基于超材料混合解耦結(jié)構(gòu)的超寬帶MIMO天線

摘 要：提出了一種基于超材料的九邊形超寬帶天線，由兩個九邊形的輻射單元和中間的T形接地面構(gòu)成，并通過蝕刻H形槽線進(jìn)一步改善了中高頻的阻抗匹配.為了進(jìn)一步提高天線的隔離度，設(shè)計了由一種矩形開口諧振環(huán)和矩形互補(bǔ)開口諧振環(huán)構(gòu)成的混合解耦結(jié)構(gòu)，加載到MIMO天線中.整個天線的工作頻段為3.2～11.2 GHz，經(jīng)過HFSS仿真分析，相比未加載混合解耦結(jié)構(gòu)的天線，提出的天線在絕大部分頻段的隔離度有了明顯的提高，整個工作頻段的隔離度大于20 dB.并對天線的表面電流，遠(yuǎn)場性能，分集性能通過HFSS仿真進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明該天線非常適合應(yīng)用于超寬帶通信的場景中.

關(guān)鍵詞：

超材料；超寬帶； 解耦； 開口諧振環(huán)； MIMO

中圖分類號：TN822

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

A nonagon-shaped MIMO antenna with metamaterial based hybrid

decoupling structures for UWB applications

ZHENG Xue-mei^1*， WU Han²， ZHAO Zi-wei²

（1.Laboratory of Modern Power System Simulation and Control amp; Renewable Energy Technology， Ministry of Education， Northeast Electric Power University， Jilin 132012， China; 2.School of Electrical Engineering， Northeast Electric Power University， Jilin 132012， China

）

Abstract：

In this paper，a metamaterial-based nonagon-shaped ultra-wideband antenna is proposed，which consists of two nonagon-shaped radiating units and a modified T-shaped ground plane in the middle.In order to further improve the isolation of the antenna，a hybrid decoupling structure with rectangular split ring resonator and complementary split ring resonator is designed and loaded onto the antenna design.An operating band of 3.2～11.2 GHz is achieved，along with isolation greater than 20 dB almost throughout the operating band.The simulation result demonstrates that the proposed hybrid decoupling structure has a good broadband decoupling characteristic，which can be applied in decoupling for various UWB MIMO scenarios.The antenna was simulated in HFSS environment，its envelope correlation coefficient （ECC），diversity gain （DG），surface current and radiation characteristics were analyzed，based on the analysis of the simulations result，it is demonstrated that the antenna is well suited for applications in future′s ultra-wideband communication scenarios.

Key words：

metamaterial； ultra wideband; decoupling；" split ring resonator； MIMO

0 引言

隨著時代的發(fā)展，無線通信技術(shù)也有了進(jìn)一步的發(fā)展，5G^[1]和IoT^[2]等新一代通信設(shè)備被大量應(yīng)用，而超寬帶^[3]技術(shù)也被提出并用于通信設(shè)備當(dāng)中來滿足不同場景下的通信需求.很多的研究者利用超寬帶技術(shù)結(jié)合微帶天線的相關(guān)技術(shù)，設(shè)計出了不同特性的超寬帶天線，包括多頻工作^[3]、可重構(gòu)特性^[4]以及陷波特性^[5].這些設(shè)計采用的技術(shù)包括缺陷地^[6]、刻蝕槽^[7]、寄生貼片^[8]、EBG^[9]結(jié)構(gòu)以及使用集總元件^[10].

為了應(yīng)對當(dāng)前的UWB通信容量的局限以及多徑衰落效應(yīng)導(dǎo)致通信性能下降的問題，大量應(yīng)用于UWB通信的MIMO天線的設(shè)計被提出并被廣泛的研究、設(shè)計和制造.但由于當(dāng)前對通信設(shè)備小型化的要求，使得設(shè)備尺寸變得愈發(fā)緊湊，這會導(dǎo)致MIMO天線由于輻射單元愈發(fā)靠近帶來的干擾問題.為此研究人員設(shè)計了不同的結(jié)構(gòu)來抑制表面波的傳播來提高輻射單元間的隔離度，包括采用枝節(jié)^[11，12]、寄生貼片^[13]、中和線^[14]、EBG^[15]結(jié)構(gòu)、極化分集技術(shù)^[16]等.

