本發(fā)明專利技術(shù)為小型高隔離度雙陷波UWB?MIMO天線，包括主地板、第一地板枝節(jié)、第二地板枝節(jié)、第一金屬帶、第二金屬帶、連接兩地板枝節(jié)的第三金屬帶、第一天線單元、第二天線單元、第一末端開(kāi)口縫隙、第二末端開(kāi)口縫隙；由于兩地板枝節(jié)的應(yīng)用，第一激勵(lì)端口和第二激勵(lì)端口可以放置在所述基板上邊緣，能有效的改善天線單元的阻抗帶寬，也有效地增加了兩天線單元間的隔離度；解決了現(xiàn)有UWB?MIMO天線無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)小尺寸、小互耦、寬帶寬的技術(shù)問(wèn)題；第一金屬帶與第一天線單元形成第一環(huán)形回路，第二金屬帶與第二天線單元形成第二環(huán)形回路，實(shí)現(xiàn)高頻陷波；第一末端開(kāi)口縫隙和第二末端開(kāi)口縫隙的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了低頻陷波；從而實(shí)現(xiàn)雙陷波的功能。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及UWB(ultra-wideband,超寬帶)MIM0 (Multiple-Input Multiple-Output,多輸入多輸出)天線
,更具體地說(shuō),涉及一種小型高隔離度的雙陷波UWB MMO天線。
技術(shù)介紹
隨著移動(dòng)寬帶時(shí)代的到來(lái)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向多頻多制式快速發(fā)展，現(xiàn)有的天線系統(tǒng)也因站點(diǎn)空間有限、站點(diǎn)承重限制、不支持新技術(shù)演進(jìn)等問(wèn)題面臨著諸多挑戰(zhàn)。大部分運(yùn)營(yíng)商都提出了對(duì)天線系統(tǒng)的改造需求，新的天線不光需要支持多頻多制式，還需要保持尺寸不變，能支持新的技術(shù)演進(jìn)如多輸入多輸出(ΜΙΜΟ, Multiple-Input-Multiple-Output),從而配合主設(shè)備提升網(wǎng)絡(luò)性能，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。從目前技術(shù)發(fā)展來(lái)看，MMO技術(shù)是LTE((Long Term Evolution，3G的長(zhǎng)期演進(jìn))和第四代移動(dòng)通信(4G)的核心技術(shù)。MMO技術(shù)充分開(kāi)發(fā)了空間資源，利用多個(gè)天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在有限的頻譜資源上和固定的發(fā)射功率下，可以實(shí)現(xiàn)高速率和大容量的數(shù)據(jù)傳輸率，是增加無(wú)線通信系統(tǒng)頻譜效率非常有效的一種方法。 MIMO系統(tǒng)還可以通過(guò)分集增益來(lái)實(shí)現(xiàn)大幅度提高無(wú)線通信系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。MMO 技術(shù)已經(jīng)被視為第四代移動(dòng)通信技術(shù)的重要組成部分而受到通信界的強(qiáng)烈關(guān)注。MIMO天線是MMO無(wú)線通信系統(tǒng)的重要部件，MIMO天線性能直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能，故MMO天線設(shè)計(jì)已經(jīng)成為微波領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對(duì)于基站而言，因?yàn)榭捎每臻g大， 多天線技術(shù)的應(yīng)用容易得到實(shí)現(xiàn)。但是對(duì)于手持設(shè)備來(lái)說(shuō)，將多個(gè)天線集成在小空間中，會(huì)引起很大的互耦，這就造成天線單元間的相關(guān)性很大，天線的分集性能就隨之下降，無(wú)法達(dá)到信道容量與MMO天線系統(tǒng)的天線數(shù)目成線性比例增量，或者信道的穩(wěn)定性隨著MMO系統(tǒng)天線數(shù)目增加的趨勢(shì)。