高隔離度雙極化差分雙頻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MIMO天線，尤其是一種高隔離度雙極化差分雙頻MIMO天線，屬于無(wú)線通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，通信系統(tǒng)對(duì)高速率、大容量和高可靠性的移動(dòng)通信質(zhì)量需求越來(lái)越強(qiáng)烈，而應(yīng)用傳統(tǒng)的通信技術(shù)很難滿足這一需求。多輸入多輸出(multiple-1nput-multiple-output, ΜΙΜΟ)技術(shù)在一個(gè)通信系統(tǒng)中應(yīng)用多個(gè)收發(fā)天線來(lái)發(fā)射和接收信號(hào)，可以有效的克服多徑衰落效應(yīng)并提高系統(tǒng)容量和可靠性。在MIMO天線的設(shè)計(jì)中，最關(guān)鍵緊要的一個(gè)問(wèn)題就是如何使降低各個(gè)天線單元之間的耦合度。目前減小天線單元間耦合的主要方法有:EBG地板結(jié)構(gòu)，解耦網(wǎng)絡(luò)，地板縫隙，反射單元，地板分支和Neutralizat1n線。以上的解親方法僅適用于窄帶工作帶寬中，不適用于超寬帶系統(tǒng)，大多數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，所實(shí)現(xiàn)的隔離度一般在20dB左右。
[0003]目前，射頻電路通常采用差分技術(shù)傳輸信號(hào)，但是天線大多數(shù)被設(shè)計(jì)為單端口器件，不能直接與差分電路集成，通常需要采用巴倫把差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端口信號(hào)然后饋入天線。巴倫的使用會(huì)造成損耗，使系統(tǒng)效率降低，也增加了獨(dú)立器件的數(shù)量，不利于系統(tǒng)高度集成和小型化。差分天線將天線設(shè)計(jì)為雙端口形式，直接把差分信號(hào)饋進(jìn)天線的兩個(gè)端口，可以直接與差分電路集成，減少了巴倫器件的使用，提高系統(tǒng)效率。目前出現(xiàn)的MIMO天線中，只出現(xiàn)了一款采用差分饋電形式的，而且體積龐大，具有單個(gè)超寬帶頻段。另一方面，現(xiàn)在的短距離無(wú)線通信系統(tǒng)，如無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks,WLAN)和全球微波互聯(lián)接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)系統(tǒng)，均有多個(gè)工作頻段。WLAN工作在2.4GHz/5.2GHz/5.8GHz頻段，WiMAX工作在
2.5GHz/3.5GHz/5.5GHz頻段，因此設(shè)計(jì)具有多個(gè)工作頻段的天線非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。
[0004]據(jù)調(diào)查與了解，目前公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)如下:
[0005]I)2014 年，Mao Chun Xu 和 Chu Qing Xin 在“IEEE TRANSACT1NS ON ANTENNASAND PROPAGAT1N” 發(fā)表題為“Compact Co-radiator UffB MIMO Antenna With DualPolarizat1n”的文章中，提出了一種共福射體的雙端口超寬帶MIMO天線，天線的兩個(gè)饋電端口共用一個(gè)輻射體進(jìn)行饋電，大大減小了天線體積。并且兩個(gè)端口相互正交，實(shí)現(xiàn)了雙極化特性。天線在輻射體上刻蝕了 T形縫隙，并且在地面上延伸了枝節(jié)，以此實(shí)現(xiàn)高隔離度。該天線工作在超寬帶頻段3GHz-llGHz，隔離度達(dá)到20dB。
[0006]2)2015 年，He Huang 和 Ying Liu 等人在“IEEE ANTENNAS AND WIRELESSPROPAGAT1N LETTERS” 發(fā)表題為“Uniplanar Differentially Driven UltrawidebandPolarizat1n Diversity Antenna With Band-Notched Characteristics，，的文章中，提出了一種共縫隙的雙端口超寬帶MMO天線，天線的兩對(duì)差分饋電端口共同對(duì)一個(gè)寬縫隙進(jìn)行饋電，兩對(duì)差分饋電端口相互垂直放置，不僅獲得了理論上無(wú)窮大的隔離度，也獲得了雙極化特性，但是天線的體積龐大。該天線工作在超寬帶UWB頻段3GHz-llGHz。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種高隔離度雙極化差分雙頻MMO天線，該MMO天線具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，體積小，成本低，特性好的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用在WiMAX/WLAN系統(tǒng)中。
[0008]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到:
[0009]高隔離度雙極化差分雙頻MMO天線，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板的其中一個(gè)面上設(shè)有貼片、地面以及四個(gè)分別與貼片連接的差分共面波導(dǎo)饋電端口，所述貼片上刻蝕有多個(gè)矩形縫隙，所述地面設(shè)置在貼片的周?chē)?，所述貼片和地面之間形成間隙；所述四個(gè)差分共面波導(dǎo)饋電端口形成兩對(duì)相互正交的差分端口。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述貼片上刻蝕有四個(gè)矩形縫隙，所述四個(gè)矩形縫隙所在位置分別靠近貼片的四個(gè)邊緣處。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述貼片為正方形貼片，所述四個(gè)差分共面波導(dǎo)饋電端口分另IJ與正方形貼片的上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)和右側(cè)連接。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述地面為環(huán)形地面。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，所述介質(zhì)基板采用相對(duì)介電常數(shù)為4.4的介質(zhì)基板。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，所述貼片、地面以及四個(gè)差分共面波導(dǎo)饋電端口均采用金屬材料構(gòu)成。
[0015]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果:
[0016]1、本實(shí)用新型的MMO天線克服了傳統(tǒng)MMO天線不易與差分電路集成的缺點(diǎn)，貼片和地面共同設(shè)置在介質(zhì)基板的其中一個(gè)面上，形成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單層平面結(jié)構(gòu)，并采用差分共面波導(dǎo)饋電，可以更容易與差分電路集成。
[0017]2、本實(shí)用新型的MMO天線具有兩對(duì)差分端口，兩對(duì)差分端口不僅共用了中間的貼片，而且共用了地面，使得天線的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。
[0018]3、本實(shí)用新型的MMO天線的貼片上刻蝕有多個(gè)矩形縫隙(優(yōu)選刻蝕有四個(gè)矩形縫隙)，可以達(dá)到雙頻工作的目的；經(jīng)過(guò)電磁仿真表明，具有兩個(gè)工作頻段(3.2GHz?
3.8GHz和5.2GHz?5.7GHz)，可以應(yīng)用在WiMAX/WLAN系統(tǒng)中，而且整個(gè)天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本更低，加工更容易。
[0019]4、本實(shí)用新型的MMO天線克服了傳統(tǒng)MMO天線去耦結(jié)構(gòu)復(fù)雜、隔離度不好的缺點(diǎn)，兩對(duì)差分饋電端口相互垂直放置，不僅可以實(shí)現(xiàn)雙極化特性，而且兩對(duì)差分饋電端口正好處于彼此的虛擬地面上，因此可以天然去除彼此的耦合，不需采用任何去耦合結(jié)構(gòu)，就可以達(dá)到了 55dB以上的隔離度。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的高隔離度雙極化差分雙頻MIMO天線結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型的高隔離度雙極化差分雙頻MIMO天線的電磁仿真奇模反射系數(shù)曲線圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型的高隔離度雙極化差分雙頻MIMO天線的電磁仿真隔離度曲線圖。
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