[发明专利]一种加载水平辐射枝节和蝶形寄生单元的宽带毫米波MIMO天线

说明书

本发明涉及一种加载水平辐射枝节和蝶形寄生单元的宽带毫米波MIMO天线，属于无线通信领域。该MIMO天线包括两个相互正交的单元天线；单元天线包括单元天线顶层辐射结构和单元天线底层辐射结构；单元天线顶层辐射结构包括一个向左的倒L型枝节，设置在倒L型枝节的竖直臂右侧的一个水平矩形辐射枝节，设置在倒L型枝节上端的一个蝶形寄生单元；单元天线底层辐射结构包括与单元天线顶层辐射结构镜像对称部分，以及设置在镜像对称部分底部的一个地板枝节。本发明利用简单的结构和较低的成本实现了MIMO天线的高带宽、高增益、高隔离度、以及良好的定向性。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种加载水平辐射枝节和蝶形寄生单元的宽带毫米波MIMO天线。

背景技术

传统的天线系统主要是单天线系统，电磁信号在传播过程中会产生多径衰落问题，且单天线系统信道容量较低，限制了通信系统的最大传输速率。为解决单天线系统存在多径衰落、信道容量较低等问题，研究人员提出了MIMO技术。

MIMO技术在系统的发射端和接收端分别使用多个天线，充分利用空间资源使信号，利用多个天线进行多发多收，在不增加额外的发射功率和频谱资源的前提下信道容量得到大幅度提升，无线通信质量可以得到很大改善。在采用MIMO技术获取较高信道容量的同时也会有一定的难点，最大的难点就在于多天线的设计。需要重点考虑天线元及其数量这两个参数，当把数目较多的天线放置在移动通信的基站端时，由于设备体积因素的限制较小，因此不会影响天线实际应用。但是对于小型化的移动终端设备来说，放入多个天线并使天线性能保持良好是一个棘手的问题，因此移动终端天线的设计过程中的两大难点就是天线单元间距和数目。目前，常用的MIMO天线结构复杂，常采用三层或四层结构，使用材料重量多，成本相对较高，体积也较大，对应的损耗也就相对较大，加工比较困难。

因此，亟需一种结构简单，且通信效果好的宽带毫米波MIMO天线。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种加载水平辐射枝节和蝶形寄生单元的宽带毫米波MIMO天线，解决单天线系统存在多径衰落、信道容量较低等问题，以及现有MIMO天线结构复杂、体积大的问题。利用简单的结构和较低的成本实现MIMO天线宽频带、高增益，高隔离度以及良好的定向性的效果。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种加载水平辐射枝节和蝶形寄生单元的宽带毫米波MIMO天线，包括：两个相互正交的单元天线；所述单元天线包括单元天线顶层辐射结构和单元天线底层辐射结构；

所述单元天线顶层辐射结构包括：一个向左的倒L型枝节1，设置在倒L型枝节1的竖直臂右侧的一个水平矩形辐射枝节2，设置在倒L型枝节1上端的一个蝶形寄生单元3；

所述单元天线底层辐射结构包括与单元天线顶层辐射结构镜像对称部分，以及设置在镜像对称部分底部的一个地板枝节4。

进一步，所述MIMO天线还包括介质基板，两个单元天线顶层辐射结构设置在介质基板的上表面；两个单元天线底层辐射结构分别设置在介质基板的下表面。

进一步，所述单元天线顶层辐射结构和单元天线底层辐射结构的倒L型枝节1的水平臂长宽、竖直臂宽、以及矩形辐射枝节2的长宽、蝶形寄生单元3长宽均相同。

进一步，所述MIMO天线工作在23.1～35GHz频段。

进一步，所述单元天线辐射结构的水平臂长(2*L2-W1)长为二分之一介质波长。

进一步，所述倒L型枝节1的水平臂与竖直臂均为矩形结构，且竖直臂的横向宽度等于水平臂的竖直宽度。

进一步，地板枝节4为矩形结构，横向宽度大于纵向宽度，纵向宽度L₄为2.4mm，横向宽度W为6mm。