本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線。

背景技術(shù)：

近年來，隨著移動(dòng)通信的快速發(fā)展，無線移動(dòng)通信也得到了廣泛應(yīng)用。天線是無線移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)無線信號(hào)的收發(fā)。在諸多天線種類中微帶天線以其體積小、重量輕、平面結(jié)構(gòu)易于與IC器件集成、易于批量加工以及成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)受到市場青睞，得到了廣泛應(yīng)用。但是微帶天線工作帶寬窄的缺點(diǎn)(<5％)也極大地限制了微帶天線的應(yīng)用。圓極化天線在雷達(dá)、軍事、衛(wèi)星通信以及移動(dòng)通信系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。相對(duì)于線極化波而言，圓極化波能夠抑制雨霧干擾，減小多徑反射，具有很好的移動(dòng)性，并且在發(fā)射和接收系統(tǒng)中，只要有一方應(yīng)用了圓極化天線，接收天線以任何旋向都可以接收到信號(hào)，極大地方便了在無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。而高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線因兼具了圓極化波和微帶天線的優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。

近年來隨著高速數(shù)據(jù)通信時(shí)代的來臨，無線寬帶通信發(fā)展迅猛，無線寬帶通信需要的工作帶寬比較寬，而微帶天線的工作帶寬窄的缺點(diǎn)限制了其在發(fā)展迅猛的無線寬帶通信領(lǐng)域的應(yīng)用。

隨著越來越高的無線通信速率的強(qiáng)烈需求以及越來越多的無線移動(dòng)通信用戶，而移動(dòng)通信系統(tǒng)可利用的頻率資源有很有限，這就催生了無線通信領(lǐng)域能夠更有效利用頻譜資源、提高通信速率的新技術(shù)-MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output多輸入多輸出)技術(shù)。MIMO技術(shù)通過將待無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流分成多路子數(shù)據(jù)流并行發(fā)送，接收端多路接收子系統(tǒng)分別將多路子數(shù)據(jù)流接收后再整合成原數(shù)據(jù)流，極大地提高了無線通信速率，并且待傳輸數(shù)據(jù)流被分成了多路子數(shù)據(jù)獨(dú)立并行發(fā)射，為接收機(jī)提供多路獨(dú)立樣本，提高了信噪比，可在提高無線通信速率的同時(shí)增加了無線通信距離。因此，MIMO 技術(shù)成為高速無線通信不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。而MIMO技術(shù)的關(guān)鍵是有效避免 MIMO天線之間的干擾，以區(qū)分多個(gè)并行數(shù)據(jù)流。因此，設(shè)計(jì)高隔離度的MIMO 寬帶天線成為MIMO技術(shù)的一個(gè)重要研究課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線，以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)致的上述多項(xiàng)缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供以下的技術(shù)方案：一種寬帶高隔離2x2 MIMO圓極化微帶天線，包含第一輻射單元、第二輻射單元、第一H形開槽、第二H形開槽、第一饋電單元、第二饋電單元、90°移相功分網(wǎng)絡(luò)、第一天線端口、第二天線端口、第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板、第三介質(zhì)基板、空氣介質(zhì)層、地層和墊片，所述第一輻射單元附著在第一介質(zhì)基板的上表面，所述第二輻射單元附著在第二介質(zhì)基板的上表面，所述第一介質(zhì)基板和第二介質(zhì)基板之間為所述空氣介質(zhì)層，并由所述墊片支撐，所述地層附著在第二介質(zhì)基板的下表面和第三介質(zhì)基板的上表面，且兩個(gè)地層接觸，所述第一饋電單元和第二饋電單元附著在第三介質(zhì)基板的下表面，所述第一饋電單元和第二饋電單元與第三介質(zhì)基板的上表面的地層分別構(gòu)成微帶線，所述第一H形開槽和第二H 形開槽為第二介質(zhì)基板的下表面和第三介質(zhì)基板的上表面的地層挖開的H形狀的開槽，且第一H形開槽和第二H形開槽物理方向上互相垂直設(shè)置，第一饋電單元和第二饋電單元物理方向上互相垂直設(shè)置，所述90°移相功分網(wǎng)絡(luò)上設(shè)有所述第一天線端口和第二天線端口，90°移相功分網(wǎng)絡(luò)的輸出端口Ⅰ連接第一饋電單元，90°移相功分網(wǎng)絡(luò)上的輸出端口Ⅱ連接第二饋電單元。

