本發(fā)明涉及一種天線，尤其涉及一種室內AP智能MIMO天線，具體為一種小型化、雙頻段、高效率的無線室內AP智能3×3MIMO天線。

背景技術：

AP(無線訪問接入點(WirelessAccessPoint))就是傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡中的HUB，也是組建小型無線局域網(wǎng)時最常用的設備。AP相當于一個連接有線網(wǎng)和無線網(wǎng)的橋梁，其主要作用是將各個無線網(wǎng)絡客戶端連接到一起，然后將無線網(wǎng)絡接入以太網(wǎng)。大多數(shù)的無線AP都支持多用戶接入、數(shù)據(jù)加密、多速率發(fā)送等功能，一些產(chǎn)品更提供了完善的無線網(wǎng)絡管理功能。對于家庭、辦公室這樣的小范圍無線局域網(wǎng)而言，一般只需一臺無線AP即可實現(xiàn)所有計算機的無線接入。

AP的室內覆蓋范圍一般是30m～100m，不少廠商的AP產(chǎn)品可以互聯(lián)，以增加WLAN覆蓋面積。也正因為每個AP的覆蓋范圍都有一定的限制，正如手機可以在基站之間漫游一樣，無線局域網(wǎng)客戶端也可以在AP之間漫游。

隨著無線技術的快速發(fā)展，有線網(wǎng)絡布局越來越少，為了實現(xiàn)室內復雜環(huán)境高吞吐量的無線網(wǎng)絡，需要設計一種室內AP智能MIMO天線。MIMO：Multiple-Input Multiple-Output，表示多輸入多輸出。天線的設計與無線通信吞吐量息息相關，其輻射方向圖、增益、天線帶寬、阻抗匹配、尺寸、結構和成本均是影響天線的設計重要因素。因此，該室內AP智能MIMO天線需要滿足輻射方向圖在三扇區(qū)可切換，每扇區(qū)內均形成雙頻3×3MIMO天線，高效率，寬頻段，小型化，結構簡單，易安裝等要求。利用智能天線可提高無線網(wǎng)絡吞吐量，提高抗干擾能力，擴展方位面網(wǎng)絡覆蓋范圍，寬頻段可以滿足日益增加的通信頻段，結構簡單和小型化可以讓產(chǎn)品的外觀更漂亮，且降低加工成本，同時易安裝會降低安裝錯誤以及安裝成本。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種室內AP智能MIMO天線，其具有結構簡單，易安裝，低成本，寬頻段，高效率的特點。

本發(fā)明的解決方案是：一種室內AP智能MIMO天線，其包括圓形介質板以及設置在該圓形介質板上的若干金屬圖形；

該圓形介質板開設有六個插槽一和三個插槽二；該六個插槽一和該三個插槽二均呈環(huán)形布置，且三個插槽二構成的環(huán)形直徑小于六個插槽一構成的環(huán)形直徑，并且該六個插槽一和該三個插槽二均以該圓形介質板的中心呈放射狀布局，而且相鄰兩個插槽二之間具有兩個插槽一；

在該圓形介質板的正面上，且在相鄰兩個插槽之間各設置一個金屬圖形；其中，每個插槽二的相對兩側上的金屬圖形以相應的插槽二為對稱軸呈對稱分布，并均定義為金屬圖形一；相鄰兩個插槽一之間的金屬圖形定義為金屬圖形二；

在該圓形介質板的背面上，且在相鄰兩個插槽之間也各設置一個金屬圖形；其中，每個插槽二的相對兩側上的金屬圖形以相應的插槽二為對稱軸呈對稱分布，并均定義為金屬圖形三；相鄰兩個插槽一之間的金屬圖形定義為金屬圖形四；而且，在垂直于該圓形介質板的同一垂直線上的區(qū)域中，正面的金屬圖形一與背面的金屬圖形三相對應構成一組第一種金屬圖形組，正面的金屬圖形二與背面的金屬圖形四相對應構成一組第二金屬圖形組；在該圓形介質板的背面上，還設置有以該圓形介質板的圓心為中心的、且呈封閉狀的金屬圖形五，該金屬圖形五位于環(huán)形布置的三個插槽二組成的環(huán)內；

該室內AP智能MIMO天線還包括分別插接在該六個插槽一內的六個插接介質板一和分別插接在該三個插槽二內的三個插接介質板二；在每個插接介質板一的正面和背面上分別設置金屬圖形六和金屬圖形七，金屬圖形六與金屬圖形七構成一組第三種金屬圖形組；在每個插接介質板二的正面和背面上分別設置金屬圖形八和金屬圖形九，金屬圖形八與金屬圖形九構成一組第四種金屬圖形組；

