高隔离度的小型化MIMO天线研究.pdf

高隔离度的小型化 MIMO 天线研究
MIMO 技术在不增加发射功率和频谱资源的情况下,能够成倍地提
高信号传输的速率和通信信道的容量,在现代无线通信领域扮演着越
来越重要的角色。MIMO 天线作为 MIMO 系统的重要器件也随之成为了
当前学术界的重要研究对象。本文围绕高隔离度的小型化 MIMO 天线
展开了研究,研究内容主要包括以下几个方面:
小型化的单频带 MIMO 天线。该天线由两个对称排列的单极子天线单
元和蚀刻在中间地板上的一对互补开口谐振环组成。互补开口谐振环
作为天线的隔离结构由连接单极子的微带线耦合馈电,用于降低单元
间的互耦以及改善天线的匹配特性。测试结果表明,天线在 不
仅实现了小于-20dB 的回波损耗和低于-24dB 的单元间互耦,而且在
辐射方向图、增益、效率以及包络相关系数方面,均具有良好的表现。
WLAN 系统的小型化双频带 MIMO 天线。该
天线由两个双频带天线单元组成。天线单元采用 T 形单极子和├形地
板枝节分别负责产生 和 的谐振,除此以外,├形地板枝
节还能够改善 MIMO 天线在高频段 的隔离特性,将双频带降耦
合问题简化为单频带问题。另外,天线在低频段的降耦合则是通过引
入一条悬置金属线来实现的,这条金属线能够引入新的耦合抵消低频
段的初始耦合。它是该设计中唯一被额外附加的隔离结构并且对天线
的匹配特性影响很小。仿真和测试结果显示该 MIMO 天线的工作频带
能够完全覆盖 WLAN / 的通信标准,且天线单元之间的
隔离度大于 20dB。 、 和
的小型化三频带 MIMO 天线。该天线由两个三频带天线单元和一条Ω
形金属线组成。每个天线单元中存在一个 T 形单极子和两个倒 L 地板
枝节。单极子由微带线直接馈电产生天线在 的谐振,而两个地
和 的谐振结构。
其中负责 的谐振结构同时也是 MIMO 天线在另外两个高频段的
隔离结构,可以通过抑制近场辐射来降低两天线单元之间的互耦。因
此,该 MIMO 天线在较高的两个频段自带隔离特性,一个三频带的降耦
合问题可以被简化为单频带问题。另外,用一条Ω 形金属线连接两个
的谐振结构来中和初始耦合,有效地减小了两个天线单元在低
频段的互耦。这条Ω 形金属线是该设计中唯一额外附加的隔离结构。
该三频