一種利用三條縫隙解耦的mimo天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動終端天線，特別涉及一種利用三條縫隙解耦的MMO天線。
【背景技術】
[0002]隨著移動通信技術的飛速發(fā)展，2G、3G移動通信系統(tǒng)已難以滿足用戶日益增長的需求。第4代移動通信系統(tǒng)(4G)與技術已成為目前及未來移動通信領域的研宄熱點。與現(xiàn)有網(wǎng)絡相比，4G移動通信無線網(wǎng)絡不但具有較高的頻譜利用率和數(shù)據(jù)速率，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)全球無縫隙漫游，能夠提供多媒體業(yè)務，具有更高的安全性、靈活性、智能性以及更高的傳輸質(zhì)量和服務質(zhì)量，能支持非對稱性業(yè)務，并能支持多種業(yè)務。
[0003]MMO天線是MMO移動通信系統(tǒng)的關鍵技術。對于基站系統(tǒng)而言，由于可用空間大，多天線技術的應用十分容易實現(xiàn)，目前也已實現(xiàn)及使用。但對于小型手持移動通信設備來說，將多個天線集成在狹小的空間里，會引起很大的互耦，天線的性能就隨之下降，從而無法實現(xiàn)信道容量隨著天線數(shù)目的增加以線性比例增大。如何在減小天線陣列尺寸，同時減小天線單元間的耦合是MMO天線設計的難點。當下主要有如下幾種方法可提高天線單元間的隔離度:采用中和線技術實現(xiàn)天線單元間的解耦；利用地板枝節(jié)減小地板表面波引起的互耦；在天線饋電處添加解耦網(wǎng)絡；在天線單元間添加反射單元等，然而這些去耦方法大部分只適用在窄頻段內(nèi)或高頻段去耦，而在實際移動終端系統(tǒng)中需要兼顧低頻模式，因此大部分去耦方法無法滿足實際需求。因此設計低耦合、寬頻帶、小尺寸及易調(diào)節(jié)的手持移動終端設備MIMO天線具有非常重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術存在的缺點與不足，本發(fā)明提供一種利用三條縫隙解耦的MMO天線，該MIMO天線結構簡單，制作容易，具有低耦合、寬頻帶、小尺寸及易調(diào)節(jié)等優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]一種利用三條縫隙解耦的MMO天線，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板正面印刷關于介質(zhì)基板中線對稱的第一、第二單極子及關于介質(zhì)基板中線對稱的第一微帶線、第二微帶線，所述第一、第二單極子分別與第一、第二微帶線連接，印刷在介質(zhì)基板背面關于介質(zhì)基板中線對稱的第一、第二接地枝節(jié)，所述第一、第二微帶線通過連接線連接，所述介質(zhì)基板背面還印刷系統(tǒng)地板，所述系統(tǒng)地板嵌入三條縫隙。
[0007]所述第一單極子與第一接地枝節(jié)構成第一耦合結構，所述第二單極子與第二接地枝節(jié)構成第二耦合結構。
[0008]所述第一微帶線和第二微帶線跨越三條縫隙，所述第一微帶線、第二微帶線和連接線與三條縫隙構成第三耦合結構。
[0009]所述第一微帶線及第二微帶線的特征阻抗為50歐姆。
[0010]所述三條縫隙包括第一、第二及第三縫隙，所述第二縫隙中部的寬度大于第二縫隙兩端的寬度。
[0011]所述第一單極子和所述第一接地枝節(jié)構成第一天線單元，所述第二單極子和所述第二接地枝節(jié)構成第二天線單元。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
[0013](I)與已有應用在MMO天線中的縫隙設計相比較，本發(fā)明提出的三條縫隙能在較寬的工作帶寬內(nèi)有效地提高MIMO天線單元間的隔離度；
[0014](2)本發(fā)明中的三條縫隙可以獨立調(diào)節(jié)相應的頻帶，不同頻帶之間影響小，三條縫隙結合使用得以實現(xiàn)較寬頻帶內(nèi)的高隔離度；
[0015](3)本發(fā)明的MIMO天線結構簡單，調(diào)試方便，工作模式清晰，適用用于各種多功能小型手持移動設備中。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明的參數(shù)示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明仿真的回波損耗圖；
[0019]圖4是本發(fā)明仿真的隔離度圖。
[0020]圖中示出:
[0021 ] Ia-第一接地枝節(jié)，Ib-第二接地枝節(jié)，2a-第一單極子，2b-第二單極子，3a-第一微帶線，3b_第二微帶線，4-第一縫隙，5-第二縫隙，6-第三縫隙，7-連接線，8-系統(tǒng)地板。
【具體實施方式】
[0022]下面結合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0023]實施例
[0024]如圖1所示，一種利用三條縫隙解耦的MMO天線，包括介質(zhì)基板，印刷在介質(zhì)基板背面的系統(tǒng)地板8、第一、第二接地枝節(jié)la、lb，所述系統(tǒng)地板上嵌入三條縫隙4、5、6，具體為第一、第二及第三縫隙，所述三條縫隙水平放置，相互平行，其中第二縫隙5的中部寬度大于兩端縫隙的寬度，印刷在介質(zhì)基板正面的第一、第二單極子2a、2b及第一、第二微帶線3a、3b，所述第一、第二接地枝節(jié)la、lb，第一、第二單極子2a、2b及第一、第二微帶線3a、3b均關于介質(zhì)基板中線對稱，所述第一、第二單極子2a、2b分別與第一、第二微帶線3a、3b連接，所述第一、第二微帶線通過連接線7連接，所述兩條微帶線的特征阻抗均為50歐姆。
