[发明专利]一种无去耦结构的四单元宽带缝隙MIMO天线

说明书

技术领域

本发明涉及MIMO天线领域，更具体地，涉及一种无去耦结构的高隔离度小型四单元宽带缝隙MIMO天线。

背景技术

在过去的二十年里，移动通信技术和移动通信业务取得了巨大的进步。如今第四代移动通信系统已投入商用，如LTE-Advanced系统和WirelessMAN-Advanced系统。其中LTE-Advance系统的上行速率可达500Mbps，下行速率可达1Gbps。尽管第四代移动通信系统（4G）相较于第三代移动通信系统（3G）明显改善了移动通信空中链路的质量，从而使得运营商能改善原有通信业务的质量。但是随着移动用户数量和需求的日益增长，而目前移动通信系统可利用的频率资源又十分有限。这一现状催生了通信领域对能更有效利用频谱资源的新技术——MIMO（Multiple-Input-Multiple-Output）技术的发明与研究。

MIMO技术对于尽可能接近甚至突破无线传输信道的物理限制有着明显的优势：一是原数据流被分成N路子数据流并行发送，提高了数据的传输速率；二是原数据流被分为N路子数据流并行发送，为接收机提供更多的独立样本，提高信噪比。如今，MIMO技术已被视为第四代移动通信技术的核心技术，甚至在未来的第五代移动通信技术也占有及其重要的位置。MIMO天线的设计能从根本上影响系统实现好坏的因素，因此一个性能好的MIMO天线是具有重大的工程应用价值的。

随着移动通信终端逐渐向小型化和平面化发展，现今大多数通信设备都要求天线在保持能获得好性能的状态下，尺寸尽可能的小。然而随着天线尺寸的减小，天线单元间的耦合会大大地增强。这会导致天线单元间的相关性大大地增加，结果MIMO通信系统的信道容量也自然随之降低。目前已经报道的MIMO天线都采用引入去耦结构来达到去耦的目的。但是引入去耦结构后，一是天线的工作特性如带宽和方向图等会因为天线结构的变化而发生改变；二是天线的尺寸会因为去耦结构的引入而增大。除此之外，目前大多数MIMO天线都是二元天线阵，而数目不多已经报道的四单元MIMO天线都存在着窄带宽、带宽不可控的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出一种无去耦结构的高隔离度小型四单元宽带缝隙MIMO天线。该MIMO天线中未引入任何去耦机构，同样能够使得MIMO天线具有高隔离度的特性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种无去耦结构的四单元宽带缝隙MIMO天线，包括介质基板、第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元；其中所述介质基板包括介质基板正面和介质基板背面，地板印制在介质基板背面，第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元结构相同；

所述第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元分别包括有印制在地板上的第一缝隙单元、第二缝隙单元、第三缝隙单元和第四缝隙单元，以及印制在介质基板正面的第一微带馈线、第二微带馈线、第三微带馈线和第四微带馈线；第一微带馈线、第二微带馈线、第三微带馈线和第四微带馈线分别通过一端的第一激励端口、第二激励端口、第三激励端口、第四激励端口为对应缝隙单元馈电；第一微带馈线、第二微带馈线、第三微带馈线和第四微带馈线的另一端分别开设有为金属过孔；

所述地板为四方形地板，所述第一缝隙单元、第二缝隙单元、第三缝隙单元和第四缝隙单元分别设置在四方形地板的四边，且相邻的缝隙单元互相垂直，相对的缝隙单元短边相对。

优选的，所述第一微带馈线、第二微带馈线、第三微带馈线和第四微带馈线设置为L型，将四个天线单元中的激励端口分别设置在介质基板的四边。

优选的，分别在第一微带馈线、第二微带馈线、第三微带馈线和第四微带馈线的金属过孔端上加载与对应微带馈线同宽的第一短路枝节、第二短路枝节、第三短路枝节和第四短路枝节，且短路枝节的另一端开设有对应的第一金属过孔、第二金属过孔、第三金属过孔和第四金属过孔，使微带枝节实现短路的电路特性。

优选的，所述第一短路枝节、第二短路枝节、第三短路枝节和第四短路枝节为L型，将对应的金属过孔分别设置在介质基板的四边。

优选的，所述基板介质采用相对介质电常数为1-100，厚度为0.2-5mm的介质基板。