
技术摘要:
本发明公开了一种新型去耦表面覆层,由多层均匀介质依次叠加而成,形成特定电磁波折射率,安装在多天线系统的上方。通过对去耦表面覆层的不同介质的介电常数的选取、每一层介质的厚度、以及覆层与天线系统的高度的调整,使得含有所述去耦表面覆层的多天线系统的各单元 全部
背景技术:
随着移动通信系统的快速发展,射频频谱资源日益短缺,如何提供更高质量、更快 速的通信服务成为第五代移动通信系统(5G)中的研究热点。在此背景下,已经提出许久的 多输入多输出(MIMO)通信技术成为了5G系统中的关键技术。 多输入多输出(MIMO)技术是指在发射端和接收端同时使用多个发射天线和接收 天线,使信号通过发射端和接收端的多个天线发射和接收。因此,多输入多输出技术能够在 不额外增加通信频带和发射功率的情况下,实现高速、大容量的数据传输,显著的提高系统 数据吞吐率和信道容量。在多输入多输出(MIMO)系统中,天线起着至关重要的作用,因为天 线的特征固有地包含在发射器和接收器之间的通信信道中。 MIMO技术是基于天线阵列而言的,随着对信道容量需求的不断增长,大规模MIMO 技术将会成为5G系统的核心,并且紧凑密集的阵列将促进这一进程。然而,无论是5G基站, 或是移动终端中,由于空间限制,随着天线数量的增加,天线单元之间的间距相对较小,造 成单元之间会形成强烈的互相耦合。在特定的空间内,天线单元数量越多,单元之间的耦合 更强,会导致: (1)空间相关性的增加; (2)辐射效率的降低; (3)单元增益的下降; (4)信噪比的恶化; (5)信道容量的减小。 综上所述,在有限的空间内,在MIMO系统中如何有效的减小天线单元之间的耦合, 提高单元之间的隔离度,并保证原天线的辐射性能,成为了业界研究的热点。
技术实现要素:
根据等效介质理论,两种介质相互交替裹成,假定这两种介质都是各向同性均匀 介质,假如每一层介质的厚度远小于入射波的波长,那么整个结构的介质将等效成一个各 向异性非均匀介质。 本发明目的是:根据等效介质理论,提供一种新型去耦表面覆层,将表面覆层安置 在多天线系统中的天线单元的上方,可以降低单元天线之间的耦合,提高天线增益。 本发明的技术方案是: 一种新型去耦表面覆层,由多层均匀介质依次叠加而成,形成特定电磁波折射率,安装 在多天线系统的上方。 优选的,通过对去耦表面覆层的不同介质的介电常数的选取、每一层介质的厚度、 3 CN 111600128 A 说 明 书 2/3 页 以及覆层与天线系统的高度的调整,使得含有所述去耦表面覆层的多天线系统的各单元间 耦合降低,隔离度提高。 优选的,通过对去耦表面覆层的不同介质的介电常数的选取、每一层介质的厚度、 以及覆层与天线系统的高度的调整,使得含有所述去耦表面覆层的多天线系统的增益提 高,带宽提升,辐射效率增加。 优选的,所述去耦表面覆层所选取的介质是两种或者两种以上均匀介质。 优选的,所述去耦表面覆层所选取的介质每一层的厚度,可以相同也可以不同,各 层介质相互交替覆盖,形成特定的折射率,用来控制电磁波方向。 优选的,所述去耦表面覆层所选取的介质叠加的层数是两层或者两层以上,根据 实际系统的需要叠加。 本发明的优点是: 本发明利用两种均匀介质相互交替,但是每一层的厚度不同,当电磁波穿过介质交界 面时所发生的折射角度由两个介质的折射率的比值决定。在这种情况下,电磁波在渐变多 层介质中的传播过程是一个逐渐改变传播方向的过程。在渐变折射率介质内部发生多次小 角度的折射,通过设置特定的介质折射率,可以控制电磁波的传播方向。将这样的表面覆层 安置在多天线系统中的天线单元的上方,可以降低单元天线之间的耦合,提高天线增益。 附图说明 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述: 图1为实施例1的去耦表面覆层结构图; 图2为实施例2的去耦表面覆层结构图; 图3为双天线系统存在耦合的示意图; 图4为双天线系统上加载实施例1的去耦表面覆层的示意图; 图5为两天线单元组成的线阵MIMO天线的S11、S12参数图; 图6为加载去耦表面覆层的两天线单元组成的线阵MIMO天线的S11、S12参数图。