一种矿用高隔离度三频MIMO天线设计

摘要

多频多输入多输出(MIMO)天线由于空间受限,存在单元间距较小产生的强耦合问题。针对该问题,设计了一种矿用高隔离度三频MIMO天线。通过在1个矩形枝节两端加载2个L型枝节组成三叉戟单极子天线,使天线具有三频特性;将2个三叉戟单极子天线单元对称放置,在2个单元之间的金属地板上加载1个T型枝节,利用寄生枝节产生的相反电流抵消未加枝节时耦合产生的电流,并蚀刻2个对称的矩形槽,通过改变地板上的电流分布来抑制地板表面波带来的互耦,从而使天线在整个频段内实现高隔离度。仿真结果表明:该天线工作在1.85~2.70,3.24~3.99,4.65~5.80 GHz频段,能有效覆盖煤矿井下WiMAX/WiFi/4G/5G NR工作频段;天线在3个频段内的隔离度分别大于20,22,22 dB,较去耦合前天线的隔离度分别提高了11,9,10 dB;包络相关系数小于0.2,具有良好的分集性能;天线在工作频段内增益变化稳定,且全向辐射特性良好。该天线具有结构简单紧凑、易加工、剖面低的优势,在煤矿无线通信中具有广泛的应用场景。