專利名稱：支持mimo技術(shù)的無線數(shù)據(jù)卡天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線數(shù)據(jù)卡天線，特別涉及一種支持MIMO技術(shù)的無線數(shù)據(jù)卡天線。
背景技術(shù)：
未來的無線網(wǎng)絡(luò)必將是集IP、寬帶、移動、多媒體一體化的融合網(wǎng)絡(luò)。而基于IEEE 802. 16系列標(biāo)準(zhǔn)的WiMAX作為最新的寬帶無線接入技術(shù)，具有IP化、移動化、寬帶化和多業(yè)務(wù)支持等特點，代表了未來高速移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向。因此目前全球無線城市的建設(shè)基本都采用的是WiFi+WiMax的無線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)，這也是無線網(wǎng)絡(luò)最基本的技術(shù)，在未來一段時間，該技術(shù)都不會被新的無線技術(shù)取代。WIMAX這一新技術(shù)的主要優(yōu)點體現(xiàn)在如下幾個方面
首先，WiMAX建網(wǎng)速度快，建設(shè)及運(yùn)營成本低。WiMAX低成本、易管理、覆蓋范圍廣、可實現(xiàn)無縫切換和平滑升級的特點，能夠讓運(yùn)營商實現(xiàn)快速的網(wǎng)絡(luò)部署，并降低網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與運(yùn)營成本；WiMAX可實現(xiàn)多種覆蓋模式，既能在人煙稀少的地區(qū)實現(xiàn)大范圍覆蓋，又能在人流集中的地區(qū)很好地實現(xiàn)熱點區(qū)域的覆蓋。其次，WiMAX傳輸速率高。從理論上講，WiMAX 可以提供的最高接入速率可達(dá)70Mb/s，便于運(yùn)營商為用戶提供高速的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。另夕卜，WiMAX應(yīng)用場景豐富。WiMAX能夠提供固定、游牧、便攜、簡單移動和全移動五種應(yīng)用場景，能夠與現(xiàn)有2G/3G移動網(wǎng)絡(luò)融合，豐富2G/3G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)，從而可使運(yùn)營商提升整網(wǎng)的業(yè)務(wù)融合能力，從而提升整體競爭力。作為一種新興的無線寬帶技術(shù)，WiMAX將引領(lǐng)我們走向無線寬帶新時代。而MIMO多天線技術(shù)的性能是決定WiMAX產(chǎn)品核心競爭力的重要因素之一。優(yōu)良的多天線技術(shù)將大幅提升頻譜效率，降低每比特成本，有效提升用戶體驗，還可以提高覆蓋， 改善小區(qū)邊緣用戶的吞吐率，減少基站數(shù)目，降低建網(wǎng)及維護(hù)成本。通過適當(dāng)?shù)陌l(fā)射信號形式和接收機(jī)設(shè)計，多天線技術(shù)可以在不顯著增加無線通信系統(tǒng)成本的同時，提高系統(tǒng)量，從而成為增強(qiáng)WiMAX核心競爭力的利器。從技術(shù)上講，采用多天線技術(shù)后，可獲得下列增益
1)功率增益(Powerkin):采用多天線發(fā)射時，由于有η個發(fā)射通道，發(fā)射的總功率相當(dāng)于單天線發(fā)射的η倍，因此可以獲得IOlog (n) dB的功率增益。雖然在單天線發(fā)射時也可以增加發(fā)射功率，但對功放的要求將提高，實現(xiàn)難度增大，從而成本也會相應(yīng)增加；
2)陣列增益(ArrayGain)陣列增益是指在發(fā)射總功率相同的前提下，對接收端平均信噪比的改善量。通過對信號的相干合并，各種多天線系統(tǒng)都可以獲得陣列增益。也就是說，采用多天線技術(shù)后，可提高接收信噪比；
3)空間分集增益(Sρ a c e Di ν e r s i t yfeiin)由于無線信道的衰落特性，單天線系統(tǒng)的信號可能存在深衰落。采用多天線技術(shù)后，通常各天線間隔足夠遠(yuǎn)，可保證不同天線的信號衰落相對獨(dú)立。因此，合并后的接收信號的信噪比波動將變得平穩(wěn)，從而改善了接收信號質(zhì)量，這就是空間分集增益；
