利用科赫分形解耦的四端口緊湊型QSC UWB MIMO天線

蘇晉榮，李艷玲

(山西大學 物理電子工程學院，山西 太原 030006)

0 引 言

隨著5G無線網絡和微波通信技術的快速發展，智慧城市、智能家居等高速無線接入應用對無線通信技術提出更大帶寬，更高速率，更加便攜等要求[1]。研究表明，將多輸入多輸出(Multiple-input Multiple-output, MIMO)技術與超寬帶(Ultra-wideband，UWB)技術相結合的 UWB MIMO通信系統是當前短距離高速通信的有效解決方案[2]。

天線作為UWB MIMO通信系統的關鍵器件，其性能直接影響整個系統的工作性能。UWB MIMO天線設計中，面臨的主要困難之一是保證天線小型化的同時，實現輻射單元間具有較高的隔離度。為改善隔離度，人們提出多種解耦方法，包括利用缺陷地結構[3]、引入中和線[4]、利用方向圖和極化分集[5-7]、添加寄生枝節[8]、加載電磁帶隙結構[9]、加載超材料[10]、使用準自互補結構[11]等。例如，文獻[3]在接地板上蝕刻柵欄型解耦結構，延長了電流耦合路徑，使隔離度提升至25 dB；文獻[4]用帶有環狀圓盤的中和線連接兩個單極子，激勵端口的電流和中和線引入的電流中和抵消，使天線隔離度達到22 dB；文獻[5]將半橢圓形單極子定向天線進行正交排列放置，并在接地板上蝕刻矩形細長縫隙，使天線之間隔離度均大于17 dB；文獻[8]在接地板上引入F型寄生枝節，實現了多重諧振和20 dB的高隔離度；文獻[9]在天線E面耦合路徑處加載彎折線電磁帶隙結構，使天線之間隔離度提升至17 dB；文獻[10]在天線之間加載新型開口諧振環超材料結構，使天線在超寬帶范圍內隔離度增加到20 dB；文獻[11]提出了一種由4個正……