本發(fā)明涉及天線技術(shù)領域，特別涉及一種寬帶高隔離2x2微帶天線。

背景技術(shù)：

近年來，隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，無線移動通信也得到了廣泛應用。天線是無線移動通信系統(tǒng)重要組成部分，負責無線信號的收發(fā)。

在諸多天線種類中微帶天線以其體積小、重量輕、平面結(jié)構(gòu)易于與IC器件集成、易于批量生產(chǎn)以及成本低等眾多優(yōu)點受到市場青睞，得到了廣泛應用。但是微帶天線工作帶寬窄的缺點(<5％)也極大地限制了微帶天線的應用。近年來隨著高速數(shù)據(jù)通信時代的來臨，寬帶無線通信發(fā)展迅猛，寬帶無線通信需要的工作帶寬比較寬，而微帶天線的工作帶寬窄的缺點限制了其在發(fā)展迅猛的寬帶無線通信領域的應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種寬帶高隔離2x2微帶天線，以解決現(xiàn)有技術(shù)中導致的上述多項缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種寬帶高隔離2x2微帶天線，包括第一輻射單元、第二輻射單元、第一H形開槽、第二H形開槽、第一饋電單元、第二饋電單元、第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板、第三介質(zhì)基板、空氣介質(zhì)層、地層和墊片，所述第一輻射單元附著在第一介質(zhì)基板的上表面，所述第二輻射單元附著在第二基板的上表面，第一介質(zhì)基板和第二介質(zhì)基板之間為空氣介質(zhì)層，并由所述墊片支撐，所述地層附著在第二介質(zhì)基板的下表面和第三介質(zhì)基板的上表面，兩個地層接觸，所述第一饋電單元和第二饋電單元附著在第三介質(zhì)基板的下表面，所述第一H形開槽和第二H形開槽為第二介質(zhì)基板的下表面和第三介質(zhì)基板的上表面的地層挖開的H形狀的開槽，第一H形開槽和第二H形開槽物理方向上互相垂直設置，第一饋電單元和第二饋電單元物理方向上互相垂直設置。

優(yōu)選的，所述第一饋電單元和第二饋電單元由第三介質(zhì)基板的下表面邊緣分別延伸至第一H形開槽和第二H形開槽的下方。

優(yōu)選的，所述第一H形開槽和第二H形開槽空隙中間的“-”結(jié)構(gòu)的長度大于開槽兩邊的“|”結(jié)構(gòu)的高度。

優(yōu)選的，所述第二H形開槽大小和第一H形開槽大小相同，所述第二饋電單元大小和第一饋電單元大小相同，所述第二H形開槽和第二饋電單元的相對位置與第一H形開槽和第一饋電單元的相對位置相同。

優(yōu)選的，所述第一H形開槽和第二H形開槽位于所述第二輻射單元的下方。

優(yōu)選的，所述第一輻射單元位于第二輻射單元的上方。

優(yōu)選的，所述第一輻射單元和第二輻射單元均為方形金屬板。

優(yōu)選的，所述第一輻射單元和第二輻射單元的長度是可變化的。

優(yōu)選的，所述空氣介質(zhì)層厚度為可變化的。

采用以上技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明寬帶高隔離2x2微帶天線因第一饋電單元和第二饋電單元分別通過第一H形開和第二H形開槽與第二輻射單元的耦合以及第一輻射單元和第二輻射單元的耦合，可將本微帶天線的工作頻率帶寬有效拓寬到20％以上，因饋電網(wǎng)絡物理空間上的垂直布置，使兩個饋電網(wǎng)絡激勵同一個天線，使得在同一個天線上，激勵起兩個模式正交的電磁波。由于激勵起來的電磁波模式正交，因此天線兩饋電端口的隔離度大大提高，拓寬了微帶天線的應用市場。

附圖說明

圖1是本發(fā)明寬帶高隔離2x2微帶天線的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明寬帶高隔離2x2微帶天線的在其厚度方向的相對位置關系結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明寬帶高隔離2x2微帶天線的駐波比(VSWR)仿真和測試結(jié)果圖。