超材料是一種具有特殊電磁調(diào)控能力的結(jié)構(gòu)，其具有亞波長尺寸的電磁調(diào)控特性，因此它也被廣泛應(yīng)用于MIMO天線的解耦中.在文獻(xiàn)[17]中，提出了一個由兩個五邊形輻射貼片構(gòu)成的2×1的MIMO天線，為了進(jìn)一步增強(qiáng)天線的隔離度，一種互補(bǔ)開口諧振環(huán)（CSRR）結(jié)構(gòu)通過蝕刻的方式被加載到了天線的接地面上，最終使得天線在3.1～10.6 GHz的工作頻段上的隔離度大于22 dB.在文獻(xiàn)[18]中，提出了一種quad-G形的超材料，該超材料具有負(fù)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，它被加載到了一個新形狀的雙端口MIMO天線中間，使得該天線在4～12 GHz的工作頻段內(nèi)隔離度大于19 dB.在文獻(xiàn)[19]中，提出了一種基于新型圓環(huán)形開口諧振環(huán)（SRR）單元，該單元具有負(fù)的等效介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，它構(gòu)成的5×2陣列被加載到antipodal Vivaldi MIMO天線陣列的輻射單元附近，同時結(jié)合十字線和階梯彎折線結(jié)構(gòu)，使得天線在整個工作頻段內(nèi)的隔離度大于22 dB.

以上提到的設(shè)計，都是采用單一的SRR或是CSRR超材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行解耦^[16]，這些設(shè)計在增益上不具有優(yōu)勢，而文獻(xiàn)[17]雖然在小型化上具有優(yōu)勢，但是不能實(shí)現(xiàn)整個工作頻段的隔離度的提升，文獻(xiàn)[18]雖然具有更寬的工作帶寬，但是在尺寸上不具有優(yōu)勢.在這片文章中，提出了基于兩種超材料構(gòu)成的混合解耦結(jié)構(gòu)的雙端口超寬帶MIMO天線，該天線輻射單元由九邊形輻射貼片構(gòu)成，同時刻蝕了H形的槽線，接地面為一個倒“T”形，它們被印刷在尺寸為50×30×1.6 mm³的介質(zhì)基板上.設(shè)計的混合解耦結(jié)構(gòu)由兩種超材料構(gòu)成，其中的開口諧振環(huán)單元加載到了天線的輻射單元中間，互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)通過蝕刻的方式加載到了接地面上，使得這種解耦結(jié)構(gòu)克服了單一超材料單元在寬帶解耦上的局限性，天線的工作頻段達(dá)到3.2～11.2 GHz，并在整個工作頻段內(nèi)的隔離度都大于20 dB.

1 天線設(shè)計

1.1 天線幾何

天線整體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，由中間的介質(zhì)板和上方的兩個九邊形輻射單元以及倒“T”形接地面構(gòu)成，介質(zhì)基板的尺寸為50×30×1.6 mm³，材質(zhì)為FR-4，介電常數(shù)為4.4，損耗正切為0.005.為了改善天線的阻抗匹配，接地面進(jìn)行了切角和凹陷的處理，并在末端蝕刻了H形的槽線，從而使得天線實(shí)現(xiàn)了超寬帶的工作頻段.然后，為了提升天線在中高頻段的隔離度，設(shè)計了一種由兩種超材料構(gòu)成的混合解耦結(jié)構(gòu)，包括由開口諧振環(huán)構(gòu)成的5×1的陣列和接地面蝕刻的互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，最后使得天線在超寬工作頻段內(nèi)的隔離度得到進(jìn)一步的提升.天線的各結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)展示在表1中.