優(yōu)選的，所述第一饋電單元和第二饋電單元由第三介質(zhì)基板的下表面邊緣分別延伸至第一H形開槽和第二H形開槽的下方。

優(yōu)選的，所述第一H形開槽和第二H形開槽空隙中間的“-”結(jié)構(gòu)的長度大于開槽兩邊的“|”結(jié)構(gòu)的高度。

優(yōu)選的，所述第二H形開槽大小和第一H形開槽大小相同，所述第二饋電單元大小和第一饋電單元大小相同，所述第二H形開槽和第二饋電單元的相對(duì)位置與第一H形開槽和第一饋電單元的相對(duì)位置相同。

優(yōu)選的，所述第一H形開槽和第二H形開槽位于所述第二輻射單元的下方。

優(yōu)選的，所述第一輻射單元位于第二輻射單元的上方。

優(yōu)選的，所述第一輻射單元和第二輻射單元均為方形金屬板。

優(yōu)選的，所述第一輻射單元和第二輻射單元的長度是可變化的。

優(yōu)選的，所述空氣介質(zhì)層厚度為可變化的。

優(yōu)選的，所述90°移相功分網(wǎng)絡(luò)分別將一路信號(hào)分成幅度相等、相位相差90度/-90度的兩路信號(hào)。

采用以上技術(shù)方案的有益效果是：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)寬帶高隔離2x2MIMO 圓極化微帶天線通過在正交饋電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端口分別給圓極化微帶天線饋電，在同一個(gè)微帶天線上分別實(shí)現(xiàn)了左旋圓極化微帶天線和右旋圓極化微帶天線，由于極化正交，有效避免MIMO天線之間的干擾，以區(qū)分多個(gè)并行數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)了寬帶高隔離2x2 MIMO圓極化微帶天線，拓寬了微帶天線的應(yīng)用市場。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的在其厚度方向的相對(duì)位置關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的駐波比(VSWR) 結(jié)果圖。

圖4是本實(shí)用新型寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的隔離度結(jié)果圖。

其中，1-第一輻射單元，2-第二輻射單元，301-第一H形開槽，302-第二H形開槽，401-第一饋電單元，402-第二饋電單元，5-第一介質(zhì)基板，6-第二介質(zhì)基板,7-第三介質(zhì)基板，8-墊片，9-空氣介質(zhì)層，10-地層，11-90°移相功分網(wǎng)絡(luò)，12-第一天線端口，13-第二天線端口，14-輸出端口Ⅱ，15-輸出端口Ⅰ。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的優(yōu)選實(shí)施方式。

