[实用新型]一种应用于紧凑型MIMO天线系统的超材料去耦结构

说明书

本实用新型提供了一种应用于紧凑型MIMO天线系统的超材料去耦结构；包括底层、中间层和顶层；所述底层为公共接地平面；所述中间层为介质基板以及两个集总馈电端口；所述顶层为设置啮合排布的超材料结构及两个对称放置的矩形微带贴片天线。本实用新型通过在紧凑型MIMO天线系统的阵元中间印刷超材料啮合排布结构，使整个紧凑型MIMO天线系统在工作频段内，表现出高增益、高隔离度的特点。所设计的超材料啮合排布结构具有体积小、易于加工等优点；同时，可以通过调整C型环单元的几何尺寸和啮合结构的间距来实现超材料结构的频段选择，使得所设计的超材料结构具有应用范围广的优点。

技术领域

本实用新型属于无线通讯领域；尤其涉及一种应用于紧凑型MIMO天线系统的超材料去耦结构。

背景技术

随着第五代移动通信技术(5G)的快速发展，高可靠性和高容量的无线通信系统引起了研究人员的高度关注。众所周知，采用多输入多输出系统可以提高无线通信系统的可靠性或带宽效率。与单天线系统相比，多输入多输出天线系统可以在有限的功率水平和带宽内线性增加信道容量，因为不同的数据流可以在多个独立的路径上同时传输。对于移动终端和无线设备的小型化趋势，这种多输入多输出天线应该占据非常小的面积。当多个天线靠近放置时，相互耦合是最严重的问题之一。互耦会对天线阵列的辐射性能和多输入多输出系统的信道容量产生严重影响。因此，减少MIMO天线系统之间的相互耦合非常重要。

超材料结构是一种介电常数或磁导率为负值的人工电磁材料，利用电磁波在电负或磁负超材料中传播时损耗较大的特性，将超材料结构置于MIMO天线中，可实现MIMO天线单元之间的去耦，从而提高MIMO天线单元之间的隔离度。良好的超材料结构可以大幅度减小MIMO天线单元的间距，实现MIMO天线系统的小型化。

实用新型内容

本实用新型的目的是利用超材料结构抑制MIMO天线表面电磁波传播的原理，降低了MIMO天线阵元间的耦合度，由于提出的超材料结构尺寸较小，一定程度上实现了MIMO天线系统的小型化。本实用新型结构适用于平面紧凑型MIMO天线系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种应用于紧凑型MIMO天线系统的超材料去耦结构，该天线系统包括底层、中间层和顶层；

其中，

所述底层为公共接地平面；

所述中间层为介质基板以及两个集总馈电端口；

所述顶层为设置啮合排布的超材料啮合结构3及两个对称放置的矩形微带贴片天线；

优选地，所述超材料啮合结构)为4组C型环8啮合单元排布而成。

优选地，所述啮合排布结构的每个C型环8啮合单元由2个C型环8啮合连接组成，每个C型环的底边与相邻C型环的顶边连接；将单边结构的4个C型环沿垂直方向做镜像翻转后，垂直向下平移一定距离，再水平向左平移一定距离，即可得到整体的超材料结构。

优选地，所述两个对称放置的矩形微带贴片天线分别是第一贴片天线1和第二贴片天线2；且间距为1.07mm。

所述第一贴片天线1的长度为4.23mm，宽度为3.49mm；第一微带线4长度为0.67mm,宽度为0.91mm。

优选地，所述第一贴片天线1设置有第一微带线4，所述第二贴片天线2设置有第二微带线5。

优选地，所述第一贴片天线Pa1与第一微带线4的连接处设置两个矩形开槽6，且位于第一微带线4的两侧，矩形开槽6的长度为0.09mm，矩形开槽6的宽度为1.19mm。

优选地，所述第二贴片天线2与第二微带线5的连接处设置两个矩形开槽6，且位于第二微带线5的两侧,矩形开槽6的长度为0.09mm，矩形开槽6的宽度为1.19mm。