1.2 超材料單元分析

為了對超材料進(jìn)行電磁特性的分析，這里對其進(jìn)行了建模與仿真，整個建模和仿真是在HFSS電磁仿真軟件中進(jìn)行.對于開口諧振環(huán)，這里采用了廣泛應(yīng)用的波導(dǎo)仿真法進(jìn)行電磁參數(shù)提取，如圖2所示，其中模型的上下邊界被設(shè)置為理想磁壁，模型的前后邊界設(shè)置為理想電壁，左右邊界被設(shè)置為波導(dǎo)端口.經(jīng)過HFSS的仿真計算，即可獲取到該超材料的等效的S11和S21參數(shù)，圖2（b）為經(jīng)過波導(dǎo)仿真獲取到的等效反射系數(shù)（S11）和傳輸系數(shù)（S21）.從圖中可以看出，該超材料在7～11 GHz的范圍內(nèi)具有較大傳輸衰減，這說明該超材料在該頻率范圍內(nèi)具有吸波特性.同樣的分析方法也應(yīng)用于對互補(bǔ)開口諧振環(huán)的仿真中，如圖3（a）所示.圖3（b） 為經(jīng)過波導(dǎo)仿真獲取到的等效反射系數(shù)和傳輸系數(shù)，從圖中可以看出，該超材料在3～8 GHz和9～11 GHz的范圍具有傳輸阻帶特性，表明該超材料同樣具有上述頻段的吸波特性.

為了進(jìn)一步獲取兩種超材料的等效電磁參數(shù)，這里引入了Nicolson-Ross-Weir（NRW）方法^[20]對天線的等效電磁參數(shù)進(jìn)行提取.

假設(shè)電磁波穿越均勻介質(zhì)板時，其傳輸矩陣可以表示為：

F′=TF（1）

式（1）中：F具體表示為：

F=EHred（2）

式（2）中：E為左邊的復(fù)電場強(qiáng)度，Hred為右邊的復(fù)磁場強(qiáng)度，假設(shè)磁場均為簡化磁場，就可以用于表示Hred，繼而表示介質(zhì)板傳輸矩陣：

F=cosnkdzksinnkdkzsinnkdcosnkd（3）

式（3）中：n為基板的折射率，k為基板的波阻抗.在試驗(yàn)中，便可以輕松從矩陣中元素推導(dǎo)出矩陣的元素，其表達(dá)式如下：

S21=2T11-T22+（jkT12+T21jk）S21=T11-T22+jkT12-T21jkT11+T22+jkT12+T21jkS21=T22-T11+jkT12-T21jkT11+T22+jkT12+T21jkS21=2det（T）T11+T22+jkT12+T21jk（4）

再由式（4）可知，當(dāng)T11=Ts，det（T）=1時，上式可化簡為：

S21=S12=1Ts+12jkT21+T21jkS11=S22=12jkT12-T21jkTs+12jkT12+T21jk（5）

將式（3）代入式（5）可得：

S21=S12=1cosnkd-j2z+1zsin（nkd）S11=S22=j2z-1zsinnkdcosnkd-j2z+1zsinnkd（6）

將式（6）分別取逆運(yùn)算可得：

n=1kdcos^-112S21（1-S211-S221）z=（1+S11）2-S221（1-S11）2-S221（7）

對媒質(zhì)來說，等效介電常數(shù)εeff和等效磁導(dǎo)率μeff可以用式（8）表示：

μeff=nzεeff=nz（8）

從上述推導(dǎo)過程可以看出，只需要知道該超材料結(jié)構(gòu)波導(dǎo)仿真的S參數(shù)，便可以計算該超材料的等效磁導(dǎo)率和等效介電常數(shù)，從而得出該結(jié)構(gòu)的其他特性參數(shù).因此將上述計算公式結(jié)合Matlab編程對S11和S21數(shù)據(jù)的輸入和計算，即可提取出超材料的等效介電常數(shù)和磁導(dǎo)率.圖4展示了從波導(dǎo)仿真提取出的等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率隨頻率變化的曲線，從圖4中可以看出，提出的開口諧振環(huán)超材料在大于4 GHz后都體現(xiàn)出了負(fù)的磁導(dǎo)率，因此它可以被看成是一種磁單負(fù)超材料，而提出的互補(bǔ)開口諧振環(huán)材料在2.3～12 GHz的很大范圍內(nèi)都體現(xiàn)了負(fù)的磁導(dǎo)率，除了5.1～5.5 GHz的一小部分范圍，因此也能被看成是一種磁單負(fù)超材料.