在同一種金屬圖形組中，兩種金屬圖形具有共同的金屬化過孔，兩種金屬圖形的各自金屬傳輸帶線的垂直投影重疊，兩種金屬圖形的各自天線有源振子以相應金屬傳輸帶線為對稱軸呈對稱設置，只是在第三種金屬圖形組中，在金屬圖形六的天線有源振子的末端設置分別朝相對的兩個方向延伸且呈傾斜的金屬條形段。

作為上述方案的進一步改進，在同一種金屬圖形組中，位于相應介質板的正面設置供相應金屬化過孔通過的金屬片。

作為上述方案的進一步改進，在該圓形介質板上的三組第二金屬圖形組兩兩之間呈120°夾角。

作為上述方案的進一步改進，所有金屬圖形都是通過印刷設置在相應的介質板上。

作為上述方案的進一步改進，該金屬圖形五為呈正六邊形的金屬圖形。

作為上述方案的進一步改進，金屬圖形二的金屬傳輸帶線的一端設置第二金屬圖形組的天線饋電焊接區(qū)，另一端連接相應天線有源振子，該第二金屬圖形組設置天線反射器，該第三金屬圖形組的天線反射器設置在金屬圖形四上；金屬圖形六的金屬傳輸帶線的一端設置第三金屬圖形組的天線饋電焊接區(qū)，另一端連接相應天線有源振子，該第三金屬圖形組設置天線反射器，該第三金屬圖形組的天線反射器設置在金屬圖形七上。

作為上述方案的進一步改進，金屬圖形一的金屬傳輸帶線的一端設置第一金屬圖形組的天線饋電焊接區(qū)，另一端連接相應天線有源振子，該第一金屬圖形組設置天線引向器，該第一金屬圖形組的天線引向器設置在金屬圖形三上；金屬圖形八的金屬傳輸帶線的一端設置第四金屬圖形組的天線饋電焊接區(qū)，另一端連接相應天線有源振子，該第四金屬圖形組設置天線引向器，該第四金屬圖形組的天線引向器設置在金屬圖形九上。

作為上述方案的進一步改進，六個金屬圖形一分為兩組間隔排布，間隔排布的三個金屬圖形一兩兩之間呈120°夾角。

作為上述方案的進一步改進，六個插接介質板一分為兩組間隔排布，間隔排布的三個插接介質板一兩兩之間呈120°夾角。

作為上述方案的進一步改進，該室內AP智能MIMO天線接收六個頻段的六路射頻信號：

三組第二金屬圖形組接收一路射頻信號一；

六組第三種金屬圖形組分為兩類間隔排布，其中一類間隔排布的三組第三種金屬圖形組接收一路射頻信號二，其中另一類間隔排布的三組第三種金屬圖形組接收一路射頻信號三；

六組第一種金屬圖形組分為兩類間隔排布，其中一類間隔排布的三組第一種金屬圖形組接收一路射頻信號四，其中另一類間隔排布的三組第一種金屬圖形組接收一路射頻信號五；

三組第四種金屬圖形組接收一路射頻信號六。

通過以上設計，使室外無線點對點定向AP天線的阻抗特性、天線增益、駐波比、隔離度、E面和H面3dB波瓣寬度等性能參數(shù)滿足要求，從而得到一種低成本、高通信效率、高通信容量、高抗干擾性能的室內AP智能MIMO天線。AP智能MIMO AP天線的工作頻段2.412～2.484GHz 5.15～5.85GHz；2.4G頻段增益大于4.5dBi；駐波比小于2；端口隔離度小于-20dB；特性阻抗為50Ω；5.0G頻段增益大于5.0dBi；駐波比小于2；端口隔離度小于-22dB；特性阻抗為50Ω；接頭方式為IPX帶射頻屏蔽線，且屏蔽線長度可選。

附圖說明

圖1是本發(fā)明室內AP智能MIMO天線的立體圖，其中為了體現(xiàn)更好的視圖效果特對插接介質板進行了透視處理。

圖2是圖1中天線的另一視角的立體圖。

圖3是圖1中天線的圓形介質板的正面結構圖。

圖4是圖3中圓形介質板的背面結構圖。

圖5是圖1中天線的插接介質板一的正面結構圖。

圖6是圖5中插接介質板一的背面結構圖。

圖7是圖1中天線的插接介質板二的正面結構圖。

圖8是圖7中插接介質板二的背面結構圖。

圖9是圖1中天線的視頻信號傳入方式圖。

圖10a是圖1中天線的仿真結果圖。

圖10b是圖1中天線的仿真結果圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請一并參閱圖1及圖2，本發(fā)明的室內AP智能MIMO天線包括：圓形介質板11，插接在圓形介質板11上的六個插接介質板一20、21、22、23、24、25和三個插接介質板二30、31、32，設置在圓形介質板11上的若干金屬圖形。