圖1-圖2出示本實(shí)用新型寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的具體實(shí)施方式：一種寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線，包含第一輻射單元1、第二輻射單元2、第一H形開槽301、第二H形開槽302、第一饋電單元401、第二饋電單元402、90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11、第一天線端口12、第二天線端口 13、第一介質(zhì)基板5、第二介質(zhì)基板6、第三介質(zhì)基板7、空氣介質(zhì)層9、地層 10和墊片8。所述第一輻射單元1附著在第一介質(zhì)基板5的上表面，所述第二輻射單元2附著在第二基板6的上表面，第一介質(zhì)基板5和第二介質(zhì)基板6 之間為空氣介質(zhì)層9，并由墊片8支撐。所述地10層附著在第二介質(zhì)基板6 的下表面和第三介質(zhì)基板7的上表面，兩個(gè)地層10相互接觸。所述饋電單元 401和402附著在第三介質(zhì)基板7的下表面，饋電單元401和402與第三介質(zhì)基板7的上表面的地10分別構(gòu)成微帶線。所述第一H形開槽301和第二H形開槽302為第二介質(zhì)基板6的下表面和第三介質(zhì)基板7的上表面的地層10挖開的H形開槽。第一H形開槽301和第二H形開槽302物理方向上互相垂直，第一饋電單元401和第二饋電單元402物理方向上互相垂直。90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11將從本實(shí)用新型的寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的第一天線端口 12輸入的電磁能量分成幅度相等，相位相差90度的兩路信號(hào)，傳輸至90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11的輸出端口Ⅰ15和輸出端口Ⅱ14，輸出端口Ⅰ15連接第一饋電單元401，輸出端口Ⅱ14連接第二饋電單元402。幅度相等，相位相差90度 /-90度的兩路信號(hào)分別沿第一饋電單元401和第二饋電單元402與地層10構(gòu)成的微帶線傳輸。所述第一饋電單元401通過第一H形開槽301與第二輻射單元2進(jìn)行能量耦合，第二輻射單元2再將電磁能量耦合到第一輻射單元1。所述第二饋電單元402通過第二H形開槽302與第二輻射單元2進(jìn)行能量耦合，第二輻射單元2再將電磁能量耦合到第一輻射單元1。最終幅度相等，相位相差90度的兩路信號(hào)組成右旋圓極化電磁波輻射出本寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線。同理，90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11將從從本實(shí)用新型的寬帶高隔離 2x2MIMO圓極化微帶天線的第二天線端口13輸入的電磁能量分成幅度相等，相位相差-90度的兩路信號(hào)，傳輸至90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11的輸出端口Ⅰ15和輸出端口Ⅱ14，輸出端口Ⅰ15連接第一饋電單元401，輸出端口Ⅱ14連接第二饋電單元402。幅度相等，相位相差-90度的兩路信號(hào)分別沿第一饋電單元 401和第二饋電單元402與地層10構(gòu)成的微帶線傳輸。所述第一饋電單元401 通過第一H形開槽301與第二輻射單元2進(jìn)行能量耦合，第二輻射單元2再將電磁能量耦合到第一輻射單元1。所述的第二饋電單元402通過第二H形開槽 302與第二輻射單元2進(jìn)行能量耦合，第二輻射單元2再將電磁能量耦合到第一輻射單元1。最終幅度相等，相位相差-90度的兩路信號(hào)組成左旋圓極化電磁波輻射出本寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線。90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11 構(gòu)成了正交饋電網(wǎng)絡(luò)。

在本實(shí)施例中，所述第一饋電單元401和第二饋電單元402由第三介質(zhì)基板7的下表面邊緣分別延伸至第一H形開槽301和第二H形開槽302的下方。

在本實(shí)施例中，所述第一H形開槽301和第二H形開槽302空隙中間的“-”為瘦長條結(jié)構(gòu)，開槽兩邊的“|”為短條結(jié)構(gòu)，“-”結(jié)構(gòu)的長度大于“|”結(jié)構(gòu)的高度。

在本實(shí)施例中，所述第二H形開槽302大小和第一H形開槽301大小相同，所述第二饋電單元402大小和第一饋電單元401大小相同，所述第二H形開

302和第二饋電單元402的相對(duì)位置與第一H形開槽301和第一饋電單元 401的相對(duì)位置相同。

在本實(shí)施例中，所述第一H形開槽301和第二H形開槽302位于所述第二輻射單元2的下方。

在本實(shí)施例中，所述第一輻射單元1位于第二輻射單元2的上方。

在本實(shí)施例中，所述第一輻射單元1和第二輻射單元2均為方形金屬板。

在本實(shí)施例中，所述第一輻射單元1和第二輻射單元2的長度是可變化的，以便于第一輻射單元1的諧振頻率和第二輻射單元2的諧振頻率不完全一樣，但是靠得很近，以便拓寬本寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的工作頻率帶寬。

在本實(shí)施例中，所述的空氣介質(zhì)層9厚度為可變化的，該厚度可以調(diào)節(jié)第一輻射單元1和第二輻射單元2之間的能量耦合度，使得第一輻射單元1和第二輻射單元2能量耦合最優(yōu)，以便拓寬本寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的工作頻率帶寬。

