一种多输入多输出汉字天线装置

本发明涉及无线通信射频天线，特别是涉及一种多输入多输出汉字天线装置，是中华文化融入通信科技创新之产物。

背景技术：

1、随着wifi 7通信系统朝着2.4ghz、5ghz、6ghz多频段协同与多链路聚合方向演进，终端设备对天线提出宽频覆盖、高增益的要求；同时多输入多输出（mimo）天线需要在有限物理空间内实现较低的端口互耦与包络相关系数。

2、现有mimo贴片天线大多采用结构、尺寸完全一致的天线单元构成阵列，各单元表面电流分布、辐射电场矢量高度趋同，单元间近场叠加效应强烈，导致严重的端口互耦与高信号相关性，造成mimo分集性能恶化。为提升端口隔离度，现有技术普遍采用去耦网络、缺陷地结构（dgs）、电磁带隙（ebg）、隔离栅栏等辅助去耦结构，但上述方案会增大pcb占用面积、提高加工成本，引入额外插入损耗，还容易造成辐射方向图畸变。

3、同时，传统多频段mimo天线的调频机制完全依赖天线单元物理尺寸差异：通过大幅拉大贴片长宽尺寸差，实现低频、高频频段的分离谐振匹配。但该方式存在致命缺陷：尺寸差异过大会导致双单元辐射增益、阻抗特性严重失衡，阵列一致性差，且大尺寸差异无法适配紧凑小型化设备布局，难以同时兼顾wifi 7三频段协同工作需求。

4、另一方面，现有异形、汉字造型天线多为单辐射单元构型，尺寸差异较大的异形贴片很难同时实现2.4ghz、5ghz、6ghz多频段谐振匹配。若增大单元间距抑制互耦，天线整体尺寸随之增大；缩小单元间距则隔离性能劣化。在缺少寄生谐振结构的条件下，还会出现全频段阻抗匹配差、增益一致性不足等问题，难以满足wifi 7多链路聚合对多频段并发、高吞吐、低时延的传输需求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多输入多输出汉字天线装置，解决现有mimo天线必须依赖额外去耦结构实现端口隔离、传统尺寸调频天线阵列一致性差、无法适配wifi 7多频段协同工作的技术问题。

2、为了实现上述目的，本申请提供了一种多输入多输出汉字天线装置，所述装置包括第一字型辐射贴片、第二字型辐射贴片、第一寄生金属贴片、第二寄生金属贴片、若干馈电探针、接地反射板和介质基板；第一字型辐射贴片和第二字型辐射贴片与介质基板的上表面连接，第一寄生金属贴片和第二寄生金属贴片与介质基板的下表面连接，馈电探针与接地反射板的上表面连接，接地反射板与介质基板相对平行设置；第一字型辐射贴片和第二字型辐射贴片的整体物理尺寸相近，外轮廓字型拓扑互不相同；第一字型辐射贴片和第二字型辐射贴片与第一寄生金属贴片和第二寄生金属贴片之间的层间电磁耦合产生多阶谐振；若干馈电探针为第一字型辐射贴片和第二字型辐射贴片独立馈电。

