[发明专利]一种柔性超宽带MIMO天线

说明书

本发明提出了一种柔性超宽带MIMO天线，用于提高超宽带MIMO天线的隔离度，扩展天线的频段范围，包括柔性薄膜介质板(1)，以及印制在该介质板上表面的辐射单元(2)和下表面的辐射地板(3)；辐射单元(2)采用由四个第一辐射贴片(21)组成的中心对称结构，其中第一辐射贴片(21)的外形由多条圆弧曲线拼接而成，每个第一辐射贴片(21)各连接一个馈电线(4)；辐射地板(3)采用由四个第二辐射贴片(31)组成的中心对称结构，其中第二辐射贴片(31)由第一矩形贴片(311)和第二矩形贴片(312)拼接而成。本发明的体积小，隔离度高，频带范围宽，易于设备集成，适用于无线通信技术领域。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种柔性超宽带MIMO天线，适用于无线通信技术领域。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的发展，频谱资源短缺的问题愈发严重，而超宽带天线对解决频谱资源短缺有一定的作用。超宽带天线是一种相对带宽大于20％的天线，相对带宽是指天线在能满足设计指标要求的频率范围内的主要性能参数，如输入阻抗、方向图、增益、主瓣宽度和副瓣电平等，一般情况下，天线性能参数是随频率而变化的。同时无线通信技术的快速发展，对于通信设备的功能要求越来越多，使得同一通信设备上集成的器件也越来越多，为了尽可能的降低成本，减小通信设备体积，天线作为通信设备中重要的器件，小型化的需求显得尤为迫切。

柔性天线由于其低成本，体积小，易集成和设计的灵活性等优点在无线通信领域引起广泛关注，而喷墨方式作为一种高效的电子电路制作方法，因为其工作周期短，良好的生产多功能性和低成本，在柔性天线设计中有广泛的应用潜能。

对于频谱资源短缺的问题，超宽带MIMO天线作为一种多输入多输出天线无疑是一种不错的选择，超宽带MIMO天线是由多个天线单元组成的，由于各个单元之间的相互耦合，其阻抗带宽和隔离度是超宽带MIMO天线的主要性能参数，在保证相对带宽大于20％的前提下，尽可能的提高隔离度，可以有效提高MIMO天线的抗多径衰落能力，能够在不需要增加频谱范围和发射功率的情况下，增加通信容量。

由于传统的超宽带MIMO天线频段范围小，体积大，隔离度低的缺点，会影响超宽带MIMO天线的性能，限制超宽带MIMO天线的应用范围。增加带宽简单有效的方法是增加介质的厚度和降低基片的相对介电常数值，但是介质厚度过大会引起表面波的明显激励，并可能会在厚度方向激发一些高次模，这会降低辐射效率，使辐射方向图恶化。MIMO天线可以通过增加单元间隔来提高隔离度，但是过高的单元间隔不仅会影响MIMO天线的阻抗带宽，恶化辐射方向图，而且会增加MIMO天线的体积，而减小超宽带MIMO天线的体积，又会改变阻抗带宽，同时影响天线性能。因此，如何保证超宽带MIMO天线在小型化的前提下，扩展频带范围，提高隔离度是一个亟待解决的关键问题。

超宽带MIMO天线中各个单元添加独立的馈电端口，通过馈电端口输入激励信号，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。例如申请公布号为CN 106282871 A，名称为“一种紧凑型四单元超宽带MIMO天线”的专利申请，公开了一种紧凑型四单元超宽带MIMO天线，设置了四种相同的辐射单元和四个相同的倒L形地板枝节，分别放在介质板的四个顶角位置，且L形地板枝节的长边与辐射单元重合，构成双面双微带线结构，介质板长边一侧的相邻辐射单元之间地板上设置有两组地板缝隙，在频段3～10GHz频段内S11参数都小于-10dB，隔离度在3～10GHz频带内仅在15dB左右，该天线实现了小型化和超宽带特性，但存在的缺陷是隔离度较低，频段范围较窄。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种柔性超宽带MIMO天线，用于提高超宽带MIMO天线的隔离度，并扩展天线的频段范围。