基于新型共面波导的频率可重构MIMO天线设计

常 睿,李 伟,姚博译,段俊萍,张斌珍

(中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西 太原 030051)

0 引言

近年来无线与通信技术发展迅猛,为了满足通信系统日益增长的需求,高传输速率、大容量信道、宽带频段等成为重点研究方向[1]。而多输入多输出(MIMO)技术可以在相同带宽的情况下提高频谱利用率和信道容量,这对于解决日趋紧缺的频谱资源是一个良好的解决方法。

MIMO天线利用多个发射和接收天线来提供复用增益和分集增益,这减少了多径衰落效应,增加了传输容量。小型化和紧凑型天线是宽带天线系统中较常见的天线类型。对于MIMO天线,单元之间的互耦程度是衡量MIMO系统性能的重要指标之一。为了解决去耦问题,提出了多种技术方法,如去耦存根技术[2]、缺陷地结构[3-4]、电子带隙[5-6]和开口谐振环[7-8]等。研究表明,MIMO天线中的分集技术可以有效地解决多径衰落问题,从而提升通信质量[9]。在MIMO天线诸多优势的基础上,可重构MIMO天线在新一代通信系统中获得极大的关注[10],它不仅是改善覆盖范围和提高数据速率的绝佳选择,还可以根据频率可重构的特性提高频谱效率。近年来可重构天线的设计已应用于MIMO天线系统中,文献[11]采用可控开关元件对超宽带(UWB)频段内进行可调节和可逆的控制,使天线能在3种不同模式下运行。2022年,Zhao等[12]提出一种可以通过二极管控制的可重构MIMO天线,使天线分别在3.5 GHz和5 GHz频段工作。Islam. H等[13]等设计了一种带阻滤波器去耦网络,在滤波器配置中连接单个PIN二极管。……