合能量，降低了单元天线之间的互扰，使得MIMO天线能够更高效的工作。

现有的MIMO天线普遍存在着隔离度和辐射性差和损耗大的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种回波损耗低、辐射特性好、隔离度高、结构简单易加工，可很好应用于多频通信系统的高隔离度MIMO天线。

本发明是这样实现的，包括上表面良导体层、下表面良导体层、介质基板、沙漏型隔离框和三叉形隔离条，其特征是：三个相同的单元天线之间设置有三个相同的沙漏型隔离框和对称的三叉形隔离条，其中单元天线由介质基板、上表面良导体层及下表面良导体层构成，上表面良导体层为路灯式单极子结构，下表面良导体层为等腰梯形结构，沙漏型隔离框为中间内缩的对称多边形框式结构，三叉形隔离条由三个矩形枝节连接而成，三个相同的沙漏型隔离框以及对称的三叉形隔离条与单元天线的上表面良导体层处于同一平面。

所述的路灯式单极子结构为内部加载微带枝节的多边形对称框式结构，对称框式结构的边数为4～12，内部加载微带矩形枝节的顶端设计为圆形。

所述的沙漏型隔离框为中间内缩的对称多边形框式结构，中间内缩的对称多边形框式结构的边数为4～12。

所述的对称的三叉形隔离条由三个矩形枝节连接而成。

所述的介质基板采用相对介电常数为2～8的陶瓷、或者环氧复合板双面覆铜、或覆银材料。

所述的介质基板为长方体结构，长为30mm～40mm，宽为30mm～40mm，高为0.5mm～2.5mm。