[发明专利]一种利用电磁超表面覆盖层的MIMO天线阵

说明书

本发明公开了一种利用电磁超表面覆盖层的MIMO天线阵，包括超表面覆盖层和天线阵层，超表面覆盖层包括上覆盖层和超表面介质层，天线阵层包括金属贴片层、天线电介质层和金属地板层，天线介质层设置于金属贴片层与金属地板层之间，超表面覆盖层与天线阵层之间设置空气层，并由支撑结构将超材料覆盖层与天线阵层分离。上覆盖层包括4行5列周期排列的20个基本单元；金属贴片层包括两个E面排布的或H面排布的同尺寸贴片单元。可以对阵元间距非常近的阵列进行去耦，对E面和H面耦合的天线阵列都有很好的去耦效果，且易于加工。

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术，尤其涉及一种利用电磁超表面覆盖层的MIMO天线阵，为微带MIMO天线提高隔离度的全新解决方案。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，终端之间通信所需的信道容量大幅度提高，传统的单输入单输出通信模式已经难以适应高速大容量的通信需求，MIMO技术的提出即为了解决这一问题。最近，随着5G通信技术向实用化快速发展，大规模MIMO技术被认为是解决5G通信的关键技术之一，相比于传统MIMO，大规模MIMO所需阵元数更多，同时受限于应用场景，阵元间距更小，这样天线之间的互耦效应也会增强。互耦的存在会使整个天线阵收发系统性能下降，减小阵列互耦已成为无线通信发展的关键。

目前为了解决天线间的互耦问题，提出了很多方法与技术。较为行之有效的分为如下几类：

去耦网络：在天线端口间加入由传输线或其他微波结构构成的微波网络，通过合适的参数选择，使得通过微波网络耦合到相邻天线的信号与原路径耦合的信号相互抵消，从而提高天线的隔离度。

电磁带隙结构：通过电磁带隙结构阻止耦合波的传播以减小耦合，但是由于电磁带隙结构需要多个周期而占用较大的空间，在天线阵元间隔较小时并不适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用电磁超表面覆盖层的MIMO天线阵。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的利用电磁超表面覆盖层的MIMO天线阵，包括超表面覆盖层和天线阵层，所述超表面覆盖层包括上覆盖层和超表面介质层，所述天线阵层包括金属贴片层、天线电介质层和金属地板层，所述天线介质层设置于金属贴片层与金属地板层之间，所述超表面覆盖层与天线阵层之间设置空气层，并由支撑结构将所述超材料覆盖层与天线阵层分离。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的利用电磁超表面覆盖层的MIMO天线阵，可以对阵元间距非常近的阵列进行去耦，对E面和H面耦合的天线阵列都有很好的去耦效果，且易于加工。

附图说明

图1为本发明实施例提供的利用电磁超表面覆盖层的MIMO天线阵结构示意图。

图2为本发明实施例覆盖层结构示意图。

图3为本发明实施例E面排布金属贴片层结构示意图。

图4为本发明实施例E面排布金属地板层结构示意图。

图5为本发明实施例H面排布金属贴片层结构示意图。

图6为本发明实施例H面排布金属地板层结构示意图。

图7a、图7b分别为本发明实施例E面排布天线阵未加载和加载电磁超表面实测S参数示意图。

图8a、图8b分别为本发明实施例H面排布天线阵未加载和加载电磁超表面实测S参数示意图。

图9a、图9b分别为E面排布和H面排布示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。