CN202997053U - 一种双频多极化 mimo 天线结构 - Google Patents
一种双频多极化 mimo 天线结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202997053U CN202997053U CN 201220725270 CN201220725270U CN202997053U CN 202997053 U CN202997053 U CN 202997053U CN 201220725270 CN201220725270 CN 201220725270 CN 201220725270 U CN201220725270 U CN 201220725270U CN 202997053 U CN202997053 U CN 202997053U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- array
- frequency
- polarized array
- frequency range
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种双频多极化MIMO天线结构，所述MIMO天线结构包括第一频段天线和第二频段天线，所述第一频段天线包括第一极化阵列和第二极化阵列，所述第二频段天线包括第三极化阵列，所述第三极化阵列设置于所述第一极化阵列和所述第二极化阵列之间。通过对高、低频段不同极化方式的天线阵列重新进行排布，合理利用了异频段天线阵列的宽度提升本频段的空间间隔，使得频段内的不同极化阵列相互影响变小，每个频段内不同极化方式阵列间相关性较低，隔离度指标更高，频段间的天线隔离度较好、双频同时工作时彼此影响较小。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其是指一种双频多极化MIMO（多进多出）天线结构。
背景技术
目前，无线通信领域正朝着大容量、高速率、高可靠性方向快速发展，面对有限的频谱资源，多进多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术成为增加通信容量和提高频谱利用率最重要的技术手段。MIMO技术突破了香农容量的理论限制，将通常认为不利的多径衰减转变成为有利因素，充分利用随即衰减和可能存在的多径传播来提高无线数据传输速率，使无线传输的容量达到有线传输的水平成为可能。
MIMO系统中采用多天线技术，为了保证多个收发信道间的独立性，多天线阵列中各天线之间必须具备较高的天线隔离度。对于此类型多天线间的隔离度主要通过空间隔离或极化隔离的方式进行：空间隔离即两根独立工作的天线，通过拉远两天线间的空间距离实现；极化隔离即两根天线工作于不同的极化方式下达到较高的天线隔离程度。在大多数情况下，同时使用空间隔离和极化隔离，以达到更加理想的天线隔离度。
无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）目前开始广泛升级到802.11n协议标准，该协议采用了正交频分复用技术OFDM、MIMO、聚合帧等技术，支持2.4GHz和5GHz双频带同时工作；其中MIMO技术支持最高空间流数为4流，理论最高速率为600Mbps。同时，由系统厂商提供的主流接入点设备（Access Point，AP）也逐渐开始支持2.4GHz频段和5GHz频段双频同时工作，每个频段均采用2天线MIMO或3天线MIMO技术。封装在一个天线罩中的4根或6根天线也称为双频MIMO天线，天线罩中有4根天线的双频MIMO天线称为4阵元双频MIMO天线，天线罩中有6根天线的双频MIMO天线称为6阵元双频MIMO天线。双频MIMO天线主要有两个设计需求：
每个频段的多根天线具有足够高的隔离度：每个频段的多根天线隔离度越高，每个频段的MIMO技术效果越好；
两个频段间的天线具有足够高的隔离度：两个频段间的天线隔离度越高，两个频段间的互干扰越低，同时工作时对彼此的影响越小，每个频段的通信性能越高。
目前，已有的6阵元双频MIMO天线如图1所示，2.4GHz±45°极化阵列1、2.4GHz垂直极化阵列2、5GHz±45°极化阵列3及5GHz垂直极化阵列4从左至右依次排列。主要采用±45°加垂直极化形成频段内的三极化多天线，频段间隔离主要采用空间隔离方式；每个频段内，±45°极化两列天线自身形成正交极化，但垂直极化与±45°极化均会产生电磁分量，抑制了极化隔离程度，所以垂直极化与±45°极化独立成列，根据需要中间放置隔离条，并且要求一定的空间间隔提高频段内的隔离度（如图1所示）。
因为天线整体尺寸的要求，每个频段的垂直极化与±45°的空间间隔不可能拉到理想的空间间隔状态，故每个频段的垂直极化天线与±45°极化天线的互耦程度明显，其隔离度指标较差。同时，2.4GHz与5GHz频段间亦使用空间间隔来提升隔离度，同样受限于天线尺寸的约束，不同频段间的空间间隔不可能足够大以保证较小的耦合程度，故频段间的隔离度指标亦不理想。对于天线阵列间放置隔离条可以改善隔离度来说，隔离条的高度会对隔离度指标的影响较大，但辐射方向图又受到隔离条高度的制约，故辐射方向图与隔离条改善隔离度两者存在矛盾。
