一種新型超寬帶mimo天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型超寬帶ΜΜ0天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，通信系統(tǒng)對天線的要求越來越高，可工作于多個頻帶的超寬帶多入多出Multiple-1nput-multiple-output (ΜΙΜΟ)天線是近年來研究的熱點(diǎn)。ΜΠΚ)技術(shù)，因?yàn)槟軌虼蠓仍黾有诺廊萘?，而且不需要額外的增加頻譜范圍和輸入功率，日益成為天線設(shè)計新的重要研究方向。超寬帶ultra-wideband(UWB)是一種具有很寬頻帶3.lGHz-10.6GHz，應(yīng)用于大容量、高數(shù)據(jù)傳輸速率的無線便攜式設(shè)備中的通信技術(shù)。為了進(jìn)一步更大幅度的增加信道容量，近些年來，ΜΠΚ)技術(shù)逐漸引入到超寬帶天線的設(shè)計中來?？紤]到覆蓋多個常用通信系統(tǒng)頻段的需要，比如:藍(lán)牙Bluetooth系統(tǒng)的
2.4GHz_2.484GHz，無線局域網(wǎng)系統(tǒng) wireless local area network (WLAN)的 2.4GHz_2.484GHz, 5.15GHz-5.35GHz, 5.725GHz_5.825GHz，全球微波互聯(lián)接入系統(tǒng) WiMAX(WorldwideInteroperability for Microwave Access)的 2.5GHz_2.69GHz, 3.4GHz_3.69GHz, 5.25GHz-5.85GHz，超寬帶ultra-wideband (UWB)的3.lGHz-10.6GHz，能兼容這些不同頻段的通信系統(tǒng)的天線才是我們所追求的。同時，隨著高速集成電路的快速發(fā)展，系統(tǒng)設(shè)備向一體化，小型化，集成化不斷邁進(jìn)，作為無線電子設(shè)備的終端，現(xiàn)代電子設(shè)備對天線提出了小型化、易于集成的要求。
[0003]小型化的兼容藍(lán)牙，WIMAX，WLAN，UWB的新型超寬帶Μ頂0天線是一種常用的能同時覆蓋多個不同通信頻段的陣列天線。同時采用平面印刷結(jié)構(gòu)能夠很容易地實(shí)現(xiàn)天線低成本的快速加工和與集成電路其他部分的集成。傳統(tǒng)的超寬帶Μπω天線的實(shí)現(xiàn)主要有兩步:一是采用各種形狀的微帶單極子作為輻射單元，二是在輻射貼片中間連接中和線或隔離條，或者地板上延伸出特殊結(jié)構(gòu)作為解耦單元。輻射單元實(shí)現(xiàn)寬頻帶覆蓋，解耦單元實(shí)現(xiàn)端口間的高隔離度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)覆蓋多個不同工作頻段的目的。
[0004]傳統(tǒng)的超寬帶ΜΜ0天線，因尺寸限制，只能實(shí)現(xiàn)高頻帶的覆蓋。而且一個突出的缺陷是2.4GHz頻帶無法覆蓋，從而對應(yīng)的藍(lán)牙/WLAN/WIMAX無法工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)超寬帶ΜΙΜ0天線因尺寸限$1」，只能實(shí)現(xiàn)高頻帶
3.lGHz-10.6GHz的覆蓋，無法覆蓋低頻部分2.4GHz頻帶所帶來的缺陷，本發(fā)明提供一種新型超寬帶Μπω天線。
[0006]本發(fā)明采用新的單極子天線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)低頻部分2.4GHz和高頻部分3.lGHz-10.6GHz的全部覆蓋，通過設(shè)計一個寬度漸增的地板延伸枝節(jié)來提高全頻段的饋電端口間隔離度，得到一種新型的寬頻帶足以兼容多個通信系統(tǒng)(藍(lán)牙，WIMAX，WLAN，UWB)的超寬帶ΜΜ0天線。
[0007]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]—種新型超寬帶ΜΜ0天線，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板的正面印制關(guān)于介質(zhì)基板中線對稱的兩個梯形輻射單元，所述介質(zhì)基板的背面印制地板，還包括兩條輸入端饋線，所述輸入端饋線與梯形輻射單元連接，所述梯形輻射單元的外側(cè)設(shè)置U形延伸枝節(jié)，所述U形延伸枝節(jié)與梯形福射單元連接。
[0009]還包括寬度漸增的地板延伸枝節(jié)，所述地板延伸枝節(jié)與地板垂直連接，所述地板延伸枝節(jié)關(guān)于介質(zhì)基板中心對稱。
[0010]所述地板具體是帶有兩個四分之一圓角的矩形。
[0011]所述輸入端饋線為特征阻抗50歐姆的微帶線。
[0012]所述地板延伸枝節(jié)由地板到介質(zhì)基板邊緣方向?qū)挾戎饾u增加。
[0013]所述四分之一圓角的半徑為6毫米。
[0014]U形延伸枝節(jié)的末端與梯形輻射單元不接觸，并與梯形輻射單元形成矩形槽。
[0015]所述梯形輻射單元的高與輸入端饋線連接，梯形輻射單元的下底邊設(shè)置U形延伸枝節(jié)。
[0016]所述地板正中間延伸出的寬度漸增的地板延伸枝節(jié)，起到了對兩個梯形輻射單極子方向圖的反射作用，同時在地板延伸枝節(jié)和兩個梯形輻射單元之間引入了新的諧振模式，從而進(jìn)一步優(yōu)化天線的阻抗帶寬。也就是說，地板延伸枝節(jié)的存在使得電流匯聚在地板延伸枝節(jié)的周圍，從而減少了耦合到另外一個端口的能量，從而實(shí)現(xiàn)了兩個間隔距離很小的天線間的高隔離度-15dB ；
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018](1)用平面的結(jié)構(gòu)不僅完全覆蓋了超寬帶頻段，3.lGHz-10.6GHz，同時能夠有效地兼容更低的頻段:2.4GHz-3.lGHzo使得該天線可以兼容多個不同頻段的通信系統(tǒng):藍(lán)牙 Bluetooth 系統(tǒng)的 2.4GHz_2.484GHz，無線局域網(wǎng)系統(tǒng) wireless local areanetwork (WLAN)的 2.4GHz_2.484GHz, 5.15GHz_5.35GHz, 5.725GHz_5.825GHz，全球微波互聯(lián)接入系統(tǒng) WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)的
2.5GHz-2.69GHz, 3.4GHz-3.69GHz, 5.25GHz-5.85GHz，超寬帶 ultra-wideband(UWB)的
3.lGHz-10.6GHzo進(jìn)一步展寬了工作頻帶。
[0019](2)整個天線的平面尺寸，包含地板為40mmX 36mm，占用的尺寸極其小，而且可用平面印刷工藝和低成本的FR4板材，降低了制造成本。
[0020](3)天線的結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，工作模式清晰，而且各個頻段內(nèi)的模式可靈活的調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是圖1的俯視圖；
[0023]圖3是圖1的仰視圖；
[0024]圖4是圖1的側(cè)視圖；
[0025]圖5是本發(fā)明實(shí)施例仿真的回波損耗與頻率關(guān)系圖；
[0026]圖6是本發(fā)明實(shí)施例仿真的端口間隔離度與頻率關(guān)系圖；
[0027]圖7是本發(fā)明實(shí)施例仿真的增益圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0029]實(shí)施例
[0030]如圖1所示，一種新型超寬帶Μ頂0天線，能夠兼容藍(lán)牙，WIMAX，WLAN，UWB的新型超寬帶ΜΜ0天線，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板的正面印制關(guān)于介質(zhì)基板中線對稱的兩個梯形輻射單元1、2，所述介質(zhì)基板的背面印制地板7，還包括兩條輸入端饋線3、4，所述輸入端饋線與梯形福射單元連接，且--對應(yīng)，所述梯形福射單元的外側(cè)設(shè)置U形延伸枝節(jié)5、
6，所述U形延伸枝節(jié)與梯形福射單元連接。
[0031]兩個梯形輻射單元相當(dāng)于兩個單極子天線，用來初步形成頻帶寬度大概能夠覆蓋
3.1-10.6GHz的工作頻帶。
[0032]所述梯形輻射單元的外側(cè)設(shè)置U形延伸枝節(jié)5、6，本實(shí)施例中外側(cè)是指遠(yuǎn)離介質(zhì)基板中線一側(cè)，U形延伸枝節(jié)的末端與梯形福射單元不接觸，與梯形福射單元之間形成19.5mmX 3mm的矩形縫隙，這種特殊的梯形福射單元外側(cè)添加延伸U形枝節(jié)的結(jié)構(gòu)可以覆蓋低頻段2.4GHz-3.1GHz，最終實(shí)現(xiàn)2.4GHz-llGHz全頻段的覆蓋。
[0033]所述梯形輻射單元的高與輸入端饋線連接，梯形輻射單元的下底邊延伸設(shè)置U形延伸枝節(jié)。
[0034]所述地板為帶有兩個四分之一圓角的矩形，兩個四分之一圓角位于矩形頂端的兩個角，有兩個圓角，用來調(diào)節(jié)6.7GHz-8.5GHz的阻抗匹配特性，使得高頻段的回波損耗全部小于-lOdBo
[0035]所述地板的中間位置設(shè)置寬度漸增的地板延伸枝節(jié)8，所述地板延伸枝節(jié)8與地板7垂直連接，且關(guān)于介質(zhì)基板中心對稱，地板延伸枝節(jié)從地板到介質(zhì)基板邊緣的寬度逐漸增大來來調(diào)節(jié)整個藍(lán)牙和超寬帶頻帶的隔離度。