應用于5G的高隔離雙頻MIMO天線設計

王 鵬，程號迪，韓國瑞

(山西大學 物理電子工程學院，山西 太原 030006)

隨著世界進入“第四次工業革命”，人們迫切希望通信系統能夠低延遲、高速度。多輸入多輸出(multiple input multiple output，MIMO)天線技術可以通過空間復用提高通信系統的信道容量，其獨特的優勢被視為能滿足第5代移動通信(5G)需求的核心技術之一。然而通訊設備的小型化發展導致天線單元之間的耦合增加。因此，降低天線端口之間的耦合，提高隔離度成為MIMO天線的研究重點。

對于單頻段MIMO天線，第1種提高天線隔離度的方法是使用缺陷地結構。文獻[1]在天線陣列之間的接地板刻蝕曲折線槽，使天線在4.94 GHz～4.99 GHz工作頻段內隔離度提高了11 dB以上；文獻[2]通過刻蝕錐形槽阻斷天線之間的耦合電流，使天線在中心諧振頻率2.45 GHz處的隔離度達到了40 dB；文獻[3]在天線陣列的兩側刻蝕了一對帶有4個短截線的矩形槽，使天線隔離度在-10 dB工作頻段內大于20.1 dB。第2種提高天線隔離度的方法是使用諧振器。文獻[4]在貼片天線陣列之間使用一對具有帶阻特性的平行耦合線諧振器，使天線在-10 dB工作頻段內的隔離度提高了12 dB以上。第3種提高天線隔離度的方法是使用電磁帶隙結構。文獻[5]通過在輻射單元之間增加具有帶阻特性的分形UC-EBG，使天線端口之間的隔離度在-10 dB工作頻段內提高了13 dB。上述文獻[1-5]設計的MIMO天線在單個頻段內的隔離度得到提高。

對于多頻段MIMO天線，同時提高多個工作頻段內的隔離度仍存在一定的困難。文獻[6]在“4”字型雙頻MIMO天線單元之間引入缺陷地結構，使天線在803 MHz～823 MHz的較低工作頻段內的隔離度達到17 dB以上；……