因此，已有6阵元WLAN AP双频MIMO天线阵列方案具有如下缺点：
每个频段不同极化天线间的相关性较高，隔离度指标较低：非正交极化方式阵列间由于电磁分量的耦合存在，导致其隔离度低；利用有限程度的空间间隔降低天线间的耦合程度，受限于天线整机的尺寸使得非正交极化天线阵列的隔离度改善不明显，从而导致每个频段内MIMO天线的通信效果较差；
频段间的天线隔离度较低、双频同时工作时彼此影响大：两个频段之间的天线隔离度主要依靠空间隔离，但受限于天线罩的尺寸空间隔离提供的隔离度不高，虽然两个频段间可根据需要引入隔离板进一步提高两个频段天线间的隔离度，但隔离板能够带来的隔离度提升也很有限，因此频段间的隔离度较低，双频同时工作时彼此影响大，导致每个频段的通信性能较差；
另外，辐射方向图对隔离条的要求与提升隔离度对隔离条的要求也构成矛盾。
实用新型内容
根据以上，本实用新型技术方案的目的是提供一种双频多极化MIMO天线结构，用于提高不同频段间的天线隔离度，使得双频同时工作时彼此影响较小以及降低同一频段内不同极化方式阵列部件的相关性，使得不同极化方式隔离度指标提高。
本实用新型提供一种双频多极化多进多出MIMO天线结构，包括第一频段天线和第二频段天线，所述第一频段天线包括第一极化阵列和第二极化阵列，所述第二频段天线包括第三极化阵列，其中，所述第三极化阵列设置于所述第一极化阵列和所述第二极化阵列之间。
优选地，上述所述的MIMO天线结构，所述第一极化阵列包括多个第一频段±45度极化振子，所述第二极化阵列包括多个第一频段垂直极化振子，所述第三极化阵列包括多个第二频段垂直极化振子。
优选地，上述所述的MIMO天线结构，所述第二频段天线还包括第四极化阵列，所述第四极化阵列包括多个第二频段±45度极化振子。
优选地，上述所述的MIMO天线结构，所述第一极化阵列、所述第三极化阵列、所述第二极化阵列和所述第四极化阵列依次排列。
优选地，上述所述的MIMO天线结构，所述第四极化阵列也设置于所述第一极化阵列和所述第二极化阵列之间，且所述第一极化阵列、所述第三极化阵列、所述第四极化阵列和所述第二极化阵列依次排列。
优选地，上述所述的MIMO天线结构，所述第一频段天线的频率低于所述第二频段天线的频率。
优选地，上述所述的MIMO天线结构，所述第一频段天线的频率为2.4GHz，所述第二频段天线的频率为5GHz。
优选地，上述所述的MIMO天线结构，所述第一极化阵列、所述第三极化阵列、所述第二极化阵列和所述第四极化阵列两两之间分别设置隔离条。
优选地，上述所述的MIMO天线结构，所述第一极化阵列、所述第三极化阵列、所述第四极化阵列和所述第二极化阵列两两之间设置隔离条。
本实用新型具体实施例上述技术方案中的至少一个具有以下有益效果：
通过对高、低频段不同极化方式的天线阵列重新进行排布，合理利用了异频段天线阵列的宽度提升本频段的空间间隔，使得频段内的不同极化阵列相互影响变小，每个频段内不同极化方式阵列间相关性较低，隔离度指标更高，频段间的天线隔离度较好、双频同时工作时彼此影响较小。
附图说明
图1表示现有技术6阵列双频MIMO天线的排列结构示意图；
图2表示本实用新型第一实施例所述MIMO天线结构的排列示意图；
图3表示本实用新型第一实施例所述MIMO天线结构的立体示意图；
图4表示本实用新型第二实施例所述MIMO天线结构的排列示意图；
图5表示本实用新型第二实施例所述MIMO天线结构的立体示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。
本实用新型具体实施例所述MIMO天线结构，包括第一频段天线和第二频段天线，所述第一频段天线包括第一极化阵列和第二极化阵列，所述第二频段天线包括第三极化阵列，其中，所述第三极化阵列设置于所述第一极化阵列和所述第二极化阵列之间。
本实用新型具体实施例所述MIMO天线结构，通过将不同频段的天线阵列布置顺序进行重新排列，在不改变天线整机尺寸的前提下，将第二频段的其中一极化阵列（第三极化阵列）设置于第一频段的第一极化阵列和第二极化阵列之间，用于提高不同频段间的天线隔离度，使得双频同时工作时彼此影响较小以及降低同一频段内不同极化方式阵列部件的相关性，使得不同极化方式隔离度指标提高。
由于双频天线阵列的两个频段波长不同，高频段波长相对低频段波长较短，所以在相同的空间间隔下，高频段不同天线阵列（主要是非正交极化阵列）间的空间隔离度要大于低频段天线阵列，基于该条件下，为了达到提高不同频段间的天线隔离度并降低同一频段内不同极化方式阵列部件的相关性的效果，本实用新型所述MIMO天线的天线阵列排列满足以下条件：
低频段阵列间的间隔大于等于高频段之间的间隔；
重新排列后的天线阵列在各频段内阵列间隔大于等于现有技术的天线阵列的阵列间隔；
频段间的相同极化的空间间隔要大于等于现有技术的相同极化空间间隔。