1.3 天線設(shè)計方案

天線的原型由兩個九邊形的輻射貼片結(jié)合介質(zhì)基板和倒“T”型接地面構(gòu)成，接地面進(jìn)行了切角和凹陷的處理，從而改善阻抗匹配得以實(shí)現(xiàn)超寬帶的工作頻段，為了進(jìn)一步改善阻抗匹配，輻射貼片上蝕刻了H型的槽線，構(gòu)成了天線1.然后，為了改善天線在高頻段的隔離度，將設(shè)計好的矩形雙向開口諧振環(huán)單元豎直排列成5×1的陣列，加載到兩個輻射單元中間，作為天線2.最后在第三階段，在接地面上蝕刻了一個同向開口的互補(bǔ)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，從而形成了由兩種超材料組成的混合解耦結(jié)構(gòu)，作為天線3.圖5展示了天線在三個階段的S11曲線對比圖.

圖6展示了三個設(shè)計對應(yīng)的S11和S21參數(shù)對比.從圖6（a）可以看出，方形的開口諧振環(huán)陣列的加入使得天線2在4.1～5.3 GHz和6.9～7.5 GHz內(nèi)的阻抗匹配相比天線1得到了明顯改善，同時-10 dB以下的帶寬擴(kuò)展到了10.5 GHz.而矩形互補(bǔ)開口諧振環(huán)的加入，使得天線3在4.1～4.4 GHz，6.5～7 GHz和9.2～9.9 GHz內(nèi)的阻抗匹配相比天線2都有了明顯的改善，同時-10 dB以下的帶寬擴(kuò)展到了3.2～11.2 GHz.

從圖6（b）可以看出，雙向開口諧振環(huán)陣列解耦解構(gòu)的加入，使得天線2的隔離度相比天線1在5.3～8.4 GHz以及8.6～10 GHz有了明顯的提高，但是在10～12 GHz范圍改善并不明顯，這符合1.2節(jié)中對該超材料的阻帶分析以及電磁參數(shù)分析的結(jié)果.而接地面蝕刻的互補(bǔ)開口諧振環(huán)解構(gòu)的加入，使得天線3相比天線2的隔離度在5.7～7.7 GHz和8.7～9.2 GHz有了進(jìn)一步的提升，同時明顯改善了10～12 GHz的隔離度，這與1.2節(jié)中對互補(bǔ)開口諧振環(huán)解構(gòu)10～12 GHz阻帶特性的分析基本一致.可以看出，兩種超材料單元的結(jié)合，使得天線在整個工作頻帶內(nèi)的隔離度有了明顯的提升，并小幅度增加了工作帶寬.

1.4 天線的參數(shù)分析

為了保證天線工作性能的最佳化，需要對天線的部分尺寸參數(shù)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)天線的阻抗匹配和隔離度的兼顧.為了研究天線在不同參數(shù)改變下性能的變化趨勢，天線結(jié)構(gòu)在HFSS環(huán)境中被建模仿真，并對模型的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了掃描分析.

對于MIMO天線來說，單元的間距是影響天線隔離度的一個重要指標(biāo)，但對于當(dāng)前的MIMO天線結(jié)構(gòu)來說，間距還會影響天線的阻抗匹配，因此需要對天線的間距進(jìn)行參數(shù)掃描和優(yōu)化，從而取得天線的隔離度和阻抗匹配的性能平衡.圖7展示了天線在不同輻射單元間距Ds取值下的S11和S21參數(shù)對比.從圖7（a）可以看出，隨著單元間距Ds從10.5 mm增加到11.5 mm，天線的阻抗匹配在低頻段經(jīng)歷了先改善后劣化的過程，而在6～10 GHz范圍則是隨著距離的增加而逐漸改善，可以看出間距取值11.5 mm具有整體最好的阻抗匹配.對于隔離度的變化，從圖7（b）可以看出，天線在大于7 GHz的范圍，在間距取值11.5 mm時天線的隔離度具有整體最大的提升，而在小于7 GHz的范圍，單元間距的不同取值在不同范圍各有改善.綜合阻抗匹配和隔離度的改善效果，這里選擇11.5 mm作為Ds的最佳值.

然后對接地面上的凹陷結(jié)構(gòu)的寬度W2進(jìn)行參數(shù)掃描分析，從圖8（a）可以看出，隨著W2取值從3.6 mm開始增加到4.0 mm，天線的隔離度在7.7～8.7 GHz經(jīng)歷了一個先升高隨后下降的過程，其中在W2取值為3.8 mm時天線的隔離度在大于5.4 GHz的相當(dāng)大的范圍內(nèi)具有最佳的改善效果.因此考慮整體的隔離度提升效果，這里選擇W2取值為3.8 mm.

