[发明专利]一种用于多输入多输出天线间的去耦合结构

说明书

一种用于多输入多输出天线间的去耦合结构，包括介质基板和设置在介质基板上的贴片，所述贴片包括设置在介质基板上的封闭矩形环、嵌入在矩形环内的“卍”形结构和/或反“卍”形结构、U形带线结构；所述矩形环与U形带线结构的一端连接，“卍”形结构和/或反“卍”形结构嵌入U形带线结构的缝隙间，本发明采用内外结构嵌套的方式，形成具有高阻抗特性的谐振特性，去耦合结构简单，集成于多输入多输出天线，使去耦合结构整体剖面较低。结构布局合理，合理地利用了空间资源，易于实现无线通信系统终端的集成设计，便于安装调试。该结构具有较小的尺寸，易于集成于移动终端设备中，且可以很方便地对谐振频率进行调节，起到抑制所需干扰的作用。

技术领域

本发明涉及一种去耦合结构，尤其涉及一种用于多输入多输出天线间的去耦合结构。

背景技术

多输入多输出技术源于无线通信天线分集技术和智能天线技术，是多输入单输出与单输入多输出技术的结合，又同时具有两者的优势和特征。多输入多输出天线就是应用于该系统的发射端和接收端的多天线结构，实现无线电传输，降低无线信道多径效应影响。

多输入多出输出技术具有如下几个有点：其一，可以在不增加额外功率或者带宽的前提下增加容量，即提供空间复用增益。通过在不同的发射天线上传输不同的数据流，在特定信道条件下，使系统容量得到极大增强。其二在于覆盖范围更加广，当对所有天线阵元上的接收信号进行相干合并，可以使得天线的增益变大，当增大接收天线的信噪比的时候，就可以增加多输入多输出天线的信号覆盖范围。最主要的是增加了信号传输链路的可靠性，减小了多径衰落对通信系统的影响。基于多输入多输出系统的这些特点，多输入多输出系统广泛的应用于无线宽带网络接入，无线局域网以及4G移动通信中。未来的5G移动通信将更加广泛地应用大规模的多输入多输出无线通信技术和与之相匹配的多功能天线。

多输入多输出天线作为整个多输入多输出无线通信系统中的接收和发射的能量转换装置，其电气特性及阵列性能是影响多输入多输出系统的重要因素之一。对于多输入多输出天线来说，当天线单元间距大于二分之一波长的时候可以保证空间信号具有较小的关联性，但是这样就需要以增大整个多输入多输出系统的体积为代价。随着无线通信系统的多功能和小型化发展趋势，多输入多输出通信系统的天线需要减小天线体积的同时，也可以减小多输入多输出天线单元之间的关联性，即多输入多输出天线的之间的耦合。而现有的多输入多输出天线的去耦合技术包括缺陷地结构，去耦合网络，EBG结构等。但这些技术都有着各自的一些不可忽略的缺点。缺陷地结构由于需要在接地板上刻槽，所以最后会影响天线的电流分布，最终影响天线的辐射特性。天线的辐射特性如果改变，将会严重影响整个通信系统的性能。对于去耦合网络，则是利用网络所产生的电流与原天线单元之间耦合的电流相反，最终与原天线单元之间的耦合中和的原理来降低多输入多输出天线单元之间耦合。但是去耦合网络最大的缺陷在于需要独立的设计一个与原天线相匹配的去耦合网络，去耦合网络不能直接应用于另外一个需要进行去耦合作用的多输入多输出天线。此外，独立设计的去耦合网络会增加天线的整体尺寸，违背了天线小型化的原则。而EBG结构是利用这种结构的带阻特性抑制多输入多输出天线单元之间的表面波传播，减小天线单元之间的耦合。所以EBG结构的功能比较单一，且需要钻孔，影响地面的效应，不能同时实现增大天线增益和改善天线波束的功能。现阶段所需采用的应用于多输入多输出的去耦合结构采用的是传统的谐振结构，这些传统的结构其高阻抗特性是由开口谐振环自身的电容以及电感形成的谐振所产生的。受到结构的限制，产生所需谐振频率需要比较大的尺寸，不能在实现去耦合同时，较好的实现天线的小型化。因此，设计去耦合结构不仅可以很方便地对结构的耦合部分尺寸进行调节，进而实现对耦合谐振频率的调节，也可以在较小的空间内部署多个单元，增大谐振结构的谐振电感，构建所需的谐振结构，达到多输入多输出天线的小型化设计目的。