[发明专利]5G基站全双工超高隔离度双极化MIMO天线阵列

说明书

本发明公开5G基站全双工超高隔离度双极化MIMO天线阵列。本发明经过添加超材料隔离墙能够有效阻挡天线辐射对相邻天线单元的干扰，提高了单元间端口隔离度。本发明通过添加第二层支撑接地板减少了天线单元间的耦合，另外在支撑接地板上添加缺陷地开槽，减少了表面电流对相邻天线单元的影响，有效提高了单元间端口隔离度。本发明通过在馈电处添加滤波结构，有效减少了天线单元内两个极化端口的相互影响，提高了单元内端口隔离度。本发明通过差分馈电结构，单元内端口干扰可以相互抵消，有效减少了天线单元内两个极化端口的相互影响，提高了单元内端口隔离度。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种全双工高隔离度MIMO基站天线。

背景技术

massive MIMO天线作为一种极具潜力的5G通信系统关键技术，近年来受到广泛的关注。大规模MIMO技术的主要思想是在基站端配置大规模天线阵列，使每个小区中基站端天线数目远大于用户端天线数目的总和。大量的基站天线可以给系统带来许多好处，包括更高的频谱效率和能量效率，简单线性信号处理技术的渐进最优特性，以及非相关干扰和噪声的渐进消除特性等等。

全双工传输是另一种有潜力的5G关键技术。在传统的无线通信系统中通常采用如时分双工和频分双工的半双工传输。然而，如果能够有效地应用全双工通信，即使收发机在相同的频率资源上同时进行信号发射和接收，将有可能在理论上实现两倍于半双工系统的频谱效率。除了对频谱效率的提升，全双工传输还能给接入层的系统设计带来一些方便和好处。

在天线端，全双工天线对自天线和相邻天线单元的干扰提出了更高要求，因此，能够实现单元内端口和单元间端口超高的隔离度的MIMO全双工天线设计，来满足5G高速通信，是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中所提到的现有技术的缺陷，提供一种用于5G基站全双工超高隔离度宽带双极化MIMO天线阵列。该MIMO天线阵列的体积小，易于加工实现，覆盖3.4-3.6GHz宽频带，能够实现了不同端口间的超高隔离度。本发明采用的技术方案如下：

用于5G基站全双工超高隔离度宽带双极化MIMO天线阵列，包括M*N个天线单元系统(10)，M,N均为大于等于1的自然数；相邻天线单元系统(10)采用支撑接地板(02)固定。

所述的天线单元系统(10)包括滤波结构(1)、两个移相器(2)、天线单元(3)；

所述滤波结构(1)包括馈电接地板(11)、馈电介质板(12)、馈电线(13)、馈电过孔(14)、滤波单元(15)；所述馈电线(13)和滤波单元(15)位于馈电介质板(12)下表面，馈电接地板(11)位于馈电介质板(12)上表面；所述馈电线(13)包括两条轴对称的第一微带线(131)、第二微带线(132)；所述滤波单元(15)位于第一微带线(131)和第二微带线(132)中间，并且滤波单元(15)与第一微带线(131)和第二微带线(132)不接触，实现容性耦合。第一微带线(131)的两端分别作为第一端口P1、第三端口P3，第二微带线(132)的两端分别作为第二端口P2、第四端口P4。

作为优选，所述滤波单元(15)为一体成型“中”字形结构。

所述滤波单元(15)开有馈电过孔(14)，用于滤波单元(15)与馈电接地板(11)相连。

作为优选，所述馈电过孔(14)包括第一金属过孔(141)、第二金属过孔(142)；所述滤波单元(15)下方靠近第一微带线(131)处开有第一金属过孔(141)，使其与馈电接地板(11)相连；所述滤波单元(15)上方靠近第二微带线(132)处开有第二金属过孔(142)，使其与接地板(11)相连。

所述移相器的主要功能是实现功分和移相的作用。