[发明专利]一种堆叠式去耦网络

说明书

本发明公开了一种堆叠式去耦网络，包括基板，所述基板上设有口字阵型分布的金属通孔，基板上下两层还分布有金属条带，用于连接相邻金属通孔，使其成为一个整体，构成口字单元；金属条带在相邻的金属通孔之间上、下错落分布。所述口字单元的四个端角向左右两侧延伸有四个连结臂，连结臂同样由金属通孔和金属条带构成，连接方式与口字单元相同。所述基板上的金属通孔在口字阵型的各条边上折线形分布，对应的基板上下两层连接相邻金属通孔的金属条带也按折线形走向。本发明根据现有的正交混合网络的核心原理，通过设计折叠式结构的正交混合网络，并通过低温共烧陶瓷技术，集成芯片，该芯片在一定的频带内产生去耦作用，用于多天线系统之间去耦。

技术领域

本发明涉及多天线去耦领域，特别涉及一种堆叠式去耦网络。

背景技术

随着移动通信系统的快速发展，射频频谱资源日益短缺，如何提供更高质量、更快速的通信服务成为第五代移动通信系统(5G)中的研究热点。在此背景下，已经提出许久的多输入多输出(MIMO)通信技术成为了5G系统中的关键技术。

多输入多输出(MIMO)技术是指在发射端和接收端同时使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端和接收端的多个天线发射和接收。因此，多输入多输出技术能够在不额外增加通信频带和发射功率的情况下，实现高速、大容量的数据传输，显著的提高系统数据吞吐率和信道容量。在多输入多输出(MIMO)系统中，天线起着至关重要的作用，因为天线的特征固有地包含在发射器和接收器之间的通信信道中。

MIMO技术是基于天线阵列而言的，随着对信道容量需求的不断增长，大规模MIMO技术将会成为5G系统的核心，并且紧凑密集的阵列将促进这一进程。然而，无论是5G基站，或是移动终端中，由于空间限制，随着天线数量的增加，天线单元之间的间距相对较小，造成单元之间会形成强烈的互相耦合。在特定的空间内，天线单元数量越多，单元之间的耦合更强，会导致：

（1）空间相关性的增加；

（2）辐射效率的降低；

（3）单元增益的下降；

（4）信噪比的恶化；

（5）信道容量的减小。

综上所述，在有限的空间内，在MIMO系统中如何有效的减小天线单元之间的耦合，提高单元之间的隔离度，并保证原天线的辐射性能，成为了业界研究的热点。

为了降低多个天线之间的耦合, 其中一种有效的方法就是使用 DMN (Decoupling and Matching Networks) 技术。可以设计出 180°的混合耦合器如图 1所示。通过90°/180°正交混合网络，将S矩阵对角化，引入正交模式，将耦合器的2, 3 端口通过通孔连接天线, 1, 4 端口接馈电网络, 就可构成一个双天线的去耦合系统。

发明内容

本发明目的是：利用上述背景技术的核心原理，通过设计特殊结构的正交混合网络，并通过低温共烧陶瓷(LTCC)技术，集成芯片，该芯片在一定的频带内产生去耦作用，用于多天线系统之间去耦。

本发明的技术方案是：

一种堆叠式去耦网络，包括基板，所述基板上设有口字阵型分布的金属通孔，基板上下两层还分布有金属条带，用于连接相邻金属通孔，使其成为一个整体，构成口字单元；金属条带在相邻的金属通孔之间上、下错落分布。

优选的，所述口字单元的四个端角向左右两侧延伸有四个连结臂，连结臂同样由金属通孔和金属条带构成，连接方式与口字单元相同。

优选的，所述基板上的金属通孔在口字阵型的各条边上折线形分布，对应的基板上下两层连接相邻金属通孔的金属条带也按折线形走向。

优选的，所述堆叠式去耦网络，利用低温共烧陶瓷技术，或者薄膜技术、硅片半导体技术、多层电路板技术中的一种，制成去耦芯片。