一種小型三頻四單元mimo天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種小型三頻四單元MBTO天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，移動通信系統(tǒng)對天線的要求越來越高，設(shè)計一種小型三頻四單元MIMO天線是近年來研究的熱點。多入多出Multiple-1nput-multiple-outputWlMO) 技術(shù)，因為能夠大幅度地增加信道容量，同時不需要額外的增加頻譜范圍和輸入功率，日益成為天線設(shè)計新的重要研究方向。隨著移動通信設(shè)備小型化的發(fā)展，要求天線的體積越來越小，但MMO天線的體積減小會導致隔離度變差，不同天線端口間的相互干擾增大。為了解決這一矛盾，近些年來，小型化同時具備高隔離度的的MMO天線逐漸受到重視?？紤]到工作在不同通信系統(tǒng)間的工作頻段可能互不相同，比如無線局域網(wǎng)系統(tǒng)wireless local area network(WLAN)的2.4GHz_2.484GHz，5.15GHz_5.35GHz，5.725GHz_5.825GHz，全球微波互聯(lián)接入系統(tǒng)WiMAX(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)的3.4GHz-3.69GHz，5.25GHz_5.85GHz，這兩大通信系統(tǒng)的工作頻段就不完全相同，進而要求天線能夠工作在多個不同的頻段，即要求天線往多通帶方向發(fā)展。最常見、最廣泛的實行形式是多通帶的二單元ΜΜ0。三單元MIMO天線要求兩兩間隔120°，四單元MMO天線為保證高隔離度一般是兩兩正交組陣(工程中廣泛應用的正交45°雙極化基站天線正是基于此大大縮減了天線體積和架設(shè)成本)，但這方面的研究都較少。也就是說，設(shè)計小型化多通帶的四單元MIMO天線，是天線領(lǐng)域當前重要的研究方向。
[0003]多通帶MMO天線的實現(xiàn)方法主要是通過多個不同長度和形狀的蜿蜒結(jié)構(gòu)的枝節(jié)線來實現(xiàn)。傳統(tǒng)的四單元MIMO天線，由于尺寸的限制，往往只能取得一個窄頻帶的解耦效果。不能在多頻甚至寬頻的情況下也實現(xiàn)較好的隔離性能。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點與不足，本實用新型提供一種小型三頻四單元MMO天線。
[0005]本實用新型采用傳統(tǒng)的微帶線饋電方法，首先采用了正交極化解耦結(jié)構(gòu)，其次采用了地板上切角和刻槽的技術(shù)來解耦，來實現(xiàn)天線在阻抗匹配所覆蓋的多個頻帶范圍內(nèi)，滿足高隔離度的要求。
[0006]同時，天線結(jié)構(gòu)緊湊，總面積僅為60X 60mm2。并通過合理地設(shè)計其中3個長度不同的特殊彎折的枝節(jié)來覆蓋3個不同的工作頻帶，其中I個枝節(jié)從地板上延伸出來，通過耦合進行饋電，另外2個枝節(jié)，直接饋電，并通過另外一個新的枝節(jié)接地。天線整體尺寸緊湊，結(jié)構(gòu)簡單，加工制造成本低，工程實用性高。
[0007]本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種小型三頻四單元MMO天線，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板正面分別印制四個結(jié)構(gòu)相同的天線輻射單元及四塊結(jié)構(gòu)相同的地板，所述四塊地板分別與四個天線輻射單元連接，且一一對應，所述四個天線輻射單元之間相互正交，所述天線輻射單元包括第一、第二倒L形枝節(jié)、與饋電點連接的饋線、寄生地板延伸枝節(jié)和S形短路接地枝節(jié)，所述第一倒L形枝節(jié)的長邊分別與饋線及S形短路接地枝節(jié)連接，所述第二倒L形枝節(jié)的短邊與S形短路接地枝節(jié)連接，所述寄生地板延伸枝節(jié)及S形短路接地枝節(jié)分別與地板連接。
[0009]所述地板為帶一個圓角的矩形，所述四個地板位于介質(zhì)基板的四個角，地板的圓角靠近介質(zhì)基板的中心點。
[0010]所述地板內(nèi)還設(shè)有平直矩形地板刻槽及傾斜矩形地板刻槽，所述傾斜矩形地板刻槽位于圓角的中點，所述平直矩形地板刻槽設(shè)置在地板邊緣與介質(zhì)基板邊緣重合處，所述平直矩形地板刻槽垂直水平面或平行水平面。
[0011 ]所述S形短路接地枝節(jié)、第一倒L形枝節(jié)以及與饋電點連接的饋線構(gòu)成倒F形單極子天線的結(jié)構(gòu)。
