一種新型緊湊型的雙頻段mimo天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及MIMO天線技術(shù)領(lǐng)域，屬于微波技術(shù)領(lǐng)域，具體的說就是一種采用兩個(gè)同心開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行降低天線單元之間耦合度的天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，MMO技術(shù)作為提高數(shù)據(jù)傳輸率的重要手段得到人們的極大關(guān)注，利用MMO技術(shù)可以提高信道容量，同時(shí)也可以提高信道的可靠性、降低誤碼率，同時(shí)MMO技術(shù)被認(rèn)為是新一代通信(4G)技術(shù)的備選關(guān)鍵技術(shù)之一，而MMO天線作為MMO系統(tǒng)的重要組成部分，它的性能直接影響著MMO系統(tǒng)的性能。目前MMO天線技術(shù)面臨著許多重要的難題，比如天線耦合、極化隔離等問題。對于減小天線之間的耦合，提高隔離度是研宄天線系統(tǒng)的主要內(nèi)容。為解決這方面的問題，大量提高天線之間的隔離度的結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、高隔離度的雙頻段MIMO天線，不僅可以工作在2.45,5.25GHz的WLAN工作頻段上，而且天線陣子單元之間的隔離度也很高。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
[0005]一種新型緊湊型的雙頻段MMO天線，包括介質(zhì)基板、兩個(gè)天線單元及兩個(gè)開口諧振環(huán)；所述的天線單元包括設(shè)置在介質(zhì)基板上層的一個(gè)天線陣子單元及設(shè)置在介質(zhì)基板下層與其對應(yīng)的接地面，所述的天線陣子單元有兩個(gè)，結(jié)構(gòu)相同且正交放置，兩個(gè)接地面設(shè)置在介質(zhì)基板下層，與兩個(gè)天線陣子單元分別對應(yīng)放置；所述的兩個(gè)開口諧振環(huán)圓心在同一個(gè)位置，半徑小的開口諧振環(huán)嵌套在大的開口諧振環(huán)里面，兩個(gè)開口諧振環(huán)設(shè)置在介質(zhì)基板上層，兩個(gè)天線陣子單元之間的右下方。
[0006]優(yōu)選的，所述的天線單元是雙頻單極子天線，天線類似于雙T型，每個(gè)分支的長度約為四分之一波長，用于實(shí)現(xiàn)雙工作頻段，所述的半徑小的開口諧振環(huán)開口方向朝上，半徑大的開口諧振環(huán)開口方向朝下，用于降低天線單元之間耦合度。
[0007]優(yōu)選的，所述的天線陣子單元具體為“干”字型結(jié)構(gòu)，“干”字型中部的豎線由一粗一細(xì)兩條矩形連接構(gòu)成，粗矩形在上細(xì)矩形在下，“干”字型的頂部和中部的橫線各由兩個(gè)矩形構(gòu)成，中部的矩形設(shè)有兩個(gè)缺口形狀，兩個(gè)缺口形狀均緊貼中部的粗矩形，所述的天線陣子單元下部細(xì)矩形的底邊與介質(zhì)基板的邊界重疊，天線陣子單元設(shè)于與其對應(yīng)的矩形的接地面中部，接地面的底邊也與介質(zhì)基板的邊界重疊。
[0008]優(yōu)選的，所述的天線陣子單元中部粗矩形的高度LI與其頂部矩形的寬L2之和的二分之一約為該新型緊湊型雙頻MIMO天線工作在2.45GHz頻點(diǎn)時(shí)波長的四分之一；所述的天線陣子單元中部有缺口的矩形底邊至天線陣子單元中部粗矩形底部之間的距離L3與中部有缺口的矩形底邊L4之和的二分之一約為該新型緊湊型雙頻MIMO天線工作在5.25GHz頻點(diǎn)時(shí)波長的四分之一。
[0009]優(yōu)選的，所述的兩個(gè)開口諧振環(huán)開口寬度均為1mm，環(huán)寬均為0.5mm，圓心與介質(zhì)基板底邊邊界和右邊邊界的距離分別為20mm和30mm ;所述的介質(zhì)基板為矩形，介電常數(shù)為
