CN107317110A - 一种提升mimo天线隔离度的馈电结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提升MIMO天线隔离度的馈电结构，包括PCB馈电板以及沿PCB馈电板纵向设置的天线阵列，所述PCB馈电板的位于所述天线阵列的一侧设有馈电网络，所述天线阵列包括至少两个天线单元，所述两个天线单元分别为第一天线单元和第二天线单元；所述馈电网络包括与所述第一天线单元对应的第一馈电点和第二馈电点、与所述第二天线单元对应的第三馈电点和第四馈电点以及耦合线路；所述第一馈电点、第三馈电点之间以及第二馈电点、第四馈电点之间分别连接有馈电线路；所述耦合线路连接在所述两条馈电线路之间，或者耦合线路连接在所述第一天线单元和第二天线单元其中之一的两个馈电点之间。本发明可有效消除天线单元之间的耦合度，从而达到提升隔离度的目的。

Description

一种提升MIMO天线隔离度的馈电结构
【技术领域】
本发明涉及MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)天线系统，尤其是涉及一种提升MIMO天线隔离度的馈电结构。
【背景技术】
多天线技术，即MIMO技术是指在发射端和接收端分别使用两个或多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，是现代无线通信领域普遍采用的技术。其原理是利用天线信号之间的不相关性，消除电磁波的多径衰落，提升信号的可靠性和稳定性，或在不增加频谱资源和发射功率的情况下，成倍地提高系统的信道容量。
多天线之间的非相关程度直接决定着多天线系统在分集增益，空间复用，和波束赋形等方面的性能，为获得较好的效果，要求各天线之间需要具有较低的相关性，通常的方法是让各天线之间具有足够的空间隔离或采用正交的极化天线。实际应用中，由于电磁环境的复杂性(例如多系统集成，密集组阵等)，各天线之间并不能保证完全正交，而是具有一定的耦合，从而影响了系统的分集性能。该耦合程度通过隔离度指标来衡量，对于移动通信的基站系统，通常要求系统各天线之间的隔离度指标为-25dB～-30dB。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种可有效消除天线单元之间的耦合度从而达到提升隔离度的馈电结构。
本发明提供的一种提升MIMO天线隔离度的馈电结构，包括PCB馈电板以及沿PCB馈电板纵向设置的天线阵列，所述PCB馈电板的位于所述天线阵列的一侧设有馈电网络，所述天线阵列包括至少两个天线单元，所述两个天线单元分别为第一天线单元和第二天线单元；所述馈电网络包括与所述第一天线单元对应的第一馈电点和第二馈电点、与所述第二天线单元对应的第三馈电点和第四馈电点以及耦合线路；所述第一馈电点、第三馈电点之间以及第二馈电点、第四馈电点之间分别连接有馈电线路；所述耦合线路连接在所述两条馈电线路之间，或者耦合线路连接在所述第一天线单元和第二天线单元其中之一的两个馈电点之间。
进一步地，所述耦合线路连接在所述两条馈电线路之间；所述耦合线路包括主体以及设置在主体两端的耦合结构，所述耦合结构与对应的馈电线路电气连接。
进一步地，所述耦合线路连接在所述第一天线单元和第二天线单元其中之一的两个馈电点之间；所述耦合线路包括主体以及设置在主体两端的耦合结构，所述耦合结构与对应的馈电点电气连接。
进一步地，所述耦合线路连接在所述第二天线单元的两个馈电点之间。
进一步地，所述第一天线单元包括两个相互正交的第一半波振子和第二半波振子，所述第一半波振子与所述第一馈电点对应，所述第二半波振子与所述第二馈电点对应。
进一步地，所述第一馈电点、第二馈电点沿所述PCB馈电板的横向并排设置，并位于所述第一天线单元的一侧。
进一步地，所述第二天线单元包括两个相互正交的第三半波振子和第四半波振子，所述第三半波振子与所述第三馈电点对应，所述第四半波振子与所述第四馈电点对应。
进一步地，所述第三馈电点、第四馈电点沿所述PCB馈电板的横向并排设置，并位于所述第二天线单元的一侧。
进一步地，所述两条馈电线路都沿所述PCB馈电板的纵向延伸，且两者相互对称。
进一步地，所述馈电线路、耦合线路为微带线形式的线路、带状线形式的线路或共面波导形式的线路。
本发明通过设置的耦合线路，可有效消除天线单元之间的耦合度，从而达到提升天线单元隔离度的目的，能够有效地提升MIMO天线系统的分集性能指标。
【附图说明】
图1为本发明第一实施例提供的一种提升MIMO天线隔离度的馈电结构；
图2为本发明第二实施例提供的一种提升MIMO天线隔离度的馈电结构。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
第一实施例
参考图1，本发明提供的一种提升MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)天线隔离度的馈电结构，应用于无线通信领域的MIMO天线系统，包括PCB馈电板10以及沿PCB馈电板10纵向设置的天线阵列30。PCB馈电板10的位于天线阵列30的一侧设有馈电网络50。
天线阵列30包括至少两个天线单元。天线单元可以是适合于无线通信的任何天线单元形式，例如可以是移动通信领域常用的半波振子、贴片天线等。两个天线单元分别为第一天线单元31和第二天线单元32。第一天线单元31、第二天线单元32组合形成一个双极化天线。可以理解地，第一天线单元31、第二天线单元32也可分别形成一个独立的天线。
