基于角度分集的机载超宽带MIMO天线设计

摘要

为了提高机载通信设备信道容量和进一步减小天线安装空间,提出一种采用角度分集技术的超宽带(UWB)多输入多输出(MIMO)天线.该天线将Vivaldi天线和超宽带槽天线进行了集成设计,无需采用解耦结构便可获得较高的端口隔离度,大大提高了数据传输率.通过在Vivaldi天线辐射臂上开一对方形缝隙和在介质板背面增加长方形辐射贴片,可以有效减小天线的尺寸,设计的UWB-MIMO天线尺寸为36 mm×36 mm×0.8 mm.给出了天线的设计流程,加工了天线实物,并对其进行了测量.仿真和实测结果表明MIMO天线具有超宽的阻抗带宽,可以覆盖整个3.1～10.6 GHz超宽带频段.Vivaldi天线阻抗带宽为2.8～15.9 GHz,UWB槽天线阻抗带宽为1.8～12.7 GHz,天线端口隔离度均在-10 dB以下.测量了天线的辐射性能和增益特性,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该天线的有效性.该天线可以应用于超宽带无线通信系统和机载阵列天线系统中.