圖4是本發(fā)明寬帶高隔離2x2微帶天線的隔離度仿真和測試結(jié)果圖。

其中，1-第一輻射單元，2-第二輻射單元，301-第一H形開槽，302-第二H形開槽，401-第一饋電單元，402-第二饋電單元，5-第一介質(zhì)基板，6-第二介質(zhì)基板,7-第三介質(zhì)基板，8-墊片，9-空氣介質(zhì)層，10-地層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明寬帶高隔離2x2微帶天線的優(yōu)選實施方式。

圖1-圖2出示本發(fā)明寬帶高隔離2x2微帶天線的具體實施方式：一種寬帶高隔離2x2MIMO微帶天線，包含第一輻射單元1、第二輻射單元2、第一H形開槽301、第二H形開槽302、第一饋電單元401、第二饋電單元402、第一介質(zhì)基板5、第二介質(zhì)基板6、第三介質(zhì)基板7、空氣介質(zhì)層9、地層10和墊片8。所述第一輻射單元1附著在第一介質(zhì)基板5的上表面，所述第二輻射單元2附著在第二基板6的上表面，第一介質(zhì)基板5和第二介質(zhì)基板6之間為空氣介質(zhì)層9，并由墊片8支撐。所述地層10附著在第二介質(zhì)基板6的下表面和第三介質(zhì)基板7的上表面，兩個地層10相互接觸。所述饋電單元401和402附著在第三介質(zhì)基板7的下表面，饋電單元401和402與第三介質(zhì)基板7的上表面的地10分別構(gòu)成微帶線。所述第一H形開槽301和第二H形開槽302為第二介質(zhì)基板6的下表面和第三介質(zhì)基板7的上表面的地層10挖開的H形開槽。第一H形開槽301和第二H形開槽302物理方向上互相垂直，第一饋電單元401和第二饋電單元402物理方向上互相垂直。所述第一饋電單元401通過第一H形開槽301與第二輻射單元2進行能量耦合，第二輻射單元2再將電磁能量耦合到第一輻射單元1。所述的第二饋電單元402通過第二H形開槽302與第二輻射單元2進行能量耦合，第二輻射單元2再將電磁能量耦合到第一輻射單元1。第一饋電單元401和第一H形開槽301激勵的電磁能量模式與第二饋電單元402和第二H形開槽302激勵的電磁能量模式正交，使得第一饋電單元401的輸入端和第二饋電單元402輸入端的隔離度大大提高。使用本方明的方法，本發(fā)明實現(xiàn)了一種寬帶高隔離2x2MIMO微帶天線。

在本實施例中，所述第一饋電單元401和第二饋電單元402由第三介質(zhì)基板7的下表面邊緣分別延伸至第一H形開槽301和第二H形開槽302的下方。

在本實施例中，所述第一H形開槽301和第二H形開槽302空隙中間的“-”為瘦長條結(jié)構(gòu)，H形開槽兩邊的“|”為短條結(jié)構(gòu)，“-”結(jié)構(gòu)的長度大于“|”結(jié)構(gòu)的長度。

在本實施例中，所述第二H形開槽302大小和第一H形開槽301大小相同，所述第二饋電單元402大小和第一饋電單元401大小相同，所述第二H形開槽302和第二饋電單元402的相對位置與第一H形開槽301和第一饋電單元401的相對位置相同。

在本實施例中，所述H形開槽301和第二H形開槽302位于所述第二輻射單元2的下方。

在本實施例中，所述第一輻射單元1位于第二輻射單元2的上方。

在本實施例中，所述第一輻射單元1和第二輻射單元2均為方形金屬板。

在本實施例中，所述第一輻射單元1和第二輻射單元2的長度是可變化的，以便于第一輻射單元1的諧振頻率和第二輻射單元2的諧振頻率不完全一樣，但是靠得很近，以便拓寬本寬帶高隔離2x2MIMO微帶天線的工作頻率帶寬。

