[发明专利]用于改善天线阵列耦合性能的去耦天线罩及其改善方法

说明书

本发明公开了一种用于改善天线阵列耦合性能的去耦天线罩及其改善方法，去耦天线罩包括由上到下的表面玻璃纤维层、周期谐振单元结构层、介质基板层；所述周期谐振单元结构层采用多层结构形式，多层周期谐振单元结构层分别印刷在天线罩介质基板层的内表面、外表面，以及中间层；多层周期谐振结构单元层依次级联设计。本发明采用去耦天线罩来改善阵列天线单元之间的耦合性能，通过对天线罩内部的谐振单元尺寸、谐振单元间距以及覆层与阵列天线的高度、天线罩介质基板的介电常数和厚度进行调整，使得在阵列天线上方加载去耦天线罩后，所述原阵列天线的匹配良好。各单元间耦合降低，隔离度提高，增益有所提高，辐射效率增加。

技术领域

本发明涉及无线通信天线领域，特别涉及一种用于改善天线阵列耦合性能的去耦天线罩及其改善方法。

背景技术

随着移动通信系统的快速发展，射频频谱资源日益短缺，如何提供更高质量、更快速的通信服务成为第五代移动通信系统(5G)中的研究热点。在此背景下，已经提出许久的多输入多输出(MIMO)通信技术成为了5G系统中的关键技术。

多输入多输出(MIMO)技术是指在发射端和接收端同时使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端和接收端的多个天线发射和接收。因此，多输入多输出技术能够在不额外增加通信频带和发射功率的情况下，实现高速、大容量的数据传输，显著的提高系统数据吞吐率和信道容量。在多输入多输出(MIMO)系统中，天线起着至关重要的作用，因为天线的特征固有地包含在发射器和接收器之间的通信信道中。

MIMO技术是基于天线阵列而言的，随着对信道容量需求的不断增长，大规模MIMO技术将会成为5G系统的核心，并且紧凑密集的阵列将促进这一进程。然而，无论是5G基站，或是移动终端中，由于空间限制，随着天线数量的增加，天线单元之间的间距相对较小，造成单元之间会形成强烈的互相耦合。在特定的空间内，天线单元数量越多，单元之间的耦合更强，会导致：

（1）空间相关性的增加；

（2）辐射效率的降低；

（3）单元增益的下降；

（4）信噪比的恶化；

（5）信道容量的减小。

综上所述，在有限的空间内，在MIMO系统中如何有效的减小天线单元之间的耦合，提高单元之间的隔离度，并保证原天线的辐射性能，成为了业界研究的热点。

发明内容

本发明目的是：针对上述现有技术问题，本发明提供改善天线阵列耦合性能的去耦天线罩，在物理空间受限、相邻天线单元存在强烈的互耦的情况下，采用去耦天线罩来改善阵列天线单元之间的耦合性能，提高单元之间的隔离度。

本发明的技术方案是：

一种用于改善天线阵列耦合性能的去耦天线罩，包括由上到下的：

表面玻璃纤维层；

周期谐振单元结构层；

介质基板层；

所述去耦天线罩安装在天线阵列上方，玻璃纤维层主要对去耦天线罩进行塑封，保证天线结构强度以及内层走线不受空气氧化。

优选的，所述周期谐振单元结构层采用电解铜或者压延铜，通过印刷或镭雕工艺雕刻成一定的形状附着在介质基板层上。

优选的，所述周期谐振单元结构层采用开口谐振环或金属短线，使得周期谐振单元结构层在所需频段内谐振。

优选的，所述周期谐振单元结构层采用多层结构形式，多层周期谐振单元结构层分别印刷在天线罩介质基板层的内表面、外表面，以及中间层；多层周期谐振结构单元层依次级联设计，将多个层通过介质基板层相级联，构成多层周期谐振结构单元。