[发明专利]小型高隔离度双陷波UWB MIMO天线

说明书

技术领域

本发明涉及UWB(ultra-wideband,超宽带)MIMO（Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出）天线技术领域，更具体地说，涉及一种小型高隔离度的双陷波UWB MIMO天线。 

背景技术

随着移动宽带时代的到来，无线网络向多频多制式快速发展，现有的天线系统也因站点空间有限、站点承重限制、不支持新技术演进等问题面临着诸多挑战。大部分运营商都提出了对天线系统的改造需求，新的天线不光需要支持多频多制式，还需要保持尺寸不变，能支持新的技术演进如多输入多输出（MIMO,Multiple-Input-Multiple-Output），从而配合主设备提升网络性能，增强用户体验。从目前技术发展来看，MIMO技术是LTE((Long Term Evolution，3G的长期演进)和第四代移动通信（4G）的核心技术。MIMO技术充分开发了空间资源，利用多个天线实现多发多收，在有限的频谱资源上和固定的发射功率下，可以实现高速率和大容量的数据传输率，是增加无线通信系统频谱效率非常有效的一种方法。MIMO系统还可以通过分集增益来实现大幅度提高无线通信系统的可靠性与稳定性。MIMO技术已经被视为第四代移动通信技术的重要组成部分而受到通信界的强烈关注。 

MIMO天线是MIMO无线通信系统的重要部件，MIMO天线性能直接影响着整个系统的性能，故MIMO天线设计已经成为微波领域的研究热点。对于基站而言，因为可用空间大，多天线技术的应用容易得到实现。但是对于手持设备来说，将多个天线集成在小空间中，会引起很大的互耦，这就造成天线单元间的相关性很大，天线的分集性能就随之下降，无法达到信道容量与MIMO天线系统的天线数目成线性比例增量，或者信道的稳定性随着MIMO系统天线数目增加的趋势。如何在保证小天线尺寸、高天线性能的前提下，减小天线单元间的耦合是MIMO天线设计的难点，目前减小耦合的主要方法有：采用缺陷地板结构，在地板上嵌入缝隙，加入反射单元，增加地板分支，应用中和线、去耦电路等。现有的MIMO天线设计主要都是采用以上方法之一来减小互耦，但是大部分设计的带宽都比较窄、而且天线的尺寸比较大。数量不多的已经报道的超宽带MIMO天线设计，尺寸都比较大，而且不能实现 双陷波要求，这样就会无法避免和其它通信系统(WIMAX 3.3-3.6GHz以及WALN5.2-5.8GHz)的相互干扰，因此，尺寸小、良好辐射效率、全向覆盖特性、高隔离、双陷波UWB MIMO天线成为当今研究热点。 

MIMO技术的应用，一方面利用复用技术提高信道的传输容量，另一方面可以利用分集技术提高信道的可靠性。研究表明，UWB通信系统具有低辐射功率，极高的数据传输率，它非常适合雷达系统和短距离通信，而将MIMO技术应用到UWB系统中，则可以大幅度地提高系统的传输率。目前数量不多的UWB MIMO天线，尺寸都比较大，而且没有实现陷波功能，它们主要采用传统的方法去提高天线单元间的隔离度。 

发明内容

本发明为了解决现有UWB MIMO天线无法同时实现小尺寸、小互耦、宽带宽、陷波功能的技术问题，提出了一种小型、高隔离度、双陷波UWB MIMO天线，能有效的改善天线单元的阻抗带宽，实现双陷波功能，还可以有效地增加两天线单元间的隔离度。 

本发明采用如下技术方案来解决上述技术问题：小型高隔离度双陷波UWB MIMO天线，包括印制在基板背面的地板、第一地板枝节、第二地板枝节、第一天线单元和第二天线单元；第一地板枝节和第二地板枝节对称放置；第一天线单元与第二天线单元形成对称结构，且被放置在所述基板的两个边角上；第一天线单元的激励端口和第二天线单元的激励端口放置在所述基板上边缘，第一天线单元的激励端口和第一地板枝节相连接，第二天线单元的激励端口和第二地板枝节相连接。由于第一地板枝节和第二地板枝节也参与了辐射,它们可以分别被看作是第一天线单元和第二天线单元的一部分，有效地增加了第一天线单元和第二天线单元的有效电长度，从而降低天线工作频率，拓展带宽，有利于实现天线的小型化。另一方面，由于第一地板枝节和第二地板枝节的应用，第一天线单元和第二天线单元的激励端口可以设置在基板的边缘，这样两端口之间沿着地板表面的路径就被大大地增加了，从而两天线单元间的隔离度得到了很到的改善。