圓形介質板11開設有六個插槽一80、81、82、83、84、85和三個插槽二90、91、92。這六個插槽一80、81、82、83、84、85是用來插接六個插接介質板一20、21、22、23、24、25的，而這三個插槽二90、91、92是用來插接三個插接介質板二30、31、32的，一共九個插槽。

九個插槽在布局設計上：六個插槽一80、81、82、83、84、85和三個插槽二90、91、92均呈環(huán)形布置，且三個插槽二90、91、92構成的環(huán)形直徑小于六個插槽一80、81、82、83、84、85構成的環(huán)形直徑，并且六個插槽一80、81、82、83、84、85和三個插槽二90、91、92均以圓形介質板11的中心呈放射狀布局。相鄰兩個插槽二之間具有兩個插槽一，如圖3、圖4中的相鄰兩個插槽二90、91之間就具有兩個插槽一82、83，相鄰兩個插槽二91、92之間就具有兩個插槽一84、85，相鄰兩個插槽二92、90之間就具有兩個插槽一80、81。

六個插槽一80、81、82、83、84、85可分為兩組間隔排布，一組是插槽一80、82、84，另一組是插槽一81、83、85，每組中的三個插槽一兩兩之間可呈120°夾角。這使得插接在插槽一上的六個插接介質板一20、21、22、23、24、25也呈同樣的位置格局，如，六個插接介質板一20、21、22、23、24、25分可為兩組間隔排布，一組是介質板一20、22、24，另一組是介質板一21、23、25，每組中的三個介質板一兩兩之間可呈120°夾角。

請再次結合圖3，在圓形介質板11的正面上，且在相鄰兩個插槽之間各設置一個金屬圖形，一共九個插槽，因此一共九個金屬圖形。其中，每個插槽二的相對兩側上的金屬圖形以相應的插槽二為對稱軸呈對稱分布，并均定義為金屬圖形一；相鄰兩個插槽一之間的金屬圖形定義為金屬圖形二。比如，在圖3中，插槽二90的相對兩側上的金屬圖形一以插槽二90為對稱軸呈對稱分布，兩個插槽一80、81之間的金屬圖形二和插槽二90的相對兩側上的金屬圖形一形態(tài)不同，隸屬兩種圖形。

請再次結合圖4，在圓形介質板11的背面上，且在相鄰兩個插槽之間也各設置一個金屬圖形，一共九個插槽，因此一共九個金屬圖形。其中，每個插槽二的相對兩側上的金屬圖形以相應的插槽二為對稱軸呈對稱分布，并均定義為金屬圖形三；相鄰兩個插槽一之間的金屬圖形定義為金屬圖形四。比如，在圖4中，插槽二90的相對兩側上的金屬圖形三以插槽二90為對稱軸呈對稱分布，兩個插槽一80、81之間的金屬圖形四和插槽二90的相對兩側上的金屬圖形三形態(tài)不同，隸屬兩種圖形。

值得一提的是，在垂直于圓形介質板11的同一垂直線上的區(qū)域中，正面的金屬圖形一與背面的金屬圖形三相對應構成一組第一種金屬圖形組，正面的金屬圖形二與背面的金屬圖形四相對應構成一組第二金屬圖形組。因此，圓形介質板11存在六組第一種金屬圖形組320、321、322、323、324、325，存在三組第二金屬圖形組220、221、222。在圓形介質板11上的三組第二金屬圖形組220、221、222兩兩之間可呈120°夾角。六組第一種金屬圖形組320、321、322、323、324、325可分為兩類間隔排布，一類是第一種金屬圖形組320、322、324，另一類是第一種金屬圖形組321、323、325，每類中的三個第一種金屬圖形組兩兩之間可呈120°夾角。

在圓形介質板11的背面上，還設置有以圓形介質板11的圓心為中心的、且呈封閉狀的金屬圖形五，該金屬圖形五位于環(huán)形布置的三個插槽二90、91、92組成的環(huán)內。金屬圖形五可為呈正六邊形的金屬圖形，屬于第五組金屬圖形組10，只是組內成員可以是一個。