基于以上，优选地，所述第一频段天线的频率低于所述第二频段天线的频率，如第一频段天线的频率为2.4GHz，第二频段天线的频率为5GHz。
根据上述设置原理，以第一频段天线的频率为2.4GHz，第二频段天线的频率为5GHz为例，以下将对本实用新型所述MIMO天线的具体结构进行描述。
图2为本实用新型第一实施例所述MIMO天线结构的排列结构示意图，参阅图2，第一实施例所述MIMO天线结构中，第一段频天线和第二频段天线的排列形式为：
第一极化阵列10，形成为2.4GHz±45度极化振子排列结构；
第二极化阵列20，形成为2.4GHz垂直极化振子排列结构；
第三极化阵列30，形成为5GHz垂直极化振子排列结构，设置于第一极化阵列10与第二极化阵列20之间；
第四极化阵列40，形成为5GHz±45度极化振子排列结构，在第一实施例中，所述第一极化阵列10、所述第三极化阵列30、所述第二极化阵列20和所述第四极化阵列40依次排列，也即2.4GHz±45度极化振子排列结构与5GHz±45度极化振子排列结构位于两侧，5GHz垂直极化振子排列结构与2.4GHz垂直极化振子排列结构位于中间，形成为如图3所示的6阵元双频MIMO天线结构。
第一实施例所述MIMO天线结构形成为6阵元双频MIMO天线，在低频±45°极化天线阵列和垂直极化天线阵列中间插入了高频的垂直极化天线阵列，也在高频±45°极化天线阵列和垂直极化天线阵列中间插入了低频的垂直极化天线阵列。
与现有技术的6阵元双频MIMO天线阵列方案相比，高、低频段的非正交极化两阵列均拉开异频阵列宽度的距离，在低频非正交极化阵列中间插入垂直极化天线阵列而不是±45°极化天线阵列，是因为根据天线设计经验，一般情况下垂直极化的反射板宽度要大于±45°的反射板宽度，而且垂直极化振子天然的形成隔离条形态，保证了低频段隔离度，同时，异频段±45°极化天线阵列耦合程度要高于垂直极化，故拉大了±45°极化天线阵列之间的距离。因此达到提高不同频段间的天线隔离度，使得双频同时工作时彼此影响较小以及降低同一频段内不同极化方式阵列部件的相关性，使得不同极化方式隔离度指标提高的效果。
图4为本实用新型第二实施例所述MIMO天线结构的排列结构示意图，参阅图4，第二实施例所述MIMO天线结构中，第一段频天线和第二频段天线的排列形式为：
第一极化阵列10，形成为2.4GHz±45度极化振子排列结构；
第二极化阵列20，形成为2.4GHz垂直极化振子排列结构；
第三极化阵列30，形成为5GHz垂直极化振子排列结构，设置于第一极化阵列10与第二极化阵列20之间；
第四极化阵列40，形成为5GHz±45度极化振子排列结构，在第二实施例中，第四极化阵列40也设置于第一极化阵列10和第二极化阵列20之间，且第一极化阵列10、第三极化阵列30、第四极化阵列40和第二极化阵列20依次排列。
第二实施例所述MIMO天线结构形成为如图5所示的6阵元双频MIMO天线，将低频段非正交化的天线阵列布置在天线整机的左右两端，高频段的两天线阵列居中放置，并使高频段垂直极化天线阵列靠近低频段±45°极化天线阵列，高频段±45°极化天线阵列靠近低频段垂直极化天线阵列；这样极大程度的将波长较大的低频段非正交极化的两阵列空间间隔拉远，同时中间插入异频段天线阵列来提升隔离效果，高频两天线阵列之间相对关系保持不变，因为其自身波长较短，原有的空间间隔已经能满足隔离度要求。
因此第二实施例的MIMO天线结构，同样能够达到提高不同频段间的天线隔离度以及降低同一频段内不同极化方式阵列部件的相关性的效果。
另外如图3和图5所示，第一实施例所述MIMO天线结构中，所述第一极化阵列10、所述第三极化阵列30、所述第二极化阵列20和所述第四极化阵列40两两之间分别设置隔离条50；第二实施例所述MIMO天线结构中，所述第一极化阵列10、所述第三极化阵列30、所述第四极化阵列40和所述第二极化阵列20两两之间分别设置隔离条50。所述隔离条50根据实际需要设置高度，以满足天线辐射方向图的要求，能较好的控制各天线阵列辐射方向图波形。
以上双频天线阵列中高低频以WLAN系统的2.4GHz和5GHz频段为例对本实用新型的MIMO天线结构进行了详细描述，但不限于适用于WLAN系统的2.4GHz和5GHz频段，对于高、低频段中心频点差值大于低频段中心频点的0.3倍的高、低频段均适用，例如GSM900与DCS1800、LTE2.1GHz频段与2.6GHz频段等。
本实用新型具体实施例所述的双频多极化多进多出天线结构具有以下有益效果：
每个频段内不同极化方式阵列间相关性较低，隔离度指标更高：在不改变天线整机的尺寸的前提下，将非正交极化阵列间，特别是波长相对较长的低频段非正交极化阵列间插入异频段阵列天线，明显增大了天线阵列间隔，降低因为非正交极化导致的电磁分量的耦合，有效的利用空间内的空间间隔降低天线间的耦合程度，改善了频段内隔离度指标，从而增强频段内MIMO天线的通信效果；