如何在保證小天線尺寸、高天線性能的前提下，減小天線單元間的耦合是MMO天線設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，目前減小耦合的主要方法有采用缺陷地板結(jié)構(gòu)，在地板上嵌入縫隙，加入反射單元，增加地板分支，應(yīng)用中和線、去耦電路等?，F(xiàn)有的MMO天線設(shè)計(jì)主要都是采用以上方法之一來(lái)減小互耦，但是大部分設(shè)計(jì)的帶寬都比較窄、而且天線的尺寸比較大。數(shù)量不多的已經(jīng)報(bào)道的超寬帶MMO天線設(shè)計(jì)，尺寸都比較大，而且不能實(shí)現(xiàn)雙陷波要求，這樣就會(huì)無(wú)法避免和其它通信系統(tǒng)(WIMAX 3. 3-3. 6GHz以及WALN5. 2-5. 8GHz) 的相互干擾，因此，尺寸小、良好輻射效率、全向覆蓋特性、高隔離、雙陷波UWB MIMO天線成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)。MIMO技術(shù)的應(yīng)用，一方面利用復(fù)用技術(shù)提高信道的傳輸容量,另一方面可以利用分集技術(shù)提高信道的可靠性。研究表明，UWB通信系統(tǒng)具有低輻射功率，極高的數(shù)據(jù)傳輸率， 它非常適合雷達(dá)系統(tǒng)和短距離通信，而將MIMO技術(shù)應(yīng)用到UWB系統(tǒng)中，則可以大幅度地提高系統(tǒng)的傳輸率。目前數(shù)量不多的UWB MMO天線，尺寸都比較大，而且沒(méi)有實(shí)現(xiàn)陷波功能， 它們主要采用傳統(tǒng)的方法去提高天線單元間的隔離度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了解決現(xiàn)有UWB MMO天線無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)小尺寸、小互耦、寬帶寬、陷波功能的技術(shù)問(wèn)題，提出了一種小型、高隔離度、雙陷波UWB MIMO天線，能有效的改善天線單元的阻抗帶寬，實(shí)現(xiàn)雙陷波功能，還可以有效地增加兩天線單元間的隔離度。本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題小型高隔離度雙陷波UWB MIMO 天線，包括印制在基板背面的地板、第一地板枝節(jié)、第二地板枝節(jié)、第一天線單元和第二天線單元；第一地板枝節(jié)和第二地板枝節(jié)對(duì)稱放置；第一天線單元與第二天線單元形成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且被放置在所述基板的兩個(gè)邊角上；第一天線單元的激勵(lì)端口和第二天線單元的激勵(lì)端口放置在所述基板上邊緣，第一天線單元的激勵(lì)端口和第一地板枝節(jié)相連接，第二天線單元的激勵(lì)端口和第二地板枝節(jié)相連接。由于第一地板枝節(jié)和第二地板枝節(jié)也參與了福射，它們可以分別被看作是第一天線單元和第二天線單元的一部分，有效地增加了第一天線單元和第二天線單元的有效電長(zhǎng)度，從而降低天線工作頻率，拓展帶寬，有利于實(shí)現(xiàn)天線的小型化。另一方面，由于第一地板枝節(jié)和第二地板枝節(jié)的應(yīng)用，第一天線單元和第二天線單元的激勵(lì)端口可以設(shè)置在基板的邊緣，這樣兩端口之間沿著地板表面的路徑就被大大地增加了，從而兩天線單元間的隔離度得到了很到的改善。所述基板的背面印制有第一金屬帶和第二金屬帶，第一金屬帶的兩端和第一天線單元設(shè)有第一重疊部分，第二金屬帶的兩端和第二天線單元設(shè)有第二重疊部分；第一金屬帶和第一天線單元通過(guò)所述第一重疊部分形成第一耦合環(huán)形路徑，第二金屬帶和第二天線單元通過(guò)所述第二重疊部分形成第二耦合環(huán)形路徑；所述第一耦合環(huán)形路徑和第二耦合環(huán)形路徑分別破壞了第一天線單元和第二天線在某個(gè)頻段內(nèi)的阻抗匹配，從而使得第一天線單元和第二天線單元實(shí)現(xiàn)在在該頻段的陷波功能。