在本實(shí)施例中，所述90°移相功分網(wǎng)絡(luò)分別將一路信號(hào)分成幅度相等、相位相差90度/-90度的兩路信號(hào)。

當(dāng)本實(shí)用新型的微帶天線作為發(fā)射天線時(shí)，第一路電磁能量由本實(shí)用新型的第一天線端口12輸入90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11。90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11將電磁能量分成幅度相等，相位相差90度的兩路信號(hào)，傳輸至90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11 的輸出端口Ⅰ15和輸出端口Ⅱ14，輸出端口Ⅰ15連接第一饋電單元401，輸出端口Ⅱ14連接第二饋電單元402。幅度相等，相位相差90度的兩路信號(hào)分別沿第一饋電單元401和第二饋電單元402與地層10構(gòu)成的微帶線傳輸。所述第一饋電單元401通過第一H形開槽301與第二輻射單元2進(jìn)行能量耦合，第二輻射單元2再將電磁能量耦合到第一輻射單元1。所述第二饋電單元402 通過第二H形開槽302與第二輻射單元2進(jìn)行能量耦合，第二輻射單元2再將電磁能量耦合到第一輻射單元1。最終幅度相等，相位相差90度的兩路信號(hào)組成右旋圓極化電磁波輻射出本寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線。

同理，當(dāng)本實(shí)用新型的微帶天線作為發(fā)射天線時(shí)，第二路電磁能量由本實(shí)用新型的第二天線端口13輸入90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11。90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11 將電磁能量分成幅度相等，相位相差-90度的兩路信號(hào)，傳輸至90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11的輸出端口Ⅰ15和輸出端口Ⅱ14，輸出端口Ⅰ15連接第一饋電單元 401，輸出端口Ⅱ14連接第二饋電單元402。幅度相等，相位相差-90度的兩路信號(hào)分別沿第一饋電單元401和第二饋電單元402與地層10構(gòu)成的微帶線傳輸。所述第一饋電單元401通過第一H形開槽301與第二輻射單元2進(jìn)行能量耦合，第二輻射單元2再將電磁能量耦合到第一輻射單元1。所述的第二饋電單元402通過第二H形開槽302與第二輻射單元2進(jìn)行能量耦合，第二輻射單元2再將電磁能量耦合到第一輻射單元1。最終幅度相等，相位相差-90度 /-90度的兩路信號(hào)組成左旋圓極化電磁波輻射出本寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線。

當(dāng)本實(shí)用新型的微帶天線作為接收天線時(shí)，第一輻射單元1接收電磁能量，第一輻射單元1將電磁能量耦合至第二輻射單元2，第二輻射單元2通過第一 H形開槽301和第二H形開槽302將電磁能量分別耦合至第一饋電單元401和第二饋電單元402，第一饋電單元401和第二饋電單元402與第三介質(zhì)基板上 7表面的地層10組成兩組微帶線，電磁能量分別沿微帶線將電磁能量傳輸至 90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11的輸出端口Ⅰ15和輸出端口Ⅱ14。90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11 將接收信號(hào)中的右旋圓極化電磁波合成為一路信號(hào)傳輸至本寬帶高隔離2x2 MIMO圓極化微帶天線的第一天線端口12。90°移相功分網(wǎng)絡(luò)11將接收信號(hào)中的左旋圓極化電磁波合成為一路信號(hào)傳輸至本寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的第二天線端口13。由于極化的正交性，實(shí)現(xiàn)了寬帶高隔離2x2MIMO 圓極化微帶天線。

圖3是本實(shí)用新型寬帶高隔離2x2MIMO圓極化微帶天線的駐波比(VSWR) 結(jié)果，圖4是本實(shí)用新型寬帶高隔離2x2 MIMO圓極化微帶天線的隔離度結(jié)果。由圖3和圖4可論證，本實(shí)用新型的微帶天線VSWR<2的駐波比帶寬結(jié)果是 35.6％，在工作頻段范圍內(nèi)，兩天線隔離度高于16dB。本實(shí)用新型的高隔離2x2 MIMO圓極化微帶天線達(dá)到了寬帶的工作需求。

基于上述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)寬帶高隔離2x2 MIMO圓極化微帶天線通過在正交饋電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端口分別給圓極化微帶天線饋電，在同一個(gè)微帶天線上分別實(shí)現(xiàn)了左旋圓極化微帶天線和右旋圓極化微帶天線，由于極化正交，有效避免MIMO天線之間的干擾，以區(qū)分多個(gè)并行數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)了寬帶高隔離2x2 MIMO 圓極化微帶天線，拓寬了微帶天線的應(yīng)用市場。

以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。