[发明专利]一种具有自解耦特性的宽带MIMO天线

说明书

本发明公开一种具有自解耦特性的宽带MIMO天线，包括：介质基板，所述介质基板的上表面印制改进型圆形金属贴片，所述改进型圆形金属贴片上蚀刻一对水平背靠背的椭圆渐变槽和一个竖直椭圆渐变槽，分别采用微带线和弯折微带线对竖直椭圆渐变槽和一对水平椭圆渐变槽进行馈电，由弯折微带线激励的水平槽特征模式与由微带线激励的竖直槽特征模式相互正交。采用本发明的技术方案，不需要引入额外的去耦合结构，且可以在较宽的工作频带内实现较低的耦合。

技术领域

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种自解耦小型化宽带MIMO天线。

背景技术

多输入多输出(MIMO)技术作为第五代通信系统的关键技术之一，其可以在不增加频带宽度和天线发射功率的前提下，极大地提高频谱利用率和信道容量。而在MIMO天线系统中，天线单元之间的耦合会对天线的性能造成影响，为了降低天线单元之间的耦合，研究人员提出了多种技术方案，目前可以将这些方案归结为以下三类。第一类即引入一条新的耦合路径，使其与两个天线单元之间原本存在的耦合相抵消，目前应用较为广泛的有中和线技术以及引入解耦单元等，但是这类方法没有明确的设计方法，且很难适用于宽带天线单元之间的耦合降低；第二类即通过引入一些带阻结构，比如缺陷地结构及电磁带隙结构等来阻断天线单元之间的耦合路径，从而实现天线单元之间较低的耦合，但是这类方法的缺点就是体积比较大，而且加入去耦合结构以后会对天线的效率产生消极影响。以上两类降低耦合的方法都需要引入额外的去耦合结构，这将使得天线结构的复杂度和体积增加，不利于天线系统的小型化设计。为解决以上问题，研究人员提出了第三类自解耦去耦合的方法，即利用模式内部的解耦特性，在不增加任意额外的解耦结构的情况下实现MIMO天线单元之间较低的耦合。但是目前很多自解耦MIMO天线，存在工作带宽较窄以及体积较大等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不需要引入额外的去耦合结构，且可以在较宽的工作频带内实现较低的耦合的小型化宽带MIMO天线。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案

一种具有自解耦特性的宽带MIMO天线，包括：介质基板、改进型圆形金属贴片、第一微带馈线和第二微带馈线；其中，所述介质基板的上表面印制改进型圆形金属贴片，所述改进型圆形金属贴片为将圆形金属贴片蚀刻三个椭圆形渐变槽和三个L形槽得到；所述介质基板的下表面印制有非均匀宽度的第一微带馈线和第二微带馈线。

作为优选，三个椭圆形渐变槽包括：第一椭圆形渐变槽、第二椭圆形渐变槽及第三椭圆形渐变槽；其中，所述第一椭圆形渐变槽和第二椭圆形渐变槽的中心轴线位于改进型圆形金属贴片的水平中心轴线上，所述第三椭圆形渐变槽位于改进型圆形金属贴片的竖直中心轴线上。

作为优选，三个L形槽包括：第一L形槽、第二L形槽及第三L形槽；其中，所述第一L形槽与第三椭圆形渐变槽相连接，且位于第三椭圆形渐变槽的左侧，其由顺次连接的第一水平矩形槽和第一竖直矩形槽组成，所述第一竖直矩形槽位于第一水平矩形槽的左侧；所述第二L形槽由顺次连接的第二水平矩形槽和第二竖直矩形槽组成，第二竖直矩形槽位于第二水平矩形槽的右侧；所述第三L形槽和所述第二L形槽关于改进型圆形金属贴片的竖直中心轴线对称分布，其第三L形槽由第三水平矩形槽和第三竖直矩形槽组成；其中，第一L形槽的第一水平矩形槽、第二L形槽的第二竖直矩形槽、第三L形槽的第三竖直矩形槽具有相同的宽度和长度，第一L形槽的第一竖直矩形槽、第二L形槽的第二水平矩形槽、第三L形槽的第三水平矩形槽具有相同的宽度和长度。

作为优选，第一微带馈线包括：顺次连接的第一水平矩形微带贴片、第二水平矩形微带贴片和第三水平矩形微带贴片；其中，第二水平矩形微带贴片用于连接宽度相同的第一水平矩形微带贴片和第三水平矩形微带贴片。