[实用新型]一种自解耦MIMO天线系统

说明书

本实用新型公开了一种自解耦MIMO天线系统，包括接地板、与接地板连接的地辐射天线和环形天线，所述环形天线与接地板共同构成环形共振体；形成在环形天线的两端区域产生强电流分布且电流模式相反、在环形天线的中间区域产生弱电流分布的环形电流模式，所述地辐射天线与环形天线邻近设置或电性相连设置并形成在环形天线的中间区域。实施本实用新型的自解耦MIMO天线系统，无需任何降耦合结构和电路，因而结构更简单，成本更低，在实现高隔离度和低相关性的同时，具有结构紧凑、单元尺寸小、单元间距近等优点。

技术领域

本发明涉及通信天线技术领域，更具体地涉及一种自解耦MIMO天线系统。

背景技术

天线已经成为各种无线设备中的必备装置，用以发射和接收电磁波信号。MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术采用多个天线装置同时收发，可大幅提高无线传输速率，无需增大发射功率或增加工作频谱，是第四代移动通信和第五代通信系统的核心技术之一。为保证优异的MIMO特性，必须实现天线之间的高隔离度或低耦合，以降低天线之间相关度。但是，由于现代无线设备的空间有限，天线间距较小，天线间的信号干扰变大，严重影响MIMO系统的性能。传统方法依靠拉大天线之间距离来实现高隔离度，难以将更多的天线装置集成到无线设备内部，因而不能满足当前对高传输速率传输的需求。

尤其随着第五代通信系统的布局和推广，大规模天线阵列成为一种趋势，从而对紧凑型的MIMO天线系统的需求越来越高。而现有技术主要通过引入寄生共振、引入降耦网络、利用正交模式等方法来提高天线之间的隔离度。

一方面，在两个天线之间引入新的寄生结构是改善隔离度的最常见的方法之一，寄生结构可生成一个相位相反的耦合路线，以抵消天线之间的原始耦合，从而改善天线隔离度。寄生结构的类型可以是槽缝、环型、条带状、悬浮结构等。但是该方法需要引入额外的结构体，占用的空间较大，不利于天线的小型化设计，此外该方法很难实现高度紧凑的MIMO天线系统。

另一方面，降耦网络通常采用集总元件电路或中和线等方法来抵消天线之间的耦合，可有效地实现紧凑型MIMO天线设计。但是该方法需要较多的元器件或占用较大的电路面积，且目前仅适用于单极子天线或倒F天线。

此外，将天线正交放置或激发正交电流模式，可以很好地实现高隔离度和紧凑的MIMO天线系统，而不需要额外的降耦结构或电路。但是该方法需要的天线尺寸较大，难以实现MIMO天线系统的集成化和小型化。

上述的现有技术或不能实现紧凑型MIMO系统，或具有较复杂的降耦合结构，或具有很大的应用局限性，或具有较大的天线尺寸。

因而，有必要提出一种结构简易的MIMO天线系统，无需任何降耦合结构或电路，实现高度集成、高度紧凑、且具有高隔离度的MIMO天线系统，避免传统方法中耗时的个例分析与调试，节约成本，减少开发周期。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种自解耦MIMO天线系统，无需任何降耦合结构和电路，具有天线结构紧凑、天线单元尺寸小、单元间距近等特点，实现了高度集成、高度紧凑、具有高隔离度的MIMO天线系统。该发明可适用于各种无线通信设备中，尤其适用于大规模阵列在终端设备中的应用。

本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：一种自解耦MIMO天线系统，包括接地板、与接地板连接的地辐射天线和环形天线，所述环形天线与接地板共同构成环形共振体；形成在环形天线的两端区域产生强电流分布且电流模式相反、在环形天线的中间区域产生弱电流分布的环形电流模式，所述地辐射天线与环形天线邻近设置或电性相连设置并形成在环形天线的中间区域。

优选地，所述地辐射天线包括第一净空区、第一馈电、第一激励导线和第一共振导线，所述第一净空区为接地板上挖空的区域，第一激励导线配置于第一净空区内，第一激励导线包括第一元器件；第一共振导线配置于第一净空区的开口一侧，第一共振导线包括第一电容元件。