請結合圖5及圖6，在每個插接介質板一的正面和背面上分別設置金屬圖形六和金屬圖形七，金屬圖形六與金屬圖形七構成一組第三種金屬圖形組；在每個插接介質板二的正面和背面上分別設置金屬圖形八和金屬圖形九，金屬圖形八與金屬圖形九構成一組第四種金屬圖形組。由于存在六個插接介質板一20、21、22、23、24、25和三個插接介質板二30、31、32，因此，對應存在六組第三種金屬圖形組210、211、212、213、214、215和三組第四種金屬圖形組310、311、312?？梢岳斫?，第三種金屬圖形組和第四種金屬圖形組都是對應設置在插接介質板一和插接介質板二上，因此，格局也和對應的插接介質板的格局相同，在此不再累述。

在同一種金屬圖形組中，兩種金屬圖形具有共同的金屬化過孔，兩種金屬圖形的各自金屬傳輸帶線的垂直投影重疊，兩種金屬圖形的各自天線有源振子以相應金屬傳輸帶線為對稱軸呈對稱設置，只是在第三種金屬圖形組中，在金屬圖形六的天線有源振子的末端設置分別朝相對的兩個方向延伸且呈傾斜的金屬條形段。

金屬圖形二的金屬傳輸帶線的一端設置第二金屬圖形組的天線饋電焊接區(qū)，另一端連接相應天線有源振子，該第二金屬圖形組設置天線反射器，該第三金屬圖形組的天線反射器設置在金屬圖形四上。

如，在三組第二金屬圖形組220、221、222中，每組金屬圖形組可包括兩個金屬傳輸帶線50和51、兩個天線有源振子52和53、天線反射器54、天線饋電焊接區(qū)55、金屬化過孔57、金屬墊片56。金屬墊片56位于圓形介質板11的正面，供相應金屬化過孔57通過。金屬傳輸帶線50和51的垂直投影重疊，兩個天線有源振子52和53以金屬傳輸帶線50和51為對稱軸呈對稱設置。金屬傳輸帶線50的一端設置天線饋電焊接區(qū)55，另一端連接相應天線有源振子52，天線引向器54設置在金屬圖形四上。

金屬圖形六的金屬傳輸帶線的一端設置第三金屬圖形組的天線饋電焊接區(qū)，另一端連接相應天線有源振子，該第三金屬圖形組設置天線反射器，該第三金屬圖形組的天線反射器設置在金屬圖形七上。

如，在六組第三種金屬圖形組210、211、212、213、214、215中，每組金屬圖形組可包括兩個金屬傳輸帶線40和41、兩個天線有源振子42和43、天線反射器44、天線饋電焊接區(qū)45、金屬化過孔47和金屬墊片46。金屬墊片46位于插接介質板一的正面，供相應金屬化過孔47通過。金屬傳輸帶線40和41的垂直投影重疊，兩個天線有源振子42和43以金屬傳輸帶線40和41為對稱軸呈對稱設置。金屬傳輸帶線40的一端設置天線饋電焊接區(qū)45，另一端連接相應天線有源振子43，天線反射器44設置在金屬圖形七上。

金屬圖形一的金屬傳輸帶線的一端設置第一金屬圖形組的天線饋電焊接區(qū)，另一端連接相應天線有源振子，該第一金屬圖形組設置天線引向器，該第一金屬圖形組的天線引向器設置在金屬圖形三上。

如，在六組第一種金屬圖形組320、321、322、323、324、325中，每組金屬圖形組可包括兩個金屬傳輸帶線70和71、兩個天線有源振子72和73、天線反射器74、天線引向器75、天線饋電焊接區(qū)76、金屬化過孔78和金屬墊片77。金屬墊片77位于圓形介質板11的正面，供相應金屬化過孔78通過。金屬傳輸帶線70和71的垂直投影重疊，兩個天線有源振子72和73以金屬傳輸帶線70和71為對稱軸呈對稱設置。金屬傳輸帶線70的一端設置天線饋電焊接區(qū)76，另一端連接相應天線有源振子73，天線引向器75設置在金屬圖形三上。

金屬圖形八的金屬傳輸帶線的一端設置第四金屬圖形組的天線饋電焊接區(qū)，另一端連接相應天線有源振子，該第四金屬圖形組設置天線引向器，該第四金屬圖形組的天線引向器設置在金屬圖形九上。

