适用于毫米波应用的微型双频段高增益高隔离MIMO天线

本文介绍了一种紧凑型双频段四元件多输入多输出（MIMO）天线，专为毫米波（mm-wave）应用设计，特别强调5G无线通信系统。所提天线占用超紧凑体积15 × 15 × 0.8 mm³（约为28 GHz时的0.55λ × 0.55λ × 0.03λ），非常适合集成进空间受限的无线设备。该天线在两个毫米波频段29-31 GHz和36.5-38.5 GHz之间高效工作，覆盖了关键的5G NR-FR2频率分配。通过引入战略性布局的槽孔和紧凑的辐射结构，天线在下频段和上频段分别实现了8.1 dBi和8.64 dBi的峰值实现增益，同时保持端口隔离度超过25 dB。模拟与实测结果高度一致，验证了所提设计的有效性。全面的MIMO性能评估表明其具有出色的分集特性，包络相关系数（ECC）极低，低于0.001，多样性增益（DG）约为9.99 dB，总有源反射系数（TARC）维持在-5到5 dB之间，以及在工作频段内的信道容量损失（CCL）低至0.21 bit/s/Hz。凭借其紧凑尺寸、高增益、强隔离和稳健的MIMO性能，所提天线是下一代毫米波5G及未来无线通信系统的有力候选。