本發明專利技術公開了一種適用于5G全頻段通信的高隔離度超寬帶MIMO天線，包括介質基板、金屬地板和輻射單元，金屬地板設置于介質基板背面，輻射單元包括結構完全相同的第一輻射單元、第二輻射單元、第三輻射單元和第四輻射單元，四個輻射單元通過折疊，相互正交設置在介質基板四周，且四個輻射單元分別通過四個同軸饋電端口采用同軸饋電的方式進行饋電。本發明專利技術工作頻段覆蓋了超寬帶頻段，應且在整個頻段具有高隔離度；對輻射單元進行折疊，不僅縮減了MIMO天線的尺寸，利于該MIMO天線放置在手機中應用，而且有利于天線的全向性輻射；滿足了不同頻段的通信需求，提高通訊信號的輸入輸出強度。度。度。
【技術實現步驟摘要】
適用于5G全頻段通信的高隔離度超寬帶MIMO天線
[0001]本專利技術涉及天線技術，具體涉及一種適用于5G全頻段通信的高隔離度超寬帶MIMO天線，主要應用于無線通訊系統。
技術介紹
[0002]在過去幾十年時間，移動通信從第一代(1Generation,1G)的語音業務到第四代(4generation,4G)移動寬帶數據業務的發展歷程，每一次技術革新都極大的改變了人類的生活，也有力促進了社會發展。目前，4G已經商用，技術也趨于成熟，第五代通信技術(5Generation,5G)作為面向未來新需求的新一代通信技術，與傳統的第四代移動通信技術相比，具有更高的數據傳輸速率以及更寬的帶寬，能夠大幅提升頻譜效率。但是，4G移動通信在現代應用中仍然發揮著不可替代的作用，5G全頻段通信將長期共存，以滿足人類不同應用場景下的通信需求。
[0003]MIMO(多輸入多輸出：Multi Input Multi Output)技術是為極大提高信道容量，在發送端和接收端都使用多根天線，在收發之間構成多個信道的天線系統。MIMO系統的一個明顯特點就是具有較高的頻譜利用效率，可實現在同一工作帶寬內同時發送或者接收多路并行的數據流，并結合時空處理技術來獲得較高的增益和復用增益，最終成倍的提高系統的信道容量和可靠性，其代價是增加了發送端與接收端的處理復雜度。
[0004]現代和未來的無線通訊系統具有廣泛的應用場景，如智能家居、機器通信、遠程醫療虛擬現實(Virtual Reality,VR)等，這都要求無線通訊系統能夠在多種通信制式標準下的多個通信頻段內工作，如GPS、WLAN、Wi
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Fi、WiMAX、GMS、CDMA和LET等。因此設計一種能夠工作在4G/5G通信頻段的高隔離度寬帶的MIMO天線不僅能夠滿足現代無線通信高通信容量的要求，還能適應現代通信設備抗干擾的需求，是當前非常具有研究價值的研究課題。
技術實現思路
[0005]專利技術目的：本專利技術的目的是提供一種適用于5G全頻段通信的高隔離度超寬帶MIMO天線，用于滿足不同頻段的通信需求，提高通訊信號的輸入輸出強度。
[0006]技術方案：本專利技術的一種適用于5G全頻段通信的高隔離度超寬帶MIMO天線，用于滿足不同頻段通信需求，提高通訊信號的輸入輸出強度。包括介質基板、金屬地板和輻射單元，金屬地板設置于介質基板背面，輻射單元包括結構完全相同的第一輻射單元、第二輻射單元、第三輻射單元和第四輻射單元，四個輻射單元通過折疊，相互正交設置在介質基板四周，且四個輻射單元分別通過四個同軸饋電端口采用同軸饋電的方式進行饋電。輻射單元采用正交設置的方法，有利于提高輻射單元間的隔離度。四個輻射單元折疊設置在介質基板四周，不僅能夠縮減MIMO天線的尺寸，利于該MIMO天線放置在手機中應用，而且有利于天線的全向性輻射。
[0007]優選的，四個輻射單元為輻射貼片，包括彎折“L”型枝節、倒“F”型枝節和一個寄生單元，產生超寬帶的工作頻帶；彎折“L”型枝節和倒“F”型枝節折疊后一部分位于介質基板
正面，另一部分位于介質基板側面，寄生單元設置于彎折“L”型枝節和倒“F”型枝節之間，且相互間隔，彎折“L”型枝節位于介質基板正面的一端設有短路過孔通向金屬地板接地；倒“F”型枝節位于介質基板正面的一端設有同軸饋電端口，該饋電端口與金屬地板連通，采用同軸饋電的方式對天線饋電。彎折“L”型枝節和倒“F”型枝節相互耦合，形成雙頻工作頻段，通過調整兩個枝節的寬度和彎折程度，可以有效調節雙頻工作頻點。寄生單元加載于彎折的“L”型和倒“F”型枝節的間隙，寄生單元的引入使原先諧振頻點附近激勵出新的諧振模，從而拓展了天線的阻抗帶寬，形成超寬帶，使該MIMO天線工作頻段覆蓋5G全頻段頻段。
[0008]優選的，通過調整彎折“L”型枝節的寬度和彎折程度、倒“F”型枝節的枝節寬度和F臂的長度，能夠調整天線雙頻的諧振頻點，其中，彎折“L”型枝節的彎折程度是指與設有短路過孔貼片相連并折疊到介質基板側面一段貼片的長度。
[0009]優選的，通過調節寄生單元的長度和寬度，能夠調節新激勵出的諧振頻點，使該MIMO天線工作在超寬帶頻段。