優(yōu)選的，還在所述第一天線單元上嵌入第一末端開(kāi)路縫隙，在所述第二天線單元上嵌入第二末端開(kāi)路縫隙；所述第一末端開(kāi)路縫隙、第二末端開(kāi)路縫隙分別使第一天線單元和第二天線單元在某個(gè)頻帶內(nèi)大部分的能量被發(fā)射回去，從而使得第一天線單元和第二天線單元實(shí)現(xiàn)在某個(gè)頻段的陷波功能。所述第一天線單元與第一天線單元的激勵(lì)端口之間設(shè)有第一微帶線。所述第二天線單元與第二天線單元的激勵(lì)端口之間設(shè)有第二微帶線。本專利技術(shù)的原理如下將兩個(gè)UWB天線單元對(duì)稱地放置在基板的兩個(gè)邊角上，引入兩個(gè)矩形地板分支使得兩天線單元的饋電端口可以放置在基板的上邊緣，從而實(shí)現(xiàn)良好的阻抗匹配和天線單元間的高隔離度。此外，為了得到高頻陷波，每個(gè)天線單元各引入一條小金屬帶，即利用環(huán)形回路實(shí)現(xiàn)高頻陷波；為獲得到低頻陷波，在每個(gè)天線單元的輻射體上各嵌入一條末端開(kāi)口的縫隙，即利用末端開(kāi)路的縫隙實(shí)現(xiàn)低頻陷波。該MIMO天線適合應(yīng)用于如手機(jī)、筆記本等移動(dòng)終端設(shè)備的系統(tǒng)中，能夠在多徑通信環(huán)境中，提供良好的分集增益， 抵抗多徑衰落，提高系統(tǒng)的無(wú)線UWB通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)I、已有移動(dòng)終端設(shè)備小型UWB MIMO天線設(shè)計(jì)，主要利用解耦網(wǎng)絡(luò)、地板縫隙、反射單元等技術(shù)手段提高天線單元間的隔離度，而這些解耦方法只適合應(yīng)用于尺寸比較大的 UffBMIMO天線中，而本專利中提出的獨(dú)特的天線單元放置方式將兩個(gè)UWB天線單元對(duì)稱地放置在基板的兩個(gè)邊角上，引入兩個(gè)矩形的地板分支，兩個(gè)天線單元的激勵(lì)端口放置在基板的上邊緣。這種獨(dú)特的天線單元放置方式，一方面能有效地改善阻抗帶寬，另外一方面能增加兩天線單元之間沿著地板表面的路徑長(zhǎng)度，則有效地增加兩天線單元直接的隔離度。2、本專利提出在基板的背面加入金屬帶，該金屬帶和天線單元組成耦合的環(huán)形回路，利用該環(huán)形回路可以有效地得到高頻陷波效果。這種陷波結(jié)構(gòu)對(duì)陷波頻率以外的頻帶影響非常小，故它對(duì)陷波頻帶以外的工作帶寬內(nèi)的隔離度影響很小。改變金屬帶的寬度ws， 則可以有效地控制陷波頻帶的頻率位置。3、本專利提出的在天線單元上嵌入末端開(kāi)路的縫隙，可以有效地得到低頻陷波效果，而這種陷波結(jié)構(gòu)對(duì)陷波帶寬以外的頻帶的影響非常小，故其應(yīng)用對(duì)陷波頻帶以外的工作帶寬內(nèi)的隔離度影響很小，適合應(yīng)用到UWB MMO天線中實(shí)現(xiàn)陷波功能。4、與已有移動(dòng)終端設(shè)備UWB MIMO天線設(shè)計(jì)相比較，本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了陷波效果，而且具有更小本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
小型高隔離度雙陷波UWB?MIMO天線，其特征在于，包括印制在基板背面的地板、第一地板枝節(jié)、第二地板枝節(jié)、第一天線單元和第二天線單元；第一地板枝節(jié)和第二地板枝節(jié)對(duì)稱放置；第一天線單元與第二天線單元形成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且被放置在所述基板的兩個(gè)邊角上；第一天線單元的激勵(lì)端口和第二天線單元的激勵(lì)端口放置在所述基板上邊緣，第一天線單元的激勵(lì)端口和第一地板枝節(jié)相連接，第二天線單元的激勵(lì)端口和第二地板枝節(jié)相連接。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：褚慶昕，李健鳳，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華南理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。