4.4，厚度為1mm，長L為70mm，寬W為60mm ;所述的天線陣子單元中部粗矩形的高度LI為25mm，寬W2為3mm，細(xì)矩形的長與接地面的寬相等，細(xì)矩形的寬Wl為1.9mm，天線陣子單元頂部矩形的長L2為7mm，寬W3為2mm，與中部有缺口的矩形的寬邊到缺口的距離相等，所述的天線陣子單元中部有缺口的矩形底邊至天線陣子單元中部粗矩形底部延長線之間的距離L3為9mm，中部有缺口的矩形底邊L4為10mm，寬L5為3mm，所述接地面為矩形，其長Lg為30mm,寬Wg為10mm，所述的半徑小的開口諧振環(huán)半徑Rl為6.3mm,半徑大的開口諧振環(huán)半徑R2為2.8mm,長邊與介質(zhì)基板底邊重疊的接地面的寬邊至介質(zhì)基板左邊邊界的距離Hl為5mm，長邊與介質(zhì)基板右邊邊界重疊的接地面的寬邊至介質(zhì)基板底邊的距離H2為19mm。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，其顯著的特點(diǎn)是:(1)性能優(yōu)越，在雙頻段上都可以降低天線的耦合；(2)結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制作，體積小重量輕，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明緊湊型雙頻段MIMO天線的二維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明緊湊型雙頻段MMO天線的S參數(shù)圖；
[0013]圖3是本發(fā)明緊湊型雙頻段MMO天線在兩個(gè)中心頻點(diǎn)處的方向圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0015]實(shí)施例一
[0016]對照附圖1，其結(jié)構(gòu)是:天線制作在介質(zhì)基板上，包括介質(zhì)基板、兩個(gè)天線陣子單元、兩個(gè)開口諧振環(huán)、接地面；其中所述的天線陣子單元位于介質(zhì)基板的上層，接地面在介質(zhì)基板的下層，與天線陣子單元對應(yīng)放置，形成可以實(shí)現(xiàn)雙頻段的天線單元；兩個(gè)天線單元正交放置，并且兩者之間相距很近，兩者的位置是相對固定的，左邊的天線陣子距離左邊界為H1，右邊的天線陣子單元距離下邊界H2 ;兩個(gè)開口諧振環(huán)開口寬度為1mm，環(huán)寬均為0.5_，并且兩個(gè)開口環(huán)的圓心在同一個(gè)位置，半徑小的開口環(huán)嵌套在大的開口環(huán)里面，大環(huán)的開口方向朝下，小的開口方向朝上；開口環(huán)放置在天線單元之間的右下方，與介質(zhì)基板底邊界和右邊邊界的距離分別為20mm和30mm ；
[0017]對照附圖1，本發(fā)明的雙頻段MMO天線的各個(gè)部分的尺寸，L = 70mm，W = 60mm，LI=25mm, L2 = 7mm, L3 = 9mm, L4 = 1mmj L5 = 3mm, Lg = 30mm, Wg = 1mmj Wl = 1.9mm, W2=3mm，W3 = 2mm，Rl = 6.3mm，R2 = 2.8mm，Hl = 5mm，H2 = 19mm。
[0018]對照附圖2，附圖2給出了介質(zhì)基板按照相對介電常數(shù)4.4、厚度為I毫米設(shè)計(jì)時(shí)，利用HFSS軟件計(jì)算的天線的S參數(shù)。根據(jù)圖2可見，天線有兩個(gè)工作頻段，分別在
2.40-2.48GHz和5.15-5.35GHz，滿足WLAN的工作頻段；工作頻段的中心頻點(diǎn)所對應(yīng)的傳輸系數(shù)很小，在2.45GHz所對應(yīng)的傳輸系數(shù)小于_26dB，在5.25GHz所對應(yīng)的傳輸系數(shù)小于-50dB，滿足MMO系統(tǒng)對天線隔離度的要求。
[0019]對照附圖3，附圖3給出了天線在2.45GHz和5.25GHz處的輻射方向圖，從圖中可以看出在這兩個(gè)頻點(diǎn)上的天線輻射方向圖都具有全向輻射特性。
[0020]本發(fā)明的緊湊型雙頻MMO天線可以工作在2.40-2.48GHz和5.15-5.35GHz兩個(gè)工作頻段，并且兩個(gè)天線陣子單元之間的隔離度得到顯著的提高，而且結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制作，因此本發(fā)明有廣泛的應(yīng)用前景。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型緊湊型的雙頻段MIMO天線，其特征在于，包括介質(zhì)基板、兩個(gè)天線單元及兩個(gè)開口諧振環(huán)；所述的天線單元包括設(shè)置在介質(zhì)基板上層的一個(gè)天線陣子單元及設(shè)置在介質(zhì)基板下層與其對應(yīng)的接地面，所述的天線陣子單元有兩個(gè)，結(jié)構(gòu)相同且正交放置，兩個(gè)接地面設(shè)置在介質(zhì)基板下層，與兩個(gè)天線陣子單元分別對應(yīng)放置；所述的兩個(gè)開口諧振環(huán)圓心在同一個(gè)位置，半徑小的開口諧振環(huán)嵌套在大的開口諧振環(huán)里