[0010]優選的，金屬地板上設有兩個“工”型槽、兩塊矩形缺陷、兩個雙環形開口槽和兩個斜開口槽，第一“工”型槽設置于第一輻射單元和第四輻射單元之間，第二“工”型槽設置于第二輻射單元和第三輻射單元之間，達到提高兩個輻射單元間隔離度的目的；第一矩形缺陷和第一雙環形開口槽設置于第一輻射單元和第二輻射單元之間，第二矩形缺陷和第二雙環形開口槽設置于第三輻射單元和第四輻射單元之間，達到提高兩個輻射單元間隔離度的目的；第一矩形缺陷與第一雙環形開口槽的外環相連，第二矩形缺陷與第二雙環形開口槽的外環相連；第一斜開口槽與第一雙環形開口槽的外環相連，第二斜開口槽與第二雙環形開口槽的外環相連。對于該MIMO天線來說，在空余的金屬地板上開槽不會占據額外的空間且易加工，在不影響天線工作頻帶的情況下對MIMO天線解耦，減弱通過金屬地板傳輸耦合到其他饋電端口的電磁能量。這些金屬地板縫隙可以作為一種慢波結構使信號的波長減小，相當于增加了MIMO天線單元間的有效電長度，抑制因金屬地板表面波引起的相互耦合，進而增強隔離度。
[0011]優選的，第一“工”型槽、第一矩形缺陷和第一雙環形開口槽與第二“工”型槽、第二矩形缺陷和第二雙環形開口槽關于介質基板中軸呈旋轉對稱。
[0012]優選的，第一“工”型槽和第二“工”型槽的長邊的長度設置在1mm至24mm范圍內，短邊的長度設置在1mm至16mm范圍內。“工”型槽通過改變電流流向來提高隔離度，其中長邊提供主要反向電流，短邊起到補償作用。通過調節“工”型槽的開槽長度，可以調節第一輻射單元和第四輻射單元、第二輻射單元和第三輻射單元間的隔離度。
[0013]優選的，第一矩形缺陷和第二矩形缺陷的結構呈正方形結構，邊長為5mm至25mm。矩形缺陷延長了第一饋電端口到第二饋電端口的電流路徑，有效提高較高工作頻段隔離度。
[0014]優選的，第一斜開口槽和第二斜開口槽的傾斜角度為45
°
，長度為1mm至8mm，能夠在不影響工作帶寬的情況下，提高輻射單元間的隔離度。
[0015]優選的，第一雙環形開口槽和第二雙環形開口槽的長度為需要屏蔽中心頻率的1/4波長，此時對應電流回流入諧振環，起到隔離的作用。雙環形開口槽和斜開口槽提高了較低工作頻段的隔離度。
[0016]本專利技術工作頻段覆蓋了超寬帶頻段，應且在整個頻段具有高隔離度；對輻射單元
進行折疊，利于該MIMO天線放置在手機中應用，而且有利于天線的全向性輻射。
[0017]有益效果：與現有技術相比，本專利技術通過對輻射單元進行折疊，有效縮減MIMO天線尺寸，有利于放置在手機中應用；通過調節彎折“L”型枝節、倒“F”型枝節和一個寄生單元的尺寸參數，獲得1.9GHz
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5GHz的超寬帶工作頻段，覆蓋5G全頻段主要工作頻段；在金屬地板上開設多個隔本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種適用于5G全頻段通信的高隔離度超寬帶MIMO天線，其特征在于，包括介質基板(1)、金屬地板(2)和輻射單元，金屬地板設置于介質基板背面，輻射單元包括結構完全相同的第一輻射單元(3)、第二輻射單元(4)、第三輻射單元(5)和第四輻射單元(6)，四個輻射單元通過折疊，相互正交設置在介質基板四周，且四個輻射單元分別通過四個同軸饋電端口采用同軸饋電的方式進行饋電。2.根據權利要求1所述的適用于5G全頻段通信的高隔離度超寬帶MIMO天線，其特征在于，四個輻射單元為輻射貼片，包括彎折“L”型枝節(41)、倒“F”型枝節(43)和一個寄生單元(42)，彎折“L”型枝節和倒“F”型枝節分別進行折疊，彎折“L”型枝節和倒“F”型枝節折疊后一部分位于介質基板正面，另一部分位于介質基板側面，寄生單元設置于彎折“L”型枝節和倒“F”型枝節之間，且相互間隔，彎折“L”型枝節位于介質基板正面的一端設有短路過孔(301)通向金屬地板接地；倒“F”型枝節位于介質基板正面的一端設有同軸饋電端口(302)，該饋電端口與金屬地板連通。3.根據權利要求2所述的適用于5G全頻段通信的高隔離度超寬帶MIMO天線，其特征在于，通過調整彎折“L”型枝節的寬度和彎折程度、倒“F”型枝節的枝節寬度和F臂的長度，能夠調整天線雙頻的諧振頻點，其中彎折“L”型枝節的彎折程度是指與設有短路過孔貼片相連并折疊到介質基板側面一段貼片的長度。4.根據權利要求2所述的適用于5G全頻段通信的高隔離度超寬帶MIMO天線，其特征在于，通過調節寄生單元的長度和寬度，能夠調節新激勵出的諧振頻點，使該MIMO天線工作在超寬帶頻段。5.根據權利要求1所述的適用于5G全頻段通信的高隔離度超寬帶MIMO天線，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉少斌，周子妍，蔣海珊，梁景原，
申請(專利權)人：南京六季光電技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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