3、本发明的第一字型辐射贴片和第二字型辐射贴片分别采用尺寸近似、字型轮廓完全差异化的隶书“学”“院”字型辐射贴片，双单元物理尺寸几乎一致，但拓扑轮廓、边缘结构、电流路径完全不同：差异化字型结构使双单元表面电流矢量分布错位、方向偏移，大幅降低电场与电流的耦合重叠积分，耦合功率显著衰减；差异化电流分布天然抑制单元近场耦合，使阵列在紧凑间距下无需任何外置去耦结构，即可实现高端口隔离度，从机理上彻底解决了传统mimo天线依赖额外去耦结构的技术痛点。本发明摒弃传统“尺寸调频”逻辑，采用尺寸高度一致、字型拓扑差异化的创新设计：“学”字型贴片与“院”字型贴片整体长宽尺寸差值小于3mm，单元体量、辐射面积基本相同，保证双端口天线增益、阻抗特性高度一致，阵列辐射性能均衡；同时，差异化的汉字镂空拓扑、边缘轮廓结构改变了电磁波辐射的谐振路径与等效电磁波长，使两组同尺寸贴片自发产生差异化固有谐振频率：“学”字型贴片适配5-7.2ghz低频谐振，“院”字型贴片适配2.4ghz高频谐振，完美覆盖全工作频段；该设计突破了传统天线“尺寸决定频段”的技术局限，在不改变单元尺寸、不牺牲阵列一致性、不增大天线体积的前提下，实现三频段精准匹配，彻底解决了传统尺寸调频天线高低频适配差、单元性能失衡的问题。本发明采用尺寸相近、轮廓相异的第一字型辐射贴片和第二字型辐射贴片组成双单元mimo阵列，依靠异形轮廓构造差异化表面电流路径与空间辐射场，无需增设外置去耦网络、缺陷地结构、电磁带隙结构或隔离栅栏即可削弱单元近场耦合，实现方向图分集，兼顾天线小型化、端口隔离度与mimo分集性能；第一字型辐射贴片和第二字型辐射贴片背部分别配置相互独立的第一寄生金属贴片和第二寄生金属贴片，字型辐射贴片与寄生金属贴片发生层间电磁耦合，激发多阶谐振，拓展2.4ghz、5ghz、6ghz工作带宽，改善双端口阻抗匹配。寄生金属贴片上的感应电流可对异形辐射贴片边缘散射场做反向补偿，进一步压低全频段互耦，均衡高低频段辐射增益；两组独立l型倾斜馈电探针，通过馈电位置与倾斜角度和寄生金属贴片协同调谐，实现三频段同步阻抗匹配；接地反射板与字型辐射贴片、寄生金属贴片共同构成多层耦合辐射结构，汇聚辐射能量，抑制背向辐射，获得稳定的单向定向辐射特性。

1.一种多输入多输出汉字天线装置，其特征在于，所述装置包括第一字型辐射贴片（101）、第二字型辐射贴片（102）、第一寄生金属贴片（201）、第二寄生金属贴片（202）、若干馈电探针（3）、接地反射板（4）和介质基板（5）；第一字型辐射贴片（101）和第二字型辐射贴片（102）与介质基板（5）的上表面连接，第一寄生金属贴片（201）和第二寄生金属贴片（202）与介质基板（5）的下表面连接，馈电探针（3）与接地反射板（4）的上表面连接，接地反射板（4）与介质基板（5）相对平行设置；第一字型辐射贴片（101）和第二字型辐射贴片（102）的整体物理尺寸相近，外轮廓字型拓扑互不相同；第一字型辐射贴片（101）和第二字型辐射贴片（102）与第一寄生金属贴片（201）和第二寄生金属贴片（202）之间的层间电磁耦合产生多阶谐振；若干馈电探针（3）为第一字型辐射贴片（101）和第二字型辐射贴片（102）独立馈电。

2.根据权利要求1所述的多输入多输出汉字天线装置，其特征在于，所述第一寄生金属贴片（201）和第二寄生金属贴片（202）不影响字型辐射贴片的文化意义与美感；

3.根据权利要求1或2所述的多输入多输出汉字天线装置，其特征在于，所述第一字型辐射贴片（101）和第二字型辐射贴片（102）为汉字结构；其中，所述第一字型辐射贴片（101）覆盖5.15-7.125ghz频段，所述第二字型辐射贴片（102）覆盖2.4ghz频段。

4.根据权利要求3所述的多输入多输出汉字天线装置，其特征在于，所述第一字型辐射贴片（101）为隶书“学”字型贴片，所述第二字型辐射贴片（102）为隶书“院”字型贴片；

5.根据权利要求1或4所述的多输入多输出汉字天线装置，其特征在于，所述第一字型辐射贴片（101）和第二字型辐射贴片（102）之间的互阻抗为：

6.根据权利要求5所述的多输入多输出汉字天线装置，其特征在于，所述第一寄生金属贴片（201）和第二寄生金属贴片（202）彼此独立，没有连接。

7.根据权利要求6所述的多输入多输出汉字天线装置，其特征在于，所述第一寄生金属贴片（201）和第二寄生金属贴片（202）包括寄生长边（2001）和寄生短边（2002），所述寄生长边（2001）的尺寸为，所述寄生短边（2002）的尺寸为。

8.根据权利要求1所述的多输入多输出汉字天线装置，其特征在于，所述馈电探针（3）为l型馈电探针，其竖直段尺寸为，水平段尺寸为。

9.根据权利要求8所述的多输入多输出汉字天线装置，其特征在于，所述馈电探针（3）的水平段倾斜角度为。

10.根据权利要求1所述的多输入多输出汉字天线装置，其特征在于，所述接地反射板（4）的板长为130-150mm。