4)干擾抑制增益(Cο c h a η η e !Interference Reduction Gain):在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，由于存在頻率復(fù)用，因此小區(qū)間干擾不可忽視。與白噪聲不同，干擾信號為有色噪聲，可在接收端通過適當(dāng)?shù)亩嗵炀€空域加權(quán)，合并期望信號的同時，抑制干擾信號，從而獲得對接收端平均信干噪比的改善，這就是干擾抑制增益；
5)空間復(fù)用增益(Spatial MultiplexingGain):空間復(fù)用增益是指在相同發(fā)射功率和相同帶寬的前提下，對數(shù)據(jù)吞吐量/傳輸速率的改善?？臻g復(fù)用增益可通過在相同的時頻資源上傳送多個并行的數(shù)據(jù)流獲得，而這些復(fù)用的數(shù)據(jù)流通過不同的天線來區(qū)分。作為增強(qiáng)WiMAX核心競爭力的多天線MIMO技術(shù)，在高端筆記本現(xiàn)已獲得廣泛應(yīng)用，尤其是在無線數(shù)據(jù)卡的應(yīng)用上。當(dāng)前筆記本電腦用支持MIMO技術(shù)的WIMAX無線數(shù)據(jù)卡天線主要有兩個，一個是收發(fā)兩用天線，另一個為單一接收天線。天線的工作頻率帶寬均為2. 5GHz 2. 7GHz。為了保證兩天線之間的隔離度，當(dāng)前采用的布置方法主要有兩種，一是數(shù)據(jù)卡電路部分與天線分開，天線外置通過長的同軸電纜與電路板相連，這種情況下數(shù)據(jù)卡與筆記本電腦實際上類一體化的設(shè)計；而另一種對可分離的數(shù)據(jù)卡而言兩天線的布置往往是一個置頂，一個放在側(cè)面，這極大地制約了無線數(shù)據(jù)卡的小型化，成為無線數(shù)據(jù)卡 “U”盤化發(fā)展的主要瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種幾何尺寸小，成本低的支持MIMO技術(shù)的無線數(shù)據(jù)卡天線。為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種支持MIMO技術(shù)的無線數(shù)據(jù)卡天線， 在雙面覆銅的微波介質(zhì)基板的上、下面分別復(fù)合有銅鉬板制成的共面波導(dǎo)上金屬地板和共面波導(dǎo)下金屬地板，在共面波導(dǎo)上金屬地板同一平面上有二條平行的共面波導(dǎo)饋線，二條波導(dǎo)饋線末端外側(cè)，分別有輻射貼片與其隙縫耦合，構(gòu)成二個天線，二個上輻射貼片分別有短路針與共面波導(dǎo)下金屬地板的連接線連接。所述共面波導(dǎo)下金屬地板與短路針連接的連接線末端環(huán)繞有多圈，通過增減環(huán)繞連接線的圈數(shù)調(diào)節(jié)器電感量的大小，調(diào)節(jié)天線的工作頻率。所述共面波導(dǎo)上金屬地板同一平面上的二條平行的共面波導(dǎo)饋線，分別串接一交指電容與輻射貼片耦合，并且共面波導(dǎo)上金屬地板、交指電容和輻射貼片在縱向一個直線上。本發(fā)明的優(yōu)越功效在于
1)本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)，減少了單個天線的幾何尺寸，同時提高了多個天線之間的隔離
度；
2)本發(fā)明采用交指電容耦合，拓展了天線的頻率帶寬；
3)本發(fā)明的共面波導(dǎo)下金屬地板與短路針連接的連接線長度的增加，降低了天線的工作頻率；
4)易實現(xiàn)共型或嵌入式設(shè)計，制造成本低。


圖1為本發(fā)明天線的結(jié)構(gòu)示意圖(實施例1)；
圖2為本發(fā)明共面波導(dǎo)下金屬地板與短路針連接的連接線長度增加的示意圖(實施例2)；
圖3為圖2中連接線的放大圖4為本發(fā)明增加交指電容與天線耦合的示意圖(實施例3)； 圖5為實施例1所得天線的工作頻率(Sn，S22)及兩天線之間的隔離度(S12)曲線圖； 圖中標(biāo)號說明
101a, IOlb—共面波導(dǎo)饋線；102a，10 —上輻射貼片；
106—共面波導(dǎo)上金屬地板；107—共面波導(dǎo)下金屬地板；
108—微波介質(zhì)基板；105a，10 —短路針； 104a, 104b—共面波導(dǎo)下金屬地板連接線短路針針孔；
109—稱合縫隙；110a，IlOb—共面波導(dǎo)下金屬地板連接線； 411a，411b—交指電容。
