小型化MIMO天线

本申请涉及天线，特别是涉及小型化mimo天线。

背景技术：

1、在如今科技不断发展的时代，无线通信作为最广泛使用的传输方式之一，发展迅速。而天线作为无线通信的发射和接收装置，是实现无线通信的第一步，所以天线也得到了迅速的发展。由于现在的通信设备越来越多，所以需要能够传输信息更多、传输速度更快的传输方式。

2、现有技术中，mimo（多输入多输出）天线是最近几年为了适应时代的需求，而产生的可以并行传输信号的一种天线形式，可以同时传输多条信道，进而有效提高信息的传输效率，相比较之前单个天线的单通道传输，mimo天线极大地提高了信息的传输速率，广泛地应用于5g通信等通信系统中。

3、微带贴片天线在每种形式天线中都有被运用，因为微带贴片天线本身具有结构简单、性能稳定、性价比高、易于携带等优势。故mimo天线的设计中，选择微带贴片形式是一种比较流行的选择，且根据介质基板的选择不同，天线可以实现的功能也不同，可以实现天线的多种应用。

4、但是，目前mimo天线主要面临着两个方面的问题：1）天线的尺寸较大，需要小型化；2）为了增加天线单元之间的隔离度，将天线单元相互放置的较远，浪费了中间的空间而扩大天线的尺寸，隔离度需要提高。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种小型化mimo天线，能够保证天线的高隔离度，同时实现小型化。

2、小型化mimo天线，包括：介质基板、四个天线单元以及隔离组件；

3、四个天线单元间隔旋转正交设在所述介质基板的正面；所述天线单元包括馈电微带线，所述馈电微带线的一端与所述介质基板的边缘相连；

4、所述隔离组件设在所述介质基板的正面中心；所述隔离组件包括：第一部分、第二部分以及第三部分；

5、所述第一部分为四边环形结构，所述四边环形结构的角朝向所述介质基板的边缘中部，且所述四边环形结构的边为曲线；每一边的一端以曲线路径向所述介质基板的边缘延伸，并与对应所述边缘中部相连，以作为第二部分；所述第三部分包括四个环形结构，所述环形结构设在所述四边环形结构的内部，且与所述四边环形结构的边一一对应，所述环形结构具有开口，且每个开口的两端均与对应所述边相连。

6、在一个实施例中，所述隔离组件还包括：第四部分以及第五部分；

7、所述第四部分为设在所述第一部分中心的圆环结构，所述圆环结构具有缺口，所述缺口朝向一个环形结构，所述圆环结构与其余环形结构通过第五部分相连，所述第五部分为条形结构。

8、在一个实施例中，所述第一部分与所述第二部分的凸凹性相同，且均朝向与所述第二部分顺时针相邻的天线单元凸出；

9、所述第二部分的长度方向与所述第二部分逆时针相邻天线单元的馈电微带线的长度方向一致。

10、在一个实施例中，所述第一部分的边的中部设有与所述环形结构一一对应的间隙，所述间隙的长度小于对应开口的长度，以使所述第一部分与所述第三部分围成四个“t”形空间。

11、在一个实施例中，还包括：隔离配件；

12、所述隔离配件设在所述介质基板的背面中心，所述隔离配件包括：第一部件以及第二部件；

13、所述第一部件包括四个条带，以构成十字形结构，所述条带与所述间隙一一对应，且所述条带设在对应所述间隙正下方的延长线上；

14、所述十字形结构的末端均设有一个闭合圆环结构，以作为第二部件；所述闭合圆环结构与所述环形结构一一对应，所述闭合圆环结构设在对应所述环形结构的正下方且与对应所述环形结构的两条对边相切。

15、在一个实施例中，所述天线单元还包括：辐射贴片；

16、所述辐射贴片与所述馈电微带线的另一端相连，所述辐射贴片为圆形结构，所述辐射贴片上除与所述馈电微带线相连之外的三个正交的顶点上具有弧形的切口。

17、在一个实施例中，所述辐射贴片上设有人工表面等离激元组件；

18、所述人工表面等离激元组件包括：若干第一刻槽、若干第二刻槽以及一个第三刻槽；

19、所述第一刻槽以及所述第二刻槽均呈环形阵列间隔分布且一一对应，所述第一刻槽为半椭圆形结构，各所述第一刻槽的直线端与对应所述第二刻槽的一端相连，各所述第二刻槽的另一端通过环形的第三刻槽相通，所述第二刻槽的侧边缘设有对称的若干凸槽。