面，兩個(gè)開口諧振環(huán)設(shè)置在介質(zhì)基板上層，兩個(gè)天線陣子單元之間的右下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型緊湊型的雙頻段MIMO天線，其特征在于，所述的天線單元是雙頻單極子天線，用于實(shí)現(xiàn)雙工作頻段，所述的半徑小的開口諧振環(huán)開口方向朝上，半徑大的開口諧振環(huán)開口方向朝下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型緊湊型的雙頻段MIMO天線，其特征在于，所述的天線陣子單元為“干”字型結(jié)構(gòu)，“干”字型中部的豎線由一粗一細(xì)兩條矩形連接構(gòu)成，粗矩形在上細(xì)矩形在下，“干”字型的頂部和中部的橫線各由兩個(gè)矩形構(gòu)成，中部的矩形設(shè)有兩個(gè)缺口形狀，兩個(gè)缺口形狀均緊貼中部的粗矩形，所述的天線陣子單元下部細(xì)矩形的底邊與介質(zhì)基板的邊界重疊，天線陣子單元設(shè)于與其對應(yīng)的矩形的接地面中部，接地面的底邊也與介質(zhì)基板的邊界重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型緊湊型的雙頻段MIMO天線，其特征在于，所述的天線陣子單元中部粗矩形的高度LI與其頂部矩形的寬L2之和的二分之一為該新型緊湊型雙頻MMO天線工作在2.45GHz頻點(diǎn)時(shí)波長的四分之一；所述的天線陣子單元中部有缺口的矩形底邊至天線陣子單元中部粗矩形底部之間的距離L3與中部有缺口的矩形底邊L4之和的二分之一為該新型緊湊型雙頻MIMO天線工作在5.25GHz頻點(diǎn)時(shí)波長的四分之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型緊湊型的雙頻段MIMO天線，其特征在于，所述的兩個(gè)開口諧振環(huán)開口寬度均為1_，環(huán)寬均為0.5mm,圓心與介質(zhì)基板底邊邊界和右邊邊界的距離分別為20mm和30mm ;所述的介質(zhì)基板為矩形，介電常數(shù)為4.4，厚度為1mm，長L為70mm，寬W為60mm ;所述的天線陣子單元中部粗矩形的高度LI為25mm，寬W2為3mm，細(xì)矩形的長與接地面的寬相等，細(xì)矩形的寬Wl為1.9mm，天線陣子單元頂部矩形的長L2為7mm，寬W3為2mm，與中部有缺口的矩形的寬邊到缺口的距離相等，所述的天線陣子單元中部有缺口的矩形底邊至天線陣子單元中部粗矩形底部延長線之間的距離L3為9_，中部有缺口的矩形底邊L4為10mm，寬L5為3mm，所述接地面為矩形，其長Lg為30mm,寬Wg為10mm，所述的半徑小的開口諧振環(huán)半徑Rl為6.3mm，半徑大的開口諧振環(huán)半徑R2為2.8mm，長邊與介質(zhì)基板底邊重疊的接地面的寬邊至介質(zhì)基板左邊邊界的距離Hl為5mm，長邊與介質(zhì)基板右邊邊界重疊的接地面的寬邊至介質(zhì)基板底邊的距離H2為19mm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型緊湊型的雙頻段MIMO天線，包括介質(zhì)基板、兩個(gè)天線單元及兩個(gè)開口諧振環(huán)；所述的天線單元包括設(shè)置在介質(zhì)基板上層的兩個(gè)天線陣子單元及設(shè)置在介質(zhì)基板下層的兩個(gè)接地面，所述的兩個(gè)天線陣子單元結(jié)構(gòu)相同且正交放置，兩個(gè)接地面設(shè)置在介質(zhì)基板下層，與兩個(gè)天線陣子單元分別對應(yīng)放置；所述的兩個(gè)開口諧振環(huán)圓心在同一個(gè)位置，半徑小的開口諧振環(huán)嵌套在大的開口諧振環(huán)里面，兩個(gè)開口諧振環(huán)設(shè)置在介質(zhì)基板上層，兩個(gè)天線陣子單元之間的右下方。本發(fā)明可以工作在兩個(gè)工作頻段，并且兩個(gè)天線陣子單元之間的隔離度得到顯著的提高，而且結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制作，因此有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H01Q21-00, H01Q5-20, H01Q1-52, H01Q1-38
【公開號】CN104701624
【申請?zhí)枴緾N201510094659
【發(fā)明人】程勇, 孫中洋, 朱洪波
【申請人】南京郵電大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月3日