具體實施例方式請參閱附圖所示，對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實施例1 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種支持MIMO技術(shù)的無線數(shù)據(jù)卡天線，在一個雙面覆銅的微波介質(zhì)基板108的上、下面分別復(fù)合有銅鉬板制成的共面波導(dǎo)上金屬地板 106和共面波導(dǎo)下金屬地板107，在共面波導(dǎo)上金屬地板106同一平面上有二條平行的共面波導(dǎo)饋線101a，101b，二條波導(dǎo)饋線101a，IOlb末端外側(cè)，分別有輻射貼片102a，102b與其隙縫耦合109，構(gòu)成二幅天線，二個上輻射貼片102a，102b分別有短路針105a，105b與共面波導(dǎo)下金屬地板107的連接線110a，IlOb連接。如圖2所示的實施例2中，為了進(jìn)一步獲得更低的工作頻率，共面波導(dǎo)下金屬地板 107與短路針105a，10 連接的連接線110a，IlOb末端環(huán)繞有多圈，使連接線長度增加，從而增加電感量以達(dá)到降低天線的工作頻率，連接線局部放大圖如圖3所示。如圖4所示的實施例3，所述共面波導(dǎo)上金屬地板106同一平面上的二條平行的共面波導(dǎo)饋線，分別串接一交指電容411a，411b與輻射貼片102a，102b耦合，并且共面波導(dǎo)上金屬地板106、交指電容411a，411b和輻射貼片102a，102b在縱向一個直線上，與實施例 1和實施例2中所采用的縫隙耦合不同，交指電容的耦合方式進(jìn)一步拓寬了天線的頻率帶覓ο
權(quán)利要求
1.一種支持MIMO技術(shù)的無線數(shù)據(jù)卡天線，在雙面覆銅的微波介質(zhì)基板的上、下面分別復(fù)合有銅鉬板制成的共面波導(dǎo)上金屬地板和共面波導(dǎo)下金屬地板，其特征在于在共面波導(dǎo)上金屬地板同一平面上有二條平行的共面波導(dǎo)饋線，二條波導(dǎo)饋線末端外側(cè)，分別有輻射貼片與其隙縫耦合，構(gòu)成二個天線，二個上輻射貼片分別有短路針與共面波導(dǎo)下金屬地板的連接線連接。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持MIMO技術(shù)的無線數(shù)據(jù)卡天線，其特征在于所述共面波導(dǎo)下金屬地板與短路針連接的連接線末端環(huán)繞有多圈，通過增減環(huán)繞連接線的圈數(shù)調(diào)節(jié)器電感量的大小，調(diào)節(jié)天線的工作頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持MIMO技術(shù)的無線數(shù)據(jù)卡天線，其特征在于所述共面波導(dǎo)上金屬地板同一平面上的二條平行的共面波導(dǎo)饋線，分別串接一交指電容與輻射貼片耦合，并且共面波導(dǎo)上金屬地板、交指電容和輻射貼片在縱向一個直線上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種支持MIMO技術(shù)的無線數(shù)據(jù)卡天線，在雙面覆銅的微波介質(zhì)基板的上、下面分別復(fù)合有銅鉑板制成的共面波導(dǎo)上金屬地板和共面波導(dǎo)下金屬地板，在共面波導(dǎo)上金屬地板同一平面上有二條平行的共面波導(dǎo)饋線，二條波導(dǎo)饋線末端外側(cè)，分別有輻射貼片與其隙縫耦合，構(gòu)成二幅天線，二個上輻射貼片分別有短路針與共面波導(dǎo)下金屬地板的連接線連接；共面波導(dǎo)下金屬地板與短路針連接的連接線末端環(huán)繞有多圈，通過增減環(huán)繞連接線的圈數(shù)調(diào)節(jié)器電感量的大小，調(diào)節(jié)天線的工作頻率。本發(fā)明的優(yōu)點是減少了單個天線的幾何尺寸，提高了多個天線之間的隔離度；拓展了天線的頻率帶寬；降低了天線的工作頻率；易實現(xiàn)共型或嵌入式設(shè)計，制造成本低。
文檔編號H01Q1/38GK102280708SQ20111013806
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者傅敏禮, 賀連星 申請人:上海聯(lián)能科技有限公司