一種利用三條縫隙解耦的mimo天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)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(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，2G、3G移動(dòng)通信系統(tǒng)已難以滿足用戶日益增長(zhǎng)的需求。第4代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)與技術(shù)已成為目前及未來(lái)移動(dòng)通信領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)。與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相比，4G移動(dòng)通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)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(wú)縫隙漫游，能夠提供多媒體業(yè)務(wù)，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(wù)質(zhì)量，能支持非對(duì)稱性業(yè)務(wù)，并能支持多種業(yè)務(wù)。
[0003]MMO天線是MMO移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于基站系統(tǒng)而言，由于可用空間大，多天線技術(shù)的應(yīng)用十分容易實(shí)現(xiàn)，目前也已實(shí)現(xiàn)及使用。但對(duì)于小型手持移動(dòng)通信設(shè)備來(lái)說(shuō)，將多個(gè)天線集成在狹小的空間里，會(huì)引起很大的互耦，天線的性能就隨之下降，從而無(wú)法實(shí)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(shí)減小天線單元間的耦合是MMO天線設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。當(dāng)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(shù)實(shí)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(luò)；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(shí)際移動(dòng)終端系統(tǒng)中需要兼顧低頻模式，因此大部分去耦方法無(wú)法滿足實(shí)際需求。因此設(shè)計(jì)低耦合、寬頻帶、小尺寸及易調(diào)節(jié)的手持移動(dòng)終端設(shè)備MIMO天線具有非常重要的意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種利用三條縫隙解耦的MIMO天線，該MIMO天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)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(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)稱的第一、第二單極子及關(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)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(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)稱的第一、第二接地枝節(jié)，所述第一、第二微帶線通過(guò)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(gòu)成第一耦合結(jié)構(gòu)，所述第二單極子與第二接地枝節(jié)構(gòu)成第二耦合結(jié)構(gòu)。
[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(gòu)成第三耦合結(jié)構(gòu)。
[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(gòu)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(gòu)成第二天線單元。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:
[0013](I)與已有應(yīng)用在MMO天線中的縫隙設(shè)計(jì)相比較，本實(shí)用新型提出的三條縫隙能在較寬的工作帶寬內(nèi)有效地提高M(jìn)IMO天線單元間的隔離度；
[0014](2)本實(shí)用新型中的三條縫隙可以獨(dú)立調(diào)節(jié)相應(yīng)的頻帶，不同頻帶之間影響小，三條縫隙結(jié)合使用得以實(shí)現(xiàn)較寬頻帶內(nèi)的高隔離度；
[0015](3)本實(shí)用新型的MIMO天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)設(shè)備中。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型的參數(shù)示意圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型仿真的回波損耗圖；
[0019]圖4是本實(shí)用新型仿真的隔離度圖。
[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(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0023]實(shí)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(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)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(guò)連接線7連接，所述兩條微帶線的特征阻抗均為50歐姆。
[0025]本實(shí)用新型第一單極子與第一接地枝節(jié)位于介質(zhì)基板的兩面構(gòu)成第一耦合結(jié)構(gòu)，第一單極子與第二接地枝節(jié)構(gòu)成第二耦合結(jié)構(gòu)，第一、第二耦合結(jié)構(gòu)給天線引入額外的電容，從而有效地增大天線的電長(zhǎng)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(gè)較寬的帶寬，通過(guò)具體調(diào)節(jié)，可在1.71GHZ-2.69GHz內(nèi)實(shí)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(gòu)成第三耦合結(jié)構(gòu)，在第三耦合結(jié)構(gòu)的饋電下，三條縫隙構(gòu)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M(jìn)MO天線單元間的隔離度，即實(shí)現(xiàn)解耦。三條縫隙的長(zhǎng)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(shí)施例采用相對(duì)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(zhǎng)度為56mm，第二縫隙5的長(zhǎng)度為57mm，第二縫隙5中間較寬的部分長(zhǎng)度為30mm，其余部分的具體尺寸如圖2。在實(shí)際實(shí)施中，可適當(dāng)延長(zhǎng)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(dǎo)體與激勵(lì)單元相連接，外導(dǎo)體與系統(tǒng)地板相連接。
[0029]本實(shí)施例中，第一、第二接地枝節(jié)為矩形，寬度為wl = 2.5mm,長(zhǎng)度為I = 16.5mm，第一、第二單極子為矩形，寬度w2 = 2.5mm,長(zhǎng)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(zhǎng)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(jié)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(gè)工作頻段。
[0031]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)稱的第一、第二單極子及關(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)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(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)稱的第一、第二接地枝節(jié)，所述第一、第二微帶線通過(guò)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(quán)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(gòu)成第一耦合結(jié)構(gòu)，所述第二單極子與第二接地枝節(jié)構(gòu)成第二耦合結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)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(gòu)成第三耦合結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)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(quán)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(quán)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(gòu)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(gòu)成第二天線單元。
【專利摘要】本實(shí)用新型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(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)稱的第一、第二單極子及關(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)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(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)稱的第一、第二接地枝節(jié)，所述第一、第二微帶線通過(guò)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。本實(shí)用新型的MIMO天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)設(shè)備中。
【IPC分類】H01Q1-48, H01Q1-50, H01Q21-00, H01Q1-38, H01Q1-52
【公開號(hào)】CN204441476
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520133232
【發(fā)明人】黃惠芬, 吳俊鋒
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月9日