[发明专利]高隔离度具有辐射分集特性微带贴片MIMO天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种微带贴片天线，尤其是MIMO天线研究技术领域。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展，人们对无线终端的依赖性越来越强，传统的技术已经无法满足数据传输速率和质量的要求，MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)技术能够在多径环境中不增加工作带宽与发射功率的前提下，提高无线信道的通信质量和容量，并且已经被列为LTE(Long Term Evolution)和4G(The fourth generation mobi le communication system)的核心技术之一。

当天线间距小于一个波长时，天线之间的耦合非常显著，对于天线的隔离度是一个很大的挑战。所以，对应用于移动终端的MIMO天线，提高隔离度，小型化是两个还没有得到很好解决的问题。如何设计出高隔离度的MIMO天线成为研究方向。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明设计一种高隔离度具有辐射分集特性微带贴片MIMO天线，以实现电尺寸小，隔离度高，具有分集功能，以及便于集成加工的特点。

本发明采用如下技术方案：高隔离度具有辐射分集特性微带贴片MIMO天线，该天线包括印刷在介质基板上表面的第一微带贴片天线单元、与该第一微带贴片天线单元配合的第二微带贴片天线单元、位于所述第一微带贴片天线单元和第二微带贴片天线单元之间并接地的圆弧形金属贴片；所述圆弧形金属贴片通过接地孔连接到位于介质基板下表面的地板上；所述地板上设有一个开口的圆环形缝隙，该圆环形缝隙与所述圆弧形金属贴片对应。

作为本发明的优选方案之一，所述第一微带贴片天线单元包括一个挖去半圆片的矩形贴片、与该矩形贴片连接的四分之一阻抗变换线以及与所述四分之一阻抗变换线连接的馈电线。

作为本发明的优选方案之一，所述第二微带贴片天线单元包括一个带有三组缝隙、并被镶嵌在所述第一微带贴片天线单元被挖去半圆片而空出的区域内的圆形贴片、与该圆形贴片连接的四分之一阻抗变换线以及与该四分之一阻抗变换线连接的馈电线。

作为本发明的优选方案之一，所述介质基板是由介电常数为4.4的FR4材料形成的PCB板。

作为本发明的优选方案之一，所述介质基板厚度为1.6mm，损耗角正切为0.02。

作为本发明的优选方案之一，所述圆形贴片上三组缝隙的间距W7为0.5mm，缝隙之间的距离d为6.0mm。

作为本发明的优选方案之一，所述第一、第二微带贴片天线单元中的馈电线为50欧姆馈电线。

本发明的有益效果如下：

(1)由于采用第二微带贴片天线单元镶嵌在第一微带贴片天线单元被挖去圆片而空出的区域内，使天线保持小电尺寸0.5688*λ X 0.596*λ X 0.0128*λ，其中λ代表天线的工作频率对应的波长λ＝125mm。在手机等移动终端的应用中，小尺寸可以极大地减小占用空间。

(2)本结构采用50欧姆微带线进行馈电和微带贴片作为辐射单元，使天线剖面较低，且易于加工。

(3)本天线具有稳定的辐射模式分集特性。第一微带贴片天线单元辐射方向为Phi＝0°，theta＝0°，第二微带贴片天线单元辐射方向为phi＝90°，theta＝20°。可以看出，在两个天线距离仅为0.032*λ情况下，两个天线单元的辐射特性都是非常好的，说明两个天线单元的干扰非常小。此天线具有高隔离度的特性。

(4)辐射贴片和馈电线都采用印刷结构，介质基板是介电常数为4.4的FR4材料作为PCB板最常用的板材，价格低廉，易于购买。所以，本专利制作成本低，易于加工，可批量生产，具有较大的实际应用价值。

附图说明

图1a-1b是本天线的结构示意图。其中图1a是天线的俯视图，图1b是天线的地板

图2为天线的仿真回波损耗图。

图3a-3b为辐射模式分集方向图。其中图3a为天线单元1的辐射方向图，图3b为天线单元2的辐射方向图。

元件标号说明

1a-第一微带贴片天线单元的辐射贴片

1b-第一微带贴片天线单元的四分之一阻抗变换器

1c-第一微带贴片天线单元的馈电线

2a-第二微带贴片天线单元的辐射贴片

2b-第二微带贴片天线单元四分之一阻抗变换器

2c-第二微带贴片天线单元馈电线

2d-第二微带贴片天线单元的三组裂缝

3-圆弧形金属贴片