如，在三組第四種金屬圖形組310、311、312中，每組金屬圖形組可包括兩個金屬傳輸帶線60和61、兩個天線有源振子62和63、天線反射器64、天線引向器65、天線饋電焊接區(qū)66、金屬化過孔68和金屬墊片67。金屬墊片67位于插接介質板二的正面，供相應金屬化過孔68通過。金屬傳輸帶線60和61的垂直投影重疊，兩個天線有源振子62和63以金屬傳輸帶線60和61為對稱軸呈對稱設置。金屬傳輸帶線60的一端設置天線饋電焊接區(qū)66，另一端連接相應天線有源振子63，天線引向器65設置在金屬圖形九上。

以上所有金屬圖形都可以通過印刷而設置在相應的介質板上。

如圖9所示，由于本發(fā)明的設計，本發(fā)明的室內AP智能MIMO天線可以接收六個頻段的六路射頻信號：

三組第二金屬圖形組220、221、222接收一路射頻信號一；

六組第三種金屬圖形組210、211、212、213、214、215分為兩類間隔排布，其中一類間隔排布的三組第三種金屬圖形組210、212、214接收一路射頻信號二，其中另一類間隔排布的三組第三種金屬圖形組211、213、215接收一路射頻信號三；

六組第一種金屬圖形組320、321、322、323、324、325分為兩類間隔排布，其中一類間隔排布的三組第一種金屬圖形組320、322、324接收一路射頻信號四，其中另一類間隔排布的三組第一種金屬圖形組321、323、325接收一路射頻信號五；

三組第四種金屬圖形組310、311、312接收一路射頻信號六。

各路射頻信號可以通過半導體開關實現(xiàn)控制，在本實施例中，頻段一包括3路射頻信號，射頻信號一通過半導體開關分別電連接印刷在圓形介質板11上的三組第二金屬圖形組220、221、222；射頻信號二通過半導體開關分別電連接垂直插入圓形介質板11的三個插接介質板一20、22、24上的三組第三種金屬圖形組210、212、214；射頻信號三通過半導體開關分別電連接垂直插入圓形介質板11的三個插接介質板一21、23、24上的三組第三種金屬圖形組211、213、215。

頻段二包括3路射頻信號，射頻信號四通過半導體開關分別電連接印刷在圓形介質板11上的三組第一種金屬圖形組320、322、324；射頻信號五通過半導體開關分別電連接印刷在圓形介質板11的三組第一種金屬圖形組321、323、325；射頻信號六通過半導體開關分別電連接垂直插入圓形介質板11的插接介質板30、31、32上的三組第四種金屬圖形組310、311、312；因此該室內AP智能MIMO天線是覆蓋三個扇區(qū)的雙頻3×3MIMO天線，這樣的硬件設計可以通過目前的智能算法，能夠使天線最大輻射方向指向終端客戶，把天線輻射方向圖零點對準干擾的方向，從而大大提高無線吞吐量，達到通信性能良好的目的。

在本實施例中，金屬可以采用銅，金屬表面可以處理：涂覆綠油。本發(fā)明的室內AP智能MIMO天線的工作頻帶可以為2.412～2.484GHz和5.15～5.85GHz。圓形介質板11的尺寸優(yōu)選為半徑80mm，0.8mm厚，六個垂直插入圓形介質板11的插接介質板一20、21、22、23、24、25的尺寸優(yōu)選為50×25×0.8mm³，三個垂直插入圓形介質板11的插接介質板二30、31、32的尺寸優(yōu)選為32×28×0.8mm³。

通過以上設計，使室外無線點對點定向AP天線的阻抗特性、天線增益、駐波比、隔離度、E面和H面3dB波瓣寬度等性能參數(shù)滿足要求，從而得到一種低成本、高通信效率、高通信容量、高抗干擾性能的室內AP智能MIMO天線。AP智能MIMO AP天線的工作頻段2.412～2.484GHz 5.15～5.85GHz；2.4G頻段增益大于4.5dBi；駐波比小于2；端口隔離度小于-20dB；特性阻抗為50Ω；5.0G頻段增益大于5.0dBi；駐波比小于2；端口隔離度小于-22dB；特性阻抗為50Ω；接頭方式為IPX帶射頻屏蔽線，且屏蔽線長度可選。本實施例將所述的尺寸固定，使其成本達到最低，安裝簡單，通信性能良好，其室內AP智能MIMO天線的部分仿真結果如圖10a和圖10b所示。從圖10a可以看出該AP智能MIMO AP天線在工作頻段2.412～2.484GHz內駐波比約為2:1，從圖10b可以看出該AP智能MIMO AP天線在工作頻段5.15～5.85GHz GHz內駐波比約為2:1，滿足無線通信的要求。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。