雙頻段MIMO印刷偶極子天線設計

摘 要：該文設計一款雙頻段MIMO印刷偶極子天線系統，由2個天線單元組成，每個輻射單元由2個不同尺寸的微帶開口環組成。通過在地板上開方形柵格，減少了2個天線單元之間的耦合，提高天線端口間的隔離度，在2個工作頻段內隔離度均高于25 dB。

關鍵詞：多輸入多輸出天線；隔離度；雙頻段；結構設計；輻射方向

中圖分類號：TN822 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）29-0056-04

Abstract： A dual-band MIMO printed dipole antenna system is designed in this paper， which is composed of two antenna elements， each of which is composed of two microstrip open rings of different sizes. By opening a square grid on the floor， the coupling between the two antenna elements is reduced， and the isolation between the antenna paSYnpSjLk5v1NiwGT1u8l7r3VJY8ywQ/fy1aowX4jXc=orts is improved， which is higher than 25 dB in the two working frequency bands.

Keywords： multi-input multi-output （MIMO） antenna; isolation; dual-band; structural design; radiation direction

近年來，現代通信技術的快速發展對系統容量和頻譜效率提出更高的要求，MIMO技術應運而生。由香農定理可知，若想提高系統容量，需要從獨立信道數，有效帶寬以及信噪比3個方面進行改善。MIMO系統中收發端各有多根天線，發射機和接收機之間采用不同天線配置的組合，可以大大提高數據傳輸速率，同時也可以提高系統容量。然而，無線系統的迅猛發展給無線通信系統的設計提出了更嚴格的要求，例如更多的無線頻譜資源、更快的數據傳輸速率、更大的信道容量以及更小的天線尺寸等[1]。但是，隨著天線單元距離的不斷減少，天線單元間的耦合問題越來越嚴重，進而會影響MIMO天線系統的信道容量。

降低天線單元間互耦的方法很多。例如，文獻[2]引入緊湊平面螺旋線，文獻[3]采用中和線法，將2個相鄰天線單元用2條中和線連接，使流過中和線的電流與流過接地板的電流流向相反，從而抵消，提高隔離度。在文獻[4]中，在地板上開四分之一波長的矩形槽來實現去耦合目的，使隔離參數大于14 dB；在文獻[5]中，在U型輻射貼片之間引入電磁帶隙結構，將隔離度增加到15 dB以上。……