20、在一个实施例中，所述人工表面等离激元组件还包括：设在所述辐射贴片中心的第一贴片；

21、所述第一贴片为圆形，所述第一贴片的边缘设有若干呈环形阵列间隔分布的第二贴片；

22、所述第二贴片的数量与所述第二刻槽的数量相同，所述第二贴片为条形结构，且所述第二贴片的侧边缘设有对称的若干凸起。

23、在一个实施例中，所述天线单元还包括：两个地板；

24、两个所述地板均为矩形结构，且关于所述馈电微带线对称；

25、每个矩形结构中远离所述馈电微带线且靠近所述辐射贴片的角具有直角三角形的切角，所述切角的斜边包括多个阶梯状结构。

26、在一个实施例中，每个阶梯状结构的角上具有远离所述馈电微带线方向的圆形凸部。

27、上述小型化mimo天线，将天线单元旋转对称放置形成mimo天线，天线具有四个工作频带，实现了多工作频带特性，可以接收和发射多个频带内的信号，提高了传输效率，能够适应当下复杂的通信环境；同时，天线单元旋转对称放置，每个天线单元之间相互垂直，相互为交叉极化波，进而减小天线单元之间的相互干扰，提高天线的隔离度；另外，设置了隔离组件，隔离组件包括四边环形结构的第一部分、曲线结构的第二部分以及环形结构的第三部分，解决了mimo天线的天线单元之间距离较远隔离度较差以及不够小型化的问题，进一步提高天线的隔离度，每个工作频带内天线单元之间的隔离度都在-13db以下，达到了高隔离度的标准，保证每个天线单元可以相互独立地工作，高效稳定地传输信号，天线单元之间互不干扰，提高了通信系统的工作效率，确保了通信系统的信号准确度；隔离组件减小了天线单元之间的相对距离，减小了天线的尺寸，实现了天线小型化，且天线剖面低，易携带；本申请的天线具有全向性，可以发射和接收各个方向的信号，可以广泛应用于无线通信系统、5g基站、5g通信网络、物联网等领域，发展前景广阔。

技术特征：

1.小型化mimo天线，其特征在于，包括：介质基板、四个天线单元以及隔离组件；

2.根据权利要求1所述的小型化mimo天线，其特征在于，所述隔离组件还包括：第四部分以及第五部分；

3.根据权利要求2所述的小型化mimo天线，其特征在于，所述第一部分与所述第二部分的凸凹性相同，且均朝向与所述第二部分顺时针相邻的天线单元凸出；

4.根据权利要求3所述的小型化mimo天线，其特征在于，所述第一部分的边的中部设有与所述环形结构一一对应的间隙，所述间隙的长度小于对应开口的长度，以使所述第一部分与所述第三部分围成四个“t”形空间。

5.根据权利要求4所述的小型化mimo天线，其特征在于，还包括：隔离配件；

6.根据权利要求1至5任一项所述的小型化mimo天线，其特征在于，所述天线单元还包括：辐射贴片；

7.根据权利要求6所述的小型化mimo天线，其特征在于，所述辐射贴片上设有人工表面等离激元组件；

8.根据权利要求7所述的小型化mimo天线，其特征在于，所述人工表面等离激元组件还包括：设在所述辐射贴片中心的第一贴片；

9.根据权利要求6所述的小型化mimo天线，其特征在于，所述天线单元还包括：两个地板；

10.根据权利要求9所述的小型化mimo天线，其特征在于，每个阶梯状结构的角上具有远离所述馈电微带线方向的圆形凸部。

技术总结
本申请属于天线技术领域，涉及小型化MIMO天线，包括：介质基板、四个天线单元和隔离组件；四个天线单元间隔旋转正交设在介质基板的正面；天线单元包括与介质基板边缘相连的馈电微带线；隔离组件设在介质基板的正面中心，包括第一部分、第二部分和第三部分；第一部分为四边环形结构，四边环形结构的角朝向介质基板的边缘中部，四边环形结构的边为曲线；每一边的一端以曲线路径向介质基板的边缘延伸并与对应边缘中部相连，以作为第二部分；第三部分包括设在四边环形结构内部且与四边环形结构的边一一对应的四个环形结构，环形结构具有开口，每个开口的两端均与对应边相连。本申请能够保证天线的高隔离度，同时实现小型化。

技术研发人员：李高升,张超,陈琦,赵梓彤,邹棋,胡昕宇,肖培,于杰
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12