[发明专利]一种新型去耦表面覆层

说明书

本发明公开了一种新型去耦表面覆层，由多层均匀介质依次叠加而成，形成特定电磁波折射率，安装在多天线系统的上方。通过对去耦表面覆层的不同介质的介电常数的选取、每一层介质的厚度、以及覆层与天线系统的高度的调整，使得含有所述去耦表面覆层的多天线系统的各单元间耦合降低，隔离度提高，多天线系统的增益提高，带宽提升，辐射效率增加。本发明利用电磁波在渐变多层介质中的传播过程是一个逐渐改变传播方向的过程。在渐变折射率介质内部发生多次小角度的折射，通过设置特定的介质折射率，可以控制电磁波的传播方向。将这样的表面覆层安置在多天线系统中的天线单元的上方，可以降低单元天线之间的耦合，提高天线增益。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种无线设备中降低天线耦合、提高天线单元增益的去耦表面覆层。

背景技术

随着移动通信系统的快速发展，射频频谱资源日益短缺，如何提供更高质量、更快速的通信服务成为第五代移动通信系统(5G)中的研究热点。在此背景下，已经提出许久的多输入多输出(MIMO)通信技术成为了5G系统中的关键技术。

多输入多输出(MIMO)技术是指在发射端和接收端同时使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端和接收端的多个天线发射和接收。因此，多输入多输出技术能够在不额外增加通信频带和发射功率的情况下，实现高速、大容量的数据传输，显著的提高系统数据吞吐率和信道容量。在多输入多输出(MIMO)系统中，天线起着至关重要的作用，因为天线的特征固有地包含在发射器和接收器之间的通信信道中。

MIMO技术是基于天线阵列而言的，随着对信道容量需求的不断增长，大规模MIMO技术将会成为5G系统的核心，并且紧凑密集的阵列将促进这一进程。然而，无论是5G基站，或是移动终端中，由于空间限制，随着天线数量的增加，天线单元之间的间距相对较小，造成单元之间会形成强烈的互相耦合。在特定的空间内，天线单元数量越多，单元之间的耦合更强，会导致：

（1）空间相关性的增加；

（2）辐射效率的降低；

（3）单元增益的下降；

（4）信噪比的恶化；

（5）信道容量的减小。

综上所述，在有限的空间内，在MIMO系统中如何有效的减小天线单元之间的耦合，提高单元之间的隔离度，并保证原天线的辐射性能，成为了业界研究的热点。

发明内容

根据等效介质理论，两种介质相互交替裹成，假定这两种介质都是各向同性均匀介质，假如每一层介质的厚度远小于入射波的波长，那么整个结构的介质将等效成一个各向异性非均匀介质。

本发明目的是：根据等效介质理论，提供一种新型去耦表面覆层，将表面覆层安置在多天线系统中的天线单元的上方，可以降低单元天线之间的耦合，提高天线增益。

本发明的技术方案是：

一种新型去耦表面覆层，由多层均匀介质依次叠加而成，形成特定电磁波折射率，安装在多天线系统的上方。

优选的，通过对去耦表面覆层的不同介质的介电常数的选取、每一层介质的厚度、以及覆层与天线系统的高度的调整，使得含有所述去耦表面覆层的多天线系统的各单元间耦合降低，隔离度提高。

优选的，通过对去耦表面覆层的不同介质的介电常数的选取、每一层介质的厚度、以及覆层与天线系统的高度的调整，使得含有所述去耦表面覆层的多天线系统的增益提高，带宽提升，辐射效率增加。

优选的，所述去耦表面覆层所选取的介质是两种或者两种以上均匀介质。

优选的，所述去耦表面覆层所选取的介质每一层的厚度，可以相同也可以不同，各层介质相互交替覆盖，形成特定的折射率，用来控制电磁波方向。