[0025]本發(fā)明第一單極子與第一接地枝節(jié)位于介質(zhì)基板的兩面構成第一耦合結構，第一單極子與第二接地枝節(jié)構成第二耦合結構，第一、第二耦合結構給天線引入額外的電容，從而有效地增大天線的電長度，減小天線的物理尺寸。在第一、第二微帶線的饋線作用下，形成一個較寬的帶寬，通過具體調(diào)節(jié)，可在1.71GHz-2.69GHz內(nèi)實現(xiàn)回波損耗小于_10dB。
[0026]在系統(tǒng)地板上嵌入三條縫隙，其中第二縫隙5中間寬，兩邊窄，連接線、第一、第二微帶線跨越三條縫隙，構成第三耦合結構，在第三耦合結構的饋電下，三條縫隙構成的耦合路徑所產(chǎn)生的作用與MMO天線原有的耦合路徑產(chǎn)生的作用相反，故可以抵消MMO天線單元間原有的耦合，提高MMO天線單元間的隔離度，即實現(xiàn)解耦。三條縫隙的長度和寬度及相鄰縫隙之間的距離，以及三條縫隙與連接線距離介質(zhì)基板頂端的距離沒有具體限定，根據(jù)具體頻率調(diào)節(jié)。
[0027]本實施例采用相對介電常數(shù)為4.4損耗角正切為0.02，厚度為0.8mm的FR4介質(zhì)基板，介質(zhì)基板的平面尺寸為10mmX 60mm。
[0028]第一微帶線和第二微帶線的寬度為1.5mm，第一縫隙4和第三縫隙6的長度為56mm，第二縫隙5的長度為57mm，第二縫隙5中間較寬的部分長度為30mm，其余部分的具體尺寸如圖2。在實際實施中，可適當延長或縮短至電路中射頻饋入部分，也可在系統(tǒng)地板上開孔，用50歐姆的同軸線直接饋電，同軸線的內(nèi)導體與激勵單元相連接，外導體與系統(tǒng)地板相連接。
[0029]本實施例中，第一、第二接地枝節(jié)為矩形，寬度為wl = 2.5mm,長度為I = 16.5mm，第一、第二單極子為矩形，寬度w2 = 2.5mm,長度為I = 16.5mm,接地枝節(jié)與地板連接線為倒L型寬度分別為w3 = 0.5mm和w4 = 1.2mm,長度分別為Idl = 3.5mm和ld2 = 6mm,第三縫隙6與介質(zhì)基板板頂端的距離hi = 5mm,連接線與介質(zhì)板頂端的距離h2 = 6mm,第一縫隙4與介質(zhì)基板頂端的距離h3 = 9mm,連接線的寬度swl = 0.3mm,第二縫隙5兩端的寬度sw2 = 0.3mm及中間的寬度sw4 = 1mm，第一縫隙4的寬度sw3 = 0.3mm,第一縫隙4和第二縫隙5之間的距離sw5 = 0.7mm,兩條饋線之間的距離LW = 50mm。
[0030]按照上述所示尺寸制作的MIMO天線仿真的回波損耗和隔離度結果分別如圖3和圖4。由圖可知，該MMO天線在1710-2690MHZ內(nèi)，回波損耗小于-10dB，隔離度小于_15dB，覆蓋了 GSM1800、GSM1900、UMTS2100、LTE2300、LTE2500 和 2.4GHz WLAN 六個工作頻段。
[0031]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種利用三條縫隙解耦的MMO天線，包括介質(zhì)基板，其特征在于，所述介質(zhì)基板正面印刷關于介質(zhì)基板中線對稱的第一、第二單極子及關于介質(zhì)基板中線對稱的第一微帶線、第二微帶線，所述第一、第二單極子分別與第一、第二微帶線連接，印刷在介質(zhì)基板背面關于介質(zhì)基板中線對稱的第一、第二接地枝節(jié)，所述第一、第二微帶線通過連接線連接，所述介質(zhì)基板背面還印刷系統(tǒng)地板，所述系統(tǒng)地板嵌入三條縫隙。
2.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述第一單極子與第一接地枝節(jié)構成第一耦合結構，所述第二單極子與第二接地枝節(jié)構成第二耦合結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述第一微帶線和第二微帶線跨越三條縫隙，所述第一微帶線、第二微帶線和連接線與三條縫隙構成第三耦合結構。
4.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述第一微帶線及第二微帶線的特征阻抗為50歐姆。
5.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述三條縫隙包括第一、第二及第三縫隙，所述第二縫隙中部的寬度大于第二縫隙兩端的寬度。
6.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述第一單極子和所述第一接地枝節(jié)構成第一天線單元，所述第二單極子和所述第二接地枝節(jié)構成第二天線單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用三條縫隙解耦的MIMO天線，包括介質(zhì)基板，介質(zhì)基板正面印刷關于介質(zhì)基板中線對稱的第一、第二單極子及關于介質(zhì)基板中線對稱的第一微帶線、第二微帶線，所述第一、第二單極子分別與第一、第二微帶線連接，印刷在介質(zhì)基板背面關于介質(zhì)基板中線對稱的第一、第二接地枝節(jié)，所述第一、第二微帶線通過連接線連接，所述介質(zhì)基板背面還印刷系統(tǒng)地板，所述系統(tǒng)地板嵌入三條縫隙。本發(fā)明的MIMO天線結構簡單，調(diào)試方便，工作模式清晰，適用于各種多功能小型手持移動設備中。
【IPC分類】H01Q1-52, H01Q1-48, H01Q21-00, H01Q1-50, H01Q1-38
【公開號】CN104733856
【申請?zhí)枴緾N201510102787
【發(fā)明人】黃惠芬, 吳俊鋒
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月9日