频段间的天线隔离度较好、双频同时工作时彼此影响较小：两种实施例的6阵元双频多极化MIMO天线阵列方案在现有技术的6阵元双频MIMO天线阵列基础上，重新对各阵列进行排列布阵，第一实施例将异频耦合明显的±45°极化空间间隔拉大，而居中的异频垂直极化阵列可以通过放置隔离条来提升异频隔离度；第二实施例在异频隔离度上保持了原方案的异频隔离水平；
本实用新型具体实施例所述的双频多极化MIMO天线结构，通过对高、低频段不同极化方式的天线阵列重新进行排布，合理利用了异频段天线阵列的宽度提升本频段的空间间隔，使得频段内的不同极化阵列相互影响变小，同时对各天线阵列的辐射方向图的独立性有所贡献。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种双频多极化多进多出MIMO天线结构，包括第一频段天线和第二频段天线，所述第一频段天线包括第一极化阵列和第二极化阵列，所述第二频段天线包括第三极化阵列，其特征在于，所述第三极化阵列设置于所述第一极化阵列和所述第二极化阵列之间。
2.如权利要求1所述的MIMO天线结构，其特征在于，所述第一极化阵列包括多个第一频段±45度极化振子，所述第二极化阵列包括多个第一频段垂直极化振子，所述第三极化阵列包括多个第二频段垂直极化振子。
3.如权利要求1或2所述的MIMO天线结构，其特征在于，所述第二频段天线还包括第四极化阵列，所述第四极化阵列包括多个第二频段±45度极化振子。
4.如权利要求3所述的MIMO天线结构，其特征在于，所述第一极化阵列、所述第三极化阵列、所述第二极化阵列和所述第四极化阵列依次排列。
5.如权利要求3所述的MIMO天线结构，其特征在于，所述第四极化阵列也设置于所述第一极化阵列和所述第二极化阵列之间，且所述第一极化阵列、所述第三极化阵列、所述第四极化阵列和所述第二极化阵列依次排列。
6.如权利要求1或2所述的MIMO天线结构，其特征在于，所述第一频段天线的频率低于所述第二频段天线的频率。
7.如权利要求6所述的MIMO天线结构，其特征在于，所述第一频段天线的频率为2.4GHz，所述第二频段天线的频率为5GHz。
8.如权利要求4所述的MIMO天线结构，其特征在于，所述第一极化阵列、所述第三极化阵列、所述第二极化阵列和所述第四极化阵列两两之间分别设置隔离条。
9.如权利要求5所述的MIMO天线结构，其特征在于，所述第一极化阵列、所述第三极化阵列、所述第四极化阵列和所述第二极化阵列两两之间设置隔离条。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220725270 CN202997053U (zh) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | 一种双频多极化 mimo 天线结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220725270 CN202997053U (zh) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | 一种双频多极化 mimo 天线结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202997053U true CN202997053U (zh) | 2013-06-12 |
Family
ID=48568185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201220725270 Expired - Lifetime CN202997053U (zh) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | 一种双频多极化 mimo 天线结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202997053U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107534435A (zh) * | 2015-03-11 | 2018-01-02 | 艾诺威网络有限公司 | 单频带双重并行网络装置 |
| CN110870132A (zh) * | 2017-08-04 | 2020-03-06 | 华为技术有限公司 | 多频段天线 |
| CN111048890A (zh) * | 2018-10-12 | 2020-04-21 | 新加坡国立大学 | 用于无线能量采集的天线阵列及其制造方法 |
| US10693243B2 (en) | 2015-03-11 | 2020-06-23 | Extreme Networks, Inc. | Single band dual concurrent network device |
-
2012
- 2012-12-25 CN CN 201220725270 patent/CN202997053U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107534435A (zh) * | 2015-03-11 | 2018-01-02 | 艾诺威网络有限公司 | 单频带双重并行网络装置 |
