用于Sub-6 GHz 5G的采用缺陷地结构增强隔离度的紧凑型四端口MIMO天线

《Scientific Reports》：Compact four-port MIMO antenna with enhanced isolation using defected ground structure for sub-6 GHz 5G

　　

摘要

本文提出了一种用于sub-6 GHz第五代（5G）无线通信和物联网（IoT）系统的小型四端口MIMO天线。该天线采用经济型FR-4基板（\(\varepsilon _r=4.4\)，\(h=1.6\) mm），天线尺寸仅为\(0.68\lambda _0 \times 0.68\lambda _0\)\(\hbox {mm}^2\)。四个改进的单极子天线以正交方式排列，并结合缺陷地结构（DGS），以克服互耦问题，在实现紧凑尺寸的同时保持稳定的阻抗匹配。所设计的MIMO天线在3.44–3.72 GHz频率范围内工作（7.82%），最小反射系数为\(-23.4\) dB，天线间隔离度大于22.7 dB。此外，所设计天线的最大实现增益为3.6 dBi，最大辐射效率为85%。所提出的MIMO天线还表现出良好的分集性能，其ECC、DG、CCL、TARC和MEG值分别为0.0006、10 dB、小于0.04 bits/s/Hz、\(-16\) dB以及\(-3.08\)至\(-3.11\) dB。