[发明专利]一种5G双频带高隔离双端口共地单极子天线

说明书

本发明公开一种5G双频带高隔离双端口共地单极子天线，为了降低由地板表面波和传导耦合引起的互耦，选择去耦合结构较简单的缺陷地结构，来改变地板表面电流的路径和传输线的分布参数，从而达到提高隔离度的目的。为了进一步提高天线单元之间的隔离，降低互耦对天线两个谐振点阻抗匹配的影响，选择在地板中间加载地板枝节，用以降低端口之间的相互耦合和改善天线频段的阻抗匹配；同时还设计合适的寄生单元，创造反向的耦合路径来减小互耦。由于地板枝节、寄生单元和缺陷地结构均具有设计方便、加工简单，且容易实现等特点，本专利结合三种去耦合结构实现了5G双频共地单极子天线的高隔离特性，同时还具有间距小、设计简单、便于调节的优点。

技术领域

本发明属于微波天线技术领域，涉及一种5G双频单极子天线，具体涉及一种5G 双频带高隔离双端口共地单极子天线。

背景技术

随着移动通信的快速发展，2019年，第五代移动通信技术(5G)已经开启商用，中国正式迈进5G时代。5G天线作为新一代移动通信系统中不可缺少的功能组件，近年来已经成为国内外的研究热点，根据5G技术特点，其应具有高增益、小型化、宽频段及高隔离度等技术特征，以满足5G的高传输速率、波束智能赋形、波束能量聚集等功能。根据国家工信部的规定，在6GHz以下的5G频段被划定在2515-2675 MHz、3400-3600MHz和4800-4900MHz三个频段。为了实现5G高数据传输速率的需求，通常采用多输入多输出(Multiple InputMultiple Output,MIMO)技术。然而随着终端通信设备小型化的发展趋势，留个天线的空间也随之减小，天线单元之间的距离也在逐渐缩小，导致天线单元之间的耦合随之增强，从而影响到5G天线的性能, 所以在5G天线设计中，去耦合是最重要的研究方向之一。

耦合一般有两种方式，传导耦合和辐射耦合。传导耦合是指电磁噪声能量可以通过金属导线或者其他元件传送到被干扰单元。通常在MIMO系统中，天线单元之间需要将接地板连接起来，来达到保持一样公共电平的目的，所以将会产生传导耦合。辐射耦合则是指馈电单元通过空间电磁波辐射，将干扰传递给非馈电被干扰单元。为了有效地减少天线单元间相互耦合的影响，国内外很多学者做了大量的工作，其中主要包括采用垂直极化，内置解耦网络，缺陷地结构，地板枝节等等。

虽然国内外已有大量学者对去耦合天线结构进行了一系列的研究，但是迄今为止，在国内外公开发表的研究里，对5G双频段解耦天线的相关研究较少，最新发表的论文中使用电磁带隙结构来抑制5G双频段天线之间的相互耦合，但是其去耦结构较复杂不便于调节，且导致天线之间的间距较大，以及天线不共地无法保持一样的公共电平。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于5G双频带的具有高隔离特性的双端口共地单极子天线，为了降低传导耦合和由地板表面波引起的互耦，选择去耦结构较简单的缺陷地结构，来改变地板表面电流分布，获得带阻特性和慢波特性，从而达到提高隔离度的目的。为了进一步提高天线单元之间的隔离，在地板中间加载合适的地板枝节，用以降低端口之间的互耦和改善天线在两个谐振点的阻抗匹配。但是天线在第二个谐振点4.85GHz的耦合仍然较大，随后在两个单极子天线之间加载一个非激励单元(T 形寄生单元)，受激励天线单元对增加的地板枝节和非激励寄生单元均产生耦合，并且增加的地板枝节对非激励寄生单元也会产生耦合，如果在非激励寄生单元上产生的耦合电流的相位相反，这两种耦合电流就会相互抵消，从而实现提高天线单元间隔离度的目的。

本发明5G双频带高隔离双端口共地单极子天线，包括介质基板、第一单极子天线、第二单极子天线、寄生单元、接地板、第一馈电端口与第二馈电端口。天线整体为左右对称结构。

所述第一单极子天线与第二单极子天线分别印刷于介质基板上表面左右两侧中心位置。第一单极子天线与第二单极子天线两侧加载有两个以微带线呈镜像分布的L 形枝节，其中L形枝节的横向枝节末端与微带线相接；T形寄生单元位于第一单极子天线与第二单极子天线的正中间；