然后對開口諧振環(huán)的寬度C1進(jìn)行參數(shù)掃描分析.天線在不同C1取值下的S21對比如圖8（b）所示，從圖中可以看出，C1的取值對天線的S21參數(shù)在7～9.4 GHz和10.4～11.2 GHz有較明顯的影響，雖然在7.5 GHz附近頻段內(nèi)其他取值具有更好隔離度，但是在8～11.2 GHz大的范圍內(nèi)，C1取值5.2 mm具有明顯最好的整體隔離度，因此5.2 mm為C1的最優(yōu)值.最后對互補(bǔ)諧振環(huán)的長度A2進(jìn)行參數(shù)掃描分析，天線在不同A2取值下的S21對比如圖8（c）所示，從圖中可以看出A2的取值對天線的S21參數(shù)在7～10.2 GHz有較明顯的影響，A2在從10.4 mm增加到10.8 mm的過程中，在8.1～103 GHz的范圍內(nèi)，S21下潛變深的區(qū)域有一個從高頻向低頻移動的趨勢，而在7～11.2 GHz范圍內(nèi)，整體的隔離度則經(jīng)歷了先改善后劣化的過程.可以看出，在7.2～11.2 GHz范圍內(nèi)，A2取值為10.6明顯具有更好的整體隔離度的提升，因此設(shè)置106 mm為A2的最優(yōu)值.

1.5 天線的表面電流分析

為了更直觀地展示該混合解耦結(jié)構(gòu)的去耦效果，選取了5個工作頻點(diǎn)來分析其表面電流.圖9展示了天線在不同工作頻點(diǎn)下的表面電流分布情況.在仿真環(huán)境中，天線的端口1被激發(fā)，而端口二則接入50歐姆阻抗的匹配負(fù)載，從而研究天線在解耦結(jié)構(gòu)影響下天線單元二被單元一干擾的情況.

從圖9可以看出，天線在3.6 GHz工作時的電流主要聚集在互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)附近；在5.1 GHz和9 GHz工作時的電流主要聚集互補(bǔ)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)部和開口諧振環(huán)陣列上；在7.65 GHz和11.2 GHz下，電流主要聚集在開口諧振環(huán)陣列上和互補(bǔ)開口諧振環(huán)上.在所有的頻段上天線輻射單元二分布的電流微弱到幾乎不可見，這說明由開口諧振環(huán)和互補(bǔ)諧振環(huán)構(gòu)成的混合解耦結(jié)構(gòu)有效的吸收了耦合到鄰近單元的電磁能量，隔離度提升是開口諧振環(huán)和地面的互補(bǔ)開口諧振環(huán)共同作用的結(jié)果.

2 結(jié)果與討論

2.1 S參數(shù)分析

提出的2單元MIMO天線基于HFSS仿真和優(yōu)化的結(jié)果如圖10（a）所示.從圖中可以看出，天線的-10 dB的阻抗帶寬為為3.2～11.2 GHz，同時在3.45～10.2 GHz頻率范圍內(nèi)的反射系數(shù)都小于-13.1 dB，最小的反射系數(shù)出現(xiàn)在6.85 GHz附近，達(dá)到了-37 dB.天線的隔離度在整個工作頻段內(nèi)都大于20 dB.

為了直觀展示混合解耦結(jié)構(gòu)的解耦效果，圖10（b）展示了加載超材料混合解耦前后天線基于HFSS仿真的S21曲線對比圖.從圖中可以看出，在加載超材料混合解耦結(jié)構(gòu)后，天線的隔離度在除了4.1～4.3 GHz和5.0～5.1 GHz外的整體范圍，也就是天線工作頻段的大部分范圍內(nèi)都有了明顯的提高，其中在5.45～11.2 GHz的范圍內(nèi)的隔離度大于22 dB，提升最大在5.85 GHz/7.65 GHz/9.0 GHz/9.9 GHz/11.2 GHz處，分別提升了9 dB/19 dB/15 dB/7 dB/12 dB；同時在較低頻段內(nèi)的隔離度依然能保持在20 dB以上.這充分說明了該解耦結(jié)構(gòu)的有效性.