在本實施例中，所述的空氣介質(zhì)層9厚度為可變化的，該厚度可以調(diào)節(jié)第一輻射單元1和第二輻射單元2之間的能量耦合度，使得第一輻射單元1和第二輻射單元2能量耦合最優(yōu)，以便拓寬本寬帶高隔離2x2MIMO微帶天線的工作頻率帶寬。

當本發(fā)明作為發(fā)射天線時，第一路電磁能量由第一饋電單元的邊緣饋入，第一饋電單元與第三介質(zhì)基板的上表面的地構(gòu)成微帶線，電磁能量沿著微帶線將電磁能量傳輸至第一H形開槽下方，電磁能量通過第一H形開槽耦合至第二輻射單元，第二輻射單元再將電磁能量耦合至第一輻射單元，最終第一路能量輻射出本發(fā)明的微帶天線。第二路電磁能量由第二饋電單元的邊緣饋入，第二饋電單元與第三介質(zhì)基板的上表面的地構(gòu)成微帶線，電磁能量沿著微帶線將電磁能量傳輸至第二H形開槽下方，電磁能量通過第二H形開槽耦合至第二輻射單元，第二輻射單元再將電磁能量耦合至第一輻射單元，最終第二路能量輻射出本發(fā)明的微帶天線。兩路電磁能量分別由物理空間上垂直布置的饋電網(wǎng)絡激勵同一個微帶天線，經(jīng)微帶天線輻射出去的電磁波模式正交，兩電磁波的干擾很小。

當本發(fā)明作為接收天線時，第一輻射單元1接收電磁能量，第一輻射單元1將電磁能量耦合至第二輻射單元2，第二輻射單元2通過第一H形開槽301和第二H形開槽302將電磁能量分別耦合至第一饋電單元401和第二饋電單元402，第一饋電單元401和第二饋電單元402與第三介質(zhì)基板7上表面的地層10組成兩組微帶線，電磁能量分別沿微帶線將電磁能量傳輸至微帶天線輸出端。由于第一饋電單元401和第一H形開槽301組成的第一饋電網(wǎng)絡與第二饋電單元402和第二H形開槽301組成的第二饋電網(wǎng)絡物理空間上的垂直性，因此，電磁波到達第一輻射單元1，并經(jīng)第一輻射單元1耦合至第二輻射單元2以后，模式正交的兩路電流將分別到達物理空間互相垂直的第一饋電單元1和第二饋電單元2的輸出口。因H形開槽(301和302)與第二輻射單元2的耦合以及第一輻射單元1和第二輻射單元2的耦合，可將本微帶天線的工作頻率帶寬有效拓寬到20％以上，因饋電網(wǎng)絡物理空間上的垂直布置，兩天線端口的隔離度大大提高。

圖3是本發(fā)明寬帶高隔離2x2MIMO微帶天線的駐波比(VSWR)仿真和測試結(jié)果，圖4是本發(fā)明寬帶高隔離2x2MIMO微帶天線的隔離度仿真和測試結(jié)果。由圖3和圖4可論證，本發(fā)明寬帶高隔離2x2MIMO微帶天線VSWR<2的駐波比帶寬仿真結(jié)果是21％，頻率范圍是8.94-11.04GHz，實測結(jié)果是20.5％。本寬帶高隔離2x2MIMO微帶天線的工作帶寬提高到20％以上，兩端口的隔離度在25dB以上。

基于上述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)寬帶高隔離2x2MIMO微帶天線因第一饋電單元和第二饋電單元分別通過第一H形開槽和第二H形開槽與第二輻射單元的耦合以及第一輻射單元和第二輻射單元的耦合，可將本微帶天線的工作頻率帶寬有效拓寬到20％以上，因饋電網(wǎng)絡物理空間上的垂直布置，使兩個饋電網(wǎng)絡激勵同一個天線，使得在同一個天線上，激勵起兩個模式正交的電磁波。由于激勵起來的電磁波模式正交，因此天線兩饋電端口的隔離度大大提高，拓寬了微帶天線的應用市場。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。