通信的5G時代已經(jīng)來臨，不管對于5G基站，還是5G手機，MIMO必定成為5G的核心組成部分，在不占用更多頻譜的情況下，MIMO允許在相同的無線信道上同時發(fā)送和接收多個數(shù)據(jù)，這大大提高了無線數(shù)據(jù)的信號路徑、大大提高了傳輸速率、大大提高了鏈路的可靠性。所以，MIMO會隨著5G的發(fā)展而逐漸普及，甚至更大規(guī)模的MIMO會被提出，用戶的上網(wǎng)體驗會越來越好，MIMO也會助力5G給行業(yè)帶來更大的沖擊和機遇，下面講述3種常見的提高MIMO隔離度方法。

1.采用地縫結(jié)構(gòu)解耦

在天線單元間的地板上開細縫是一種簡單、有效的解耦方法。這種方法主要考慮的問題是:(1)在地板上開細縫的位置: (2)細縫的尺寸: (3)細縫的數(shù)量。通過在地板上開一條長度約為天線工作頻率二分之一波長的細縫來提高天線單元間的隔離度。如圖 1-1(a)所示。從圖中可以看出，在地板對稱位置上開了兩條細縫降低地板表面波和近場的作用，減小互耦的作用，極大的提高了天線單元間的隔離度。在地板上開一條約等于四分之一波長的細縫來提高天線單元的隔離度。但是如果天線工作在很低的頻段，細縫的尺寸將變得很長，這不利于應(yīng)用。研究結(jié)果表明，在細縫中加入電容可以有效的減小細縫的長度，如圖 1-1 (b) 所示。

通過加入地縫結(jié)構(gòu)，能夠有效的提高天線單元間的隔離度，降低相關(guān)性。研究結(jié)果可知，地縫對于地板表面電流相當(dāng)于一個在工作頻點發(fā)生諧振的濾波器，能有效的抑制被激勵天線端口的電流流向非激勵天線端口。但是在地板上添加地縫結(jié)構(gòu)，不僅會惡化天線的阻抗匹配，還會影響天線的輻射方向圖。

2.采用地枝結(jié)構(gòu)解耦

采用地枝結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)比較容易，運用非常普遍的有效方法。通過在金屬地板上延伸額外的枝節(jié)，人為的制造出耦合路 :使之產(chǎn)生的耦合能量與原有的耦合能量大小相等，相位相反相互抵消，從而提高天線單元間的隔離度。這種方法主要考慮的問題有:(1)地枝結(jié)構(gòu)所放的位置;(2) 地枝結(jié)構(gòu)的形狀。圖 1-2(a)在一副F型MIMO天線的地板對稱位置處添加了一個T型結(jié)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)T型枝節(jié)的長和寬度，使之能夠在工作頻點發(fā)生諧振，減小天線單元間的互耦，提高隔離度。如圖1-2(b)所示,該天線占用50x9x0.8mm的體積，印刷在介電常數(shù)為 4.4的FR4質(zhì)板上。為了減小天線的尺寸和拓展陽抗帶寬，采用耦合饋電提供電容改善電感性的天線的阻抗匹配。調(diào)節(jié)地枝結(jié)構(gòu)的長度讓它在 WLAN的雙頻段發(fā)生諧振，使之等效為一個陷波結(jié)構(gòu)遏制天線通過近場輻射到另一個天線端口，提高天線單元間的隔離度。并且研究了地枝結(jié)構(gòu)的形狀對提高天線單元間的隔離度的影響，最終獲得了在 WLAN 的三個頻段天線的隔離度都不低于18dB。

通過采用地枝結(jié)構(gòu)進行解耦的方法有很多設(shè)計例子，地枝結(jié)構(gòu)的類型依賴于天線的形式，沒有特定的類型能夠適應(yīng)各種形式的天線，設(shè)計尚且缺乏一般性。而且地枝還會吸收一定的輻射能量，這有可能降低天線的輻射效率。

3.采用中和線結(jié)構(gòu)解耦

通過在天線單元間連接一條或幾條直的或者彎折的微帶線進行解耦的方法叫做電流中和解耦法。由于中和線不僅成本比較低、易于實現(xiàn)，而且不會增加天線的尺寸，大量的天線設(shè)計者對其進行了研究。采用中和線結(jié)構(gòu)解耦的關(guān)鍵問題是: (1)連接中和線的位置; (2) 中和的尺寸。如圖1-3(a)所示在兩個工在不同帶寬頻率的PIFA天線間用一條直的懸置微帶線連接起來，整個天線的尺寸為 40x100mm。揭示了中和線結(jié)構(gòu)解耦的原理是中和線從被激勵天線單元處摘取一部分的電流，并且將電流返回給非激勵天線單元，使之產(chǎn)生與未加中和線前相反的耦合。這樣激勵天線單元對非激勵天線單元的影響可以得到很好的抑制，從而提高天線單元間的隔離度。中和線的長度和寬度以及中和線的連接位置對摘取的電流有著直接的影響。中和線一般只能在單頻段或者窄帶處實現(xiàn)解耦效果，因為對于不同的工作頻點，中和線對應(yīng)的長度也不一樣，這極大的限制了中和線在多頻帶內(nèi)的應(yīng)用。

采用中和線結(jié)構(gòu)解耦的設(shè)計方法只需在天線單元間連接微帶線，不會占用額外的空間，自從被提出就獲得了廣泛的實際應(yīng)用。但是這種方法針對中和線的尺寸和連接位置尚無一個通用的辦法，設(shè)計者只能使用仿真軟件對中和線和天線單元進行調(diào)諧、聯(lián)合優(yōu)化，這增加了設(shè)計的時間和困難。

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