| US10193239B2 (en) | 2015-03-11 | 2019-01-29 | Aerohive Networks, Inc. | Single band dual concurrent network device |
| CN107534435B (zh) * | 2015-03-11 | 2020-03-13 | 艾诺威网络有限公司 | 单频带双重并行网络装置 |
| US10693243B2 (en) | 2015-03-11 | 2020-06-23 | Extreme Networks, Inc. | Single band dual concurrent network device |
| US10734738B2 (en) | 2015-03-11 | 2020-08-04 | Extreme Networks, Inc. | Single band dual concurrent network device |
| CN110870132A (zh) * | 2017-08-04 | 2020-03-06 | 华为技术有限公司 | 多频段天线 |
| US11145980B2 (en) | 2017-08-04 | 2021-10-12 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Multiband antenna |
| CN111048890A (zh) * | 2018-10-12 | 2020-04-21 | 新加坡国立大学 | 用于无线能量采集的天线阵列及其制造方法 |
| CN111048890B (zh) * | 2018-10-12 | 2023-10-20 | 新加坡国立大学 | 用于无线能量采集的天线阵列及其制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101217469B1 (ko) | 다중대역 특성을 갖는 ｍｉｍｏ 안테나 | |
| CN202997053U (zh) | 一种双频多极化 mimo 天线结构 | |
| CN106848603A (zh) | 一种高低频组合的多频天线阵列 | |
| CN108565544A (zh) | 一种超宽带5g mimo天线结构 | |
| CN106935952B (zh) | 双极化天线和通信设备 | |
| CN104466401A (zh) | 多天线终端 | |
| CN202712437U (zh) | 一种双频多输入多输出天线及接入点设备 | |
| CN205104610U (zh) | 多输入多输出mimo天线系统及移动终端 | |
| CN201812933U (zh) | 一体化滤波天线 | |
| CN104638365A (zh) | 一种无去耦结构的四单元宽带缝隙mimo天线 | |
| CN107369893B (zh) | 一种新型双极化多频天线及其阵列 | |
| CN106532235A (zh) | 4×4超宽带mimo天线 | |
| CN105680175A (zh) | 一种紧凑型多频带mimo手机天线 | |
| CN109888477A (zh) | 应用于5g通信的双频双极化mimo天线系统及移动终端 | |
| WO2012097623A2 (zh) | 一种天线和终端 | |
| CN203760660U (zh) | 多制式多频段双极化天线 | |
| CN103155277A (zh) | 用于lte/gsm频带中的mimo/分集性操作的lte天线对 | |
| CN205211920U (zh) | 一种手机lte天线及其mimo天线 | |
| Ali et al. | Dual bandmicrostrip patch antenna array for next generation wireless sensor network applications | |
| CN209544600U (zh) | 应用于5g通信的双频双极化mimo天线系统及移动终端 | |
| CN101673882A (zh) | 一种避免天线干扰的方法、组合天线及双模终端设备 | |
| CN108963431B (zh) | 一种移动通讯终端双极化sub-6GHz天线系统 | |
| CN105048111A (zh) | 一种阵列天线组阵方法 | |
| CN107404010A (zh) | 一种双频带滤波mimo天线 | |
| CN203423807U (zh) | 一种终端 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130612 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |