板的厚度Η = 0.8，饋線與介質(zhì)基板左右側(cè)邊緣的距離df= 5.8，介質(zhì)基板的縱向長(zhǎng)度L = 26，地板平面矩形部分的縱向長(zhǎng)度1^=11，延伸枝節(jié)自下往上的第一部分縱向長(zhǎng)度1^2= 9，地板延伸枝節(jié)自下往上的第二部分縱向長(zhǎng)度L ^=4.5，地板延伸枝節(jié)自下往上的第三部分縱向長(zhǎng)度L(；4= 1.5，輸入端饋線外側(cè)寄生條的縱向長(zhǎng)度1^=8，輸入端饋線外側(cè)寄生條的開口處的縱向長(zhǎng)度Le2= 1.6，輸入端饋線外側(cè)寄生條的下側(cè)與介質(zhì)基板的下邊緣的距離LC3= 1.8，矩形輻射單元的縱向長(zhǎng)度9.8，矩形福射單元外側(cè)延伸出的倒L形枝節(jié)的縱向長(zhǎng)度1^= 8.3，饋線的縱向長(zhǎng)度L f= 12，介質(zhì)基板的橫向?qū)挾萕 = 32，延伸枝節(jié)自下往上的第一部分橫向?qū)挾仍u(píng)⑵二 2.8，地板延伸枝節(jié)自下往上的第二部分橫向?qū)挾?3= 4.2，地板延伸枝節(jié)自下往上的第三部分橫向?qū)挾?br>=10，饋線外側(cè)寄生條的末尾長(zhǎng)度Wa= 1，饋線外側(cè)寄生條的寬度We2= 0.5，饋線外側(cè)寄生條與饋線的間距We3= 0.3，饋線外側(cè)寄生條的橫向?qū)挾萕e4= 2，矩形輻射貼片的橫向?qū)挾?= 11，矩形輻射貼片外側(cè)延伸出的倒L形枝節(jié)的橫向?qū)挾萕H= 1.1，矩形輻射貼片外側(cè)延伸出的倒L形枝節(jié)的枝節(jié)寬度Wrt= 0.3，輸入端饋線的橫向?qū)挾萕f= 1.6。
[0035]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)超寬帶頻段(3.lGHz-10.6GHz)的覆蓋，兩個(gè)矩形輻射單元相當(dāng)于兩個(gè)單極子天線，相比只能產(chǎn)生單一諧振頻率的長(zhǎng)度較大的枝節(jié)線，結(jié)構(gòu)較小的矩形貼片輻射單元能夠在3.lGHz-10.6GHz頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)諧振模式，從而覆蓋3.1-10.6GHz的整個(gè)工作頻帶。而且相比枝節(jié)線中需要做蜿蜓結(jié)構(gòu)的折疊處理，矩形福射單元的加工精度要求較低，易于制造實(shí)現(xiàn)。同時(shí)利用矩形的長(zhǎng)度和寬度兩個(gè)較少的參數(shù)，可較靈活地調(diào)節(jié)超寬帶頻段(3.lGHz-10.6GHz)內(nèi)的多個(gè)諧振模式，從而實(shí)現(xiàn)頻率的準(zhǔn)確完全覆蓋。
[0036]其次是具有高頻率選擇性和可控帶寬特性的陷波頻帶，從而有效地濾除干擾頻段:IEEE 802.11 無線局域網(wǎng) wireless local area network (WLAN)的 5.15GHz_5.85GHz，并可用于不同頻帶寬度的干擾頻率。一是，在兩條輸入端饋線的外側(cè)，添加寄生條5、6，總長(zhǎng)度都為18mm，相當(dāng)于半波長(zhǎng)的模式諧振于WLAN5.2GHz附近；二是，在兩個(gè)矩形輻射單元的外側(cè)延伸出的倒L形枝節(jié)7、8，總長(zhǎng)度都為9.1_，相當(dāng)于四分之一波長(zhǎng)的模式諧振于WLAN
5.8GHz附近。這兩個(gè)諧振器的同時(shí)加載可以有效濾除干擾頻率，同時(shí)分別調(diào)節(jié)兩個(gè)諧振器的長(zhǎng)度，陷波頻帶的左右側(cè)頻率可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立可控的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到陷波頻帶寬度可控的目標(biāo)。
[0037]再次是實(shí)現(xiàn)高的端口間隔離度。通過在介質(zhì)基板的背面正中間延伸出寬度漸增的延伸枝節(jié)10，可以使一個(gè)端口產(chǎn)生的福射方向圖被反射，同時(shí)利用該延伸枝節(jié)10產(chǎn)生新的諧振模式來調(diào)節(jié)隔離度，進(jìn)而使得兩個(gè)端口間的隔離度降低至-15dB以下，有效的實(shí)現(xiàn)了不同端口間的相互干擾最小化。
[0038]為了驗(yàn)證本發(fā)明方案的有效性，下面給出具體實(shí)例進(jìn)行說明。
[0039]圖2至圖4給出了實(shí)施實(shí)例在俯視、仰視和側(cè)視等不同角度下的尺寸圖，各圖中所有尺寸的單位均為毫米(mm)。在本實(shí)施實(shí)例中，選用相對(duì)介電常數(shù)為4.4、損耗角正切為0.02、厚度為0.8mm的FR4介質(zhì)基板，介質(zhì)基板的平面尺寸為32mmX26mm。地板的尺寸為32mmXllmm。天線輻射單元為平面矩形結(jié)構(gòu)，位于介質(zhì)基板的正面，占用的平面尺寸為11_X9.8_。輸入端饋線3、4為特征阻抗50歐姆的微帶線。在實(shí)際實(shí)施中，可適當(dāng)延長(zhǎng)至電路中射頻饋線部分，也可在主地板上開孔，用50歐姆的同軸線直接饋電。同軸線的內(nèi)導(dǎo)體與激勵(lì)單元相連，外導(dǎo)體與主地板相連。
