[发明专利]一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线及移动终端

说明书

本发明公开了一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线，金属带通过耦合的方式对金属贴片进行馈电，双波束单元天线在低频产生了一个谐振，使得天线的低频截止频率往低频偏移；两个对称的T型缝隙的引入使得天线在高频产生了一个额外的谐振，天线的高频截止频率往高频偏移，从而拓宽了天线的工作带宽。此外，金属带、两个对称的T型缝隙和两个对称放置的金属探针的引入，使得天线在工作带宽外的频域，其回波损耗急剧变大，增益急剧下降，具有滤波性能，且不需要引入复杂的滤波电路。同时该天线有利于减小各双波束单元天线之间由于空间波引起的互耦，所以不需要解耦网络。本发明还公开一种包含上述新型MIMO贴片天线的移动终端，效果如上所述。

技术领域

本发明涉及射频天线技术领域，特别是涉及一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线及移动终端。

背景技术

未来MIMO(Mitiple-Input Mitiple-Output)天线系统要实现安全性更好的超高速数据传输，需要具有以下优点：空间分辨率显著提高，深度挖掘空间维度资源；更窄的波束，更高的增益，更小发射功率损耗，更强的系统抗干扰能力。

目前，MIMO天线的多波束均是指不同MIMO天线单元或者MIMO天线子模块具有不同方向的定向波束，通过射频后端的波束赋形网络或相移器或开关，进行波束扫描，以扩大MIMO天线的有效覆盖区域，但是这些方法对于移动终端而言是不可取的，因为采用具有多个高增益波束的天线作为5G移动终端MIMO天线的单元天线，需要克服波束赋形网络所带来的问题。但是，克服波束赋形网络，需要在单元天线同时覆盖多个不同方向的空间区域，在保持同等空、时、频复用率和系统的容量的前提下，合理地减小MIMO天线的单元数，降低系统波束校正的难度，降低5G移动终端MIMO天线的设计难度，此外，还要减小5G移动终端MIMO天线单元之间由于空间波/近场引发的互耦，降低解耦难度。

另一方面在无线通信系统中，天线与带通滤波器是两个关键器件，它们性能的优劣直接决定了整个系统的可通讯能力的好坏。如今，移动终端多样性和个性特色的发展，尤其在便捷性能方面的发展，促进了天线和滤波器更加趋于小型和集成设计。将天线与滤波器集成设计成滤波天线，不仅省去传统设计中匹配电路部分，减小系统尺寸，而且同时具有天线辐射特性与通带滤波器的高带外抑制能力，从总体上提高了无线通信系统的性能。

但是现有技术中，天线与滤波器的集成设计，需要引入额外的滤波电路，导致额外的插损，天线的增益与辐射效率会随之降低。

由此可见，如何实现MIMO天线在多波束和滤波方面的综合改善是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线及移动终端，用于实现MIMO天线在多波束和滤波方面的综合改善。

为解决上述技术问题，本发明提供一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线，包括第一基板、印制在所述第一基板背面的地板、放置于所述第一基板正面的多个双波束单元天线，所述双波束单元天线具体包括置于所述第一基板正面的第二基板、印制在所述第二基板正面的金属贴片，所述金属贴片上印制有第一T型缝隙和第二T型缝隙、印制在所述第二基板背面且位于所述金属贴片的轴线的正下方的金属带、所述金属贴片和所述金属带之间贯穿有同轴内导体、同轴外导体、连接于所述第二基板背面和所述地板之间的第一金属探针和第二金属探针；

其中，所述第一T型缝隙和所述第二T型缝隙关于所述轴线对称，所述第一金属探针和所述第二金属探针关于所述轴线对称，且对称分布于所述第一T型缝隙和所述第二T型缝隙的两侧，所述双波束单元天线工作模式为TM₀₂。

优选地，所述第一金属探针的延长线与所述金属贴片的交点、所述第二金属探针的延长线与所述金属贴片的交点以及所述金属贴片的中心在同一线上。

优选地，所述双波束单元天线的数量为4个，相邻的所述双波束单元天线相互垂直且对称放置于所述第一基板正面。