第一天线单元31包括设置在PCB馈电板10的第一支撑架311以及安装到第一支撑架311端部的两个相互正交的第一半波振子312、第二半波振子313。第二天线单元32包括设置在PCB馈电板10的第二支撑架321以及安装到第二支撑架321端部的两个相互正交的第三半波振子322、第四半波振子323。
馈电网络50包括与第一天线单元31对应的第一馈电点51和第二馈电点52、与第二天线单元32对应的第三馈电点54和第四馈电点55以及耦合线路56。第一馈电点51、第二馈电点52沿PCB馈电板10的横向并排设置，并位于第一天线单元31的一侧。第二馈电点52比第一馈电点51更靠近第一天线单元31。第一馈电点51与第一半波振子312对应。第二馈电点52与第二半波振子313对应。第三馈电点54、第四馈电点55沿PCB馈电板10的横向并排设置，并位于第二天线单元32的一侧。第四馈电点55比第三馈电点54更靠近第二天线单元32。第三馈电点54与第三半波振子对应322。第四馈电点55与第四半波振子323对应。
第一馈电点51、第三馈电点54沿PCB馈电板10的纵向并排设置。第一馈电点51和第三馈电点54之间连接有馈电线路57。第二馈电点52、第四馈电点55沿PCB馈电板10的纵向并排设置。第二馈电点52和第四馈电点55之间连接有馈电线路57。两条馈电线路57都沿PCB馈电板10的纵向延伸，且两者相互对称。
耦合线路56连接在两条馈电线路57之间。耦合线路56靠近第一天线单元31。通过耦合线路56可实现消除两个天线单元之间的耦合度，在不影响天线驻波特性和辐射方向图的前提下，从而达到提升隔离度的目的。具体的，耦合线路56包括主体561以及连接在主体561两端的耦合结构562，耦合结构562与对应的馈电线路57电气连接。可以理解地，耦合结构562与对应的馈电线路57也可以是非物理连接。
本实施例中，馈电线路57、耦合线路56为微带线形式的线路。也可以是例如带状线形式的线路或共面波导形式的线路等。
第二实施例
参考图2，本实施例与第一实施例不同的是，耦合线路56连接在第二天线单元32的两个馈电点之间，即第三馈电点54和第四馈电点55之间。耦合线路56靠近第二天线单元32。具体的，耦合线路56包括主体561以及连接在主体561两端的耦合结构562，耦合结构562与对应的馈电点电气连接。可以理解地，耦合结构562与对应的馈电点也可以是非物理连接。
在其他实施方式中，耦合线路56也可以是连接在第一天线单元31的两个馈电点之间，即第一馈电点51和第二馈电点52之间。此时，耦合线路56靠近第一天线单元31。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种提升MIMO天线隔离度的馈电结构，包括PCB馈电板以及沿PCB馈电板纵向设置的天线阵列，所述PCB馈电板的位于所述天线阵列的一侧设有馈电网络，其特征在于：所述天线阵列包括至少两个天线单元，所述两个天线单元分别为第一天线单元和第二天线单元；所述馈电网络包括与所述第一天线单元对应的第一馈电点和第二馈电点、与所述第二天线单元对应的第三馈电点和第四馈电点以及耦合线路；所述第一馈电点、第三馈电点之间以及第二馈电点、第四馈电点之间分别连接有馈电线路；所述耦合线路连接在所述两条馈电线路之间，或者耦合线路连接在所述第一天线单元和第二天线单元其中之一的两个馈电点之间。
2.根据权利要求1所述的提升MIMO天线隔离度的馈电结构，其特征在于：所述耦合线路连接在所述两条馈电线路之间；所述耦合线路包括主体以及设置在主体两端的耦合结构，所述耦合结构与对应的馈电线路电气连接。
3.根据权利要求1所述的提升MIMO天线隔离度的馈电结构，其特征在于：所述耦合线路连接在所述第一天线单元和第二天线单元其中之一的两个馈电点之间；所述耦合线路包括主体以及设置在主体两端的耦合结构，所述耦合结构与对应的馈电点电气连接。
4.根据权利要求1所述的提升MIMO天线隔离度的馈电结构，其特征在于：所述耦合线路连接在所述第二天线单元的两个馈电点之间。
5.根据权利要求1所述的提升MIMO天线隔离度的馈电结构，其特征在于：所述第一天线单元包括两个相互正交的第一半波振子和第二半波振子，所述第一半波振子与所述第一馈电点对应，所述第二半波振子与所述第二馈电点对应。
6.根据权利要求5所述的提升MIMO天线隔离度的馈电结构，其特征在于：所述第一馈电点、第二馈电点沿所述PCB馈电板的横向并排设置，并位于所述第一天线单元的一侧。
7.根据权利要求1所述的提升MIMO天线隔离度的馈电结构，其特征在于：所述第二天线单元包括两个相互正交的第三半波振子和第四半波振子，所述第三半波振子与所述第三馈电点对应，所述第四半波振子与所述第四馈电点对应。
8.根据权利要求7所述的提升MIMO天线隔离度的馈电结构，其特征在于：所述第三馈电点、第四馈电点沿所述PCB馈电板的横向并排设置，并位于所述第二天线单元的一侧。
9.根据权利要求1所述的提升MIMO天线隔离度的馈电结构，其特征在于：所述两条馈电线路都沿所述PCB馈电板的纵向延伸，且两者相互对称。
10.根据权利要求1所述的提升MIMO天线隔离度的馈电结构，其特征在于：所述馈电线路、耦合线路为微带线形式的线路、带状线形式的线路或共面波导形式的线路。
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