[0012]所述饋電線的末端開口與地板之間留有一矩形空間，饋電線由同軸電纜的內(nèi)芯饋電，同軸電纜外導體接地。
[0013]第一倒L形枝節(jié)和S形短路接地枝節(jié)構(gòu)成的枝節(jié)長度為2.43GHz頻率的四分之一波長。
[0014]所述寄生地板延伸枝節(jié)由地板延伸出來，與饋線電磁親合饋電。
[0015]所述圓角半徑為10毫米。
[0016]所述寄生地板延伸枝節(jié)為L形，L形的長邊與地板連接。
[0017]本實用新型的有益效果:
[0018](I)用單一平面的結(jié)構(gòu)完全覆蓋了多個通信頻段:無線局域網(wǎng)系統(tǒng)wirelesslocal area network(WLAN)的2.4GHz_2.484GHz，5.15GHz_5.35GHz，5.725GHz_5.825GHz，全球微波互聯(lián)接入系統(tǒng)WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)的3.4GHz-3.69GHz，5.25GHz_5.85GHz。
[0019](2)整個天線的平面尺寸，包含地板為60mm X 60mm，占用的尺寸極其小，而且可用平面印刷工藝和低成本的FR4板材，降低了制造成本。
[0020](3)天線的結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，工作模式清晰，而且，由于同時采用了多種提高隔離度的技術(shù)，比如正交極化去耦，地板切角和地板刻槽去耦，使得這幾個通帶的隔離度都得至IJ了提高。保證了MMO天線的端口間能夠不互相干擾。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的平面示意圖。
[0022]圖2為圖1的俯視圖，單位為毫米(mm)ο
[0023]圖3為圖1的仰視圖，單位為毫米(mm)ο
[0024]圖4為圖1的側(cè)視圖，單位為毫米(mm)ο
[0025]圖5為本實施例仿真的回波損耗與頻率關(guān)系圖。
[0026]圖6為本實施例仿真的端口間隔離度與頻率關(guān)系圖。
[0027]圖7為本實施例仿真的增益圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0029]實施例
[0030]如圖1-圖4所示，一種小型三頻四單元MMO天線，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板正面印制四個結(jié)構(gòu)相同的天線輻射單元，四個天線輻射單元相互正交，所述每個天線輻射單元包括第一、第二倒L形枝節(jié)1、2、與饋電點連接的饋線3、寄生地板延伸枝節(jié)4和S形短路接地枝節(jié)5，所述第一倒L形枝節(jié)的長邊分別與饋線及S形短路接地枝節(jié)連接，所述第二倒L形枝節(jié)的短邊與S形短路接地枝節(jié)連接，所述寄生地板延伸枝節(jié)及S形短路接地枝節(jié)分別與地板連接。
[0031]還包括印制在介質(zhì)基板正面的四塊地板，介質(zhì)基板為矩形，所述地板位于介質(zhì)基板的四個角，與天線輻射單元連接，且一一對應。
[0032]所述第一、第二倒L形枝節(jié)分別與饋線及S形短路接地枝節(jié)連接，構(gòu)成長度較大的枝節(jié)線，用于激勵多個諧振模式，基本覆蓋低頻段2.4GHz和高頻段5.2/5.5/5.8GHz的頻段。
[0033]第一倒L形枝節(jié)與S形短路接地枝節(jié)所構(gòu)成的枝節(jié)總長度約為2.43GHz頻率的四分之一波長，用來覆蓋WLAN 2.4GHz頻帶；
[0034]第二倒L形枝節(jié)到S形短路接地枝節(jié)的接地位置，所構(gòu)成的枝節(jié)總長度約為3.7IGHz頻率的二分之一波長，用來覆蓋WIMAX 3.5GHz頻帶。
[0035]所述與饋電點直接相連的饋線，所述饋線為矩形，其末端開口與地板之間留有一個很小的矩形空間，用來模擬信號輸入端的饋電點和接地點，該饋線的末端由同軸電纜直接進行饋電，同軸電纜的外導體接地。
[0036]所述寄生地板延伸枝節(jié)4為L形，從地板平面垂直延伸出來，并與地板連接，由饋線進行電磁親合饋電，提供高頻5.5GHz的諧振。
[0037]所述S形短路接地枝節(jié)5分別連接第一、第二倒L形枝節(jié)，以及與饋電點直接相連的饋線3，整體構(gòu)成倒F形單極子天線的結(jié)構(gòu)，具備了結(jié)構(gòu)簡單、易匹配且集成性高等優(yōu)點，這在手機天線的設(shè)計中也是廣泛采用的。
[0038]所述地板為帶一個圓角的矩形，所述四個地板位于介質(zhì)基板的四個角，地板的圓角靠近介質(zhì)基板的中心點。
[0039]所述地板8內(nèi)還設(shè)有平直矩形地板刻槽6及傾斜矩形地板刻槽7，所述傾斜矩形地板刻槽位