[0040]以上述圖2、圖3和圖4所示尺寸制作的天線仿真的反射系數(shù)的結(jié)果如圖5所示。由圖可知，該平面印刷天線在超寬帶頻段有3.lGHz-10.6GHz頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)諧振點(diǎn)，形成的-10dB帶寬為3GHz-12GHz，完全覆蓋了超寬帶頻段有3.lGHz-10.6GHz頻率范圍內(nèi)的所有可用頻段。同時(shí)有效地濾除三個(gè)干擾頻段:IEEE 802.11無線局域網(wǎng)wireless localarea network(WLAN)的 5.15GHz_5.85GHz0
[0041]以上述3個(gè)圖形所示尺寸制作的天線仿真的端口間隔離度的結(jié)果如圖6所示。在整個(gè)超寬帶頻段3.lGHz-10.6GHz頻率范圍內(nèi)，端口間的隔離度都低于_15dB，完全滿足實(shí)際需要。這得益于介質(zhì)板的背面正中間延伸出寬度漸增的延伸枝節(jié)10產(chǎn)生的電磁反射作用和延伸枝節(jié)10產(chǎn)生的新諧振模式。
[0042]以上述3個(gè)圖形所示尺寸制作的天線仿真的增益如圖7所示。天線增益在在
1.6-4.ldBi之間波動(dòng)，在5.15GHz-5.85GHz陷波頻帶劇烈減少。實(shí)現(xiàn)了有效地濾除干擾頻率的目標(biāo)。
[0043]從上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明所述的天線在32mmX26mm的平面空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了超寬帶頻段(3.lGHz-10.6GHz)的覆蓋和具有高頻率選擇性和可控帶寬特性的陷波頻帶，而且端口間有高隔離度，滿足移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)用于移動(dòng)終端天線的設(shè)計(jì)需求。
[0044]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種陷波帶寬可控的UWB ΜΙΜΟ天線，其特征在于，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板正面印制兩個(gè)矩形輻射單元，所述兩個(gè)矩形輻射單元關(guān)于介質(zhì)基板中心對(duì)稱，還包括兩條輸入端饋線，所述輸入端饋線與矩形輻射單元連接，所述輸入端饋線外側(cè)設(shè)置寄生條，所述矩形輻射單元的外側(cè)延伸出倒L形枝節(jié)，所述介質(zhì)基板的背面印制地板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UWBΜΙΜΟ天線，其特征在于，所述地板上延伸出寬度漸增的延伸枝節(jié)，所述延伸枝節(jié)與地板連接，所述延伸枝節(jié)關(guān)于介質(zhì)基板中線對(duì)稱。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UWBΜΙΜΟ天線，其特征在于，所述寄生條的長(zhǎng)度為18mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UWBΜΙΜΟ天線，其特征在于，所述倒L形枝節(jié)的長(zhǎng)度為9.lmm05.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UWBΜΙΜΟ天線，其特征在于，所述輸入端饋線為特征阻抗50歐姆的微帶線。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UWBΜΙΜΟ天線，其特征在于，寄生條與倒L形枝節(jié)共同加載形成二階陷波。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UWBΜΙΜΟ天線，其特征在于，所述地板為矩形。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種陷波帶寬可控的UWB？MIMO天線，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板正面印制兩個(gè)矩形輻射單元，所述兩個(gè)矩形輻射單元關(guān)于介質(zhì)基板中心對(duì)稱，還包括兩條輸入端饋線，所述輸入端饋線與矩形輻射單元連接，所述輸入端饋線外側(cè)設(shè)置寄生條，所述矩形輻射單元的外側(cè)延伸出倒L形枝節(jié)，所述介質(zhì)基板的背面印制地板。本發(fā)明陷波帶寬可控，從而用于濾除其他不同帶寬的干擾頻率。
【IPC分類】H01Q1/52, H01Q1/48, H01Q1/50, H01Q21/00, H01Q1/38
【公開號(hào)】CN105406182
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510889869
【發(fā)明人】黃惠芬, 肖書光
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日