2.2 遠(yuǎn)場特性分析

為了分析天線的遠(yuǎn)場特性，天線的端口1被激發(fā)，而端口2接入50歐姆的匹配終端，然后通過HFSS仿真軟件取得結(jié)果.仿真獲得的方向圖如圖11所示，從圖中可以看出，天線在五個頻段的YOZ平面上體現(xiàn)了全向的輻射特性；而對于XOZ平面，天線在低頻的4.3 GHz體現(xiàn)出雙向的輻射特性，而隨著頻率逐漸變高，天線方形圖逐漸變得扭曲，這主要是因?yàn)楦哳l下天線激發(fā)出了高次模的諧振，使得天線上的電流密度不均勻分布所致.

天線在整個工作頻段的增益和輻射效率曲線如圖12所示.從圖中可以看出，天線在3.2～11.2 GHz范圍內(nèi)的增益在2.8～7.4 dB之間，最大的增益出現(xiàn)在7 GHz處；天線在整個工作頻段的輻射效率在76%～97%之間，這說明來自饋源的大部分能量都被天線輻射了出去，天線在整個工作頻段內(nèi)都具有一個可觀的增益和輻射效率，這說明提出的天線具有良好的輻射特性.

2.3 MIMO性能分析

為了評估MIMO天線的性能，還需要引入對天線分集性能的評估，這些評估指標(biāo)包括了包絡(luò)相關(guān)系數(shù)（ECC），分集增益（DG）.ECC是一個評估天線關(guān)鍵性能的指標(biāo)，越小的ECC值代表了天線單元在單獨(dú)工作時對其他單元的干擾越小，同時效率更高.為了保證MIMO天線工作的可靠性，天線的ECC值通常需要保持在0.05以下.一個雙端口MIMO天線的ECC值可以由式（9）給出：

ECC=

S*11S12+S*21S22（1-S112-S212）（1-S222-S122）（9）

分集增益是用來衡量MIMO天線分集有效性的指標(biāo)，它可以由天線的ECC值得出，其計算公式如式（10）所示：

DG=1-1-ECC（10）

天線通過仿真得到的ECC曲線和DG曲線如圖13、圖14所示.從圖中可以看出，天線的ECC值在整個工作頻段小于0.001，而分集增益值則大于9.99 dB，這說明提出的MIMO天線具有良好的分集性能.

2.4 與其他設(shè)計的性能對比

表2展示了提出的設(shè)計與當(dāng)前公布的MIMO超寬帶天線設(shè)計的性能對比.可以看出，該天線相比文獻(xiàn)[11]、[13-16]、[21]、[22]，具有更高的峰值增益以及ECC指標(biāo)；而相比文獻(xiàn)[23-25]具有尺寸以及隔離度上的優(yōu)勢；相比前面提到的文獻(xiàn)[17]，本設(shè)計在峰值增益和ECC值上更有優(yōu)勢；相比文獻(xiàn)[18]，提出的設(shè)計具有更高的隔離度和峰值增益；相比文獻(xiàn)[19]，本設(shè)計具有更小的尺寸和更低的ECC值.這說明提出的混合解耦結(jié)構(gòu)具有非常有效的隔離度提升效果，提出的天線具有合適的尺寸、阻抗帶寬、良好的增益、隔離度以及極化分集性能，因此可以應(yīng)用于大量的UWB通信場景中.

3 結(jié)論

一個基于超材料混合解耦結(jié)構(gòu)的應(yīng)用于UWB通信的雙單元MIMO天線被提出.兩個蝕刻了“H”形槽的九邊形的輻射貼片結(jié)合切角和凹陷處理的倒“T”形接地面形成了超寬帶的工作頻段.為了進(jìn)一步改善天線的隔離度，引入了一種基于開口諧振環(huán)和互補(bǔ)開口諧振環(huán)的混合解耦結(jié)構(gòu)，開口諧振環(huán)構(gòu)成了5×1的陣列加載到輻射貼片的中間，而互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)通過蝕刻的方式加載到了接地面上，使得天線獲得了在3.2～11.2 GHz的工作頻段內(nèi)大于20 dB的隔離度，其中在5.45～11.2 GHz的范圍內(nèi)隔離度大于22 dB.天線具有全向的輻射特性，良好的增益以及極化分集性能，這證明了該天線可以應(yīng)用于各種超寬帶的通信場景中.

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