應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向mimo天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MIMO天線，其包括底板和天線單元，底板的下表面設有金屬接地層，天線單元包括呈兩兩垂直設置的第一天線板、第二天線板和基板，所述第一天線板和第二天線板上分別設有金屬天線體，基板的上表面對應第一天線板和第二天線板分別設有金屬短接耦合回路層，金屬天線體與對應的金屬短接耦合回路層電連接，第一、第二天線板各自連接一路同軸信號線，第一、第二天線板的金屬天線體分別通過一導線連接底板下表面的金屬接地層。本發(fā)明可完全覆蓋無線局域網(wǎng)2.4~2.485GHz和5.15~5.85GHz工作頻段，體積小，隔離度高，定向輻射性能好，受背景安裝環(huán)境的影響較小，適合于吸頂安裝。
【專利說明】
應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MIMO天線
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及天線技術領域，尤其涉及一種應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MIMO天線。
【背景技術】
[0002]對于新的無線系統(tǒng)而言，可用的無線頻譜已經(jīng)非常有限了，因此，在不利用額外的頻譜資源的情況下，增加現(xiàn)有無線系統(tǒng)的信道容量和可靠性是相當重要的。信息論以及現(xiàn)有的研究都預示了 MMO無線通信系統(tǒng)的潛在的巨大信道容量。但在實際應用中還需要突破一些難點，其中小型化定向低剖面MMO天線的設計是難點之一。在MMO天線系統(tǒng)的設計過程中，天線數(shù)量和天線單元這兩個參數(shù)需要重點考慮。天線的數(shù)量決定了實現(xiàn)MIMO無線通信系統(tǒng)容量提升的效果，但是天線數(shù)量的增加也必然會帶來其他問題。若是將大量的天線嵌入移動通信的基站端，由于體積的限制相對較小，并不會限制實際應用，然而在有限體積的移動終端設備中嵌入大量的天線，天線單元的尺寸和間距必然需要縮小。但是根據(jù)天線的基本知識可以知道天線單元間的互耦與天線單元的間距之間有很大程度的關系，間距越小，產(chǎn)生的耦合就會越高，也就會對所在MMO通信系統(tǒng)的容量等性能產(chǎn)生損害。因此，如何在無線通信設備中設計多個天線并實現(xiàn)天線單元間的低互耦高隔離，成為MMO天線研究中急需解決的冋題和難點。
[0003]設計性能良好的單頻和多頻MIMO天線，首先要設計出尺寸較小的天線單元;其次就是要協(xié)調(diào)天線單元之間的隔離度和移動終端設備有限的尺寸相互制約的問題，在滿足無線通信設備整體尺寸要求的同時保證在工作頻帶下良好的隔離度。因此，隔離度是MMO天線的一個關鍵參數(shù)，研究并設計小型化、高隔離的MIMO天線具有積極的意義和良好的應用前景。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線。
[0005 ]本發(fā)明采用的技術方案是:
應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線，其包括底板和天線單元，所述天線單元設于底板的上表面，所述底板的下表面設有金屬接地層，所述天線單元包括第一天線板、第二天線板和基板，所述第一天線板和第二天線板分別垂直設于基板的上表面上，且第一天線板、第二天線板和基板呈兩兩垂直設置，所述第一天線板和第二天線板上分別設有金屬天線體，所述基板的上表面對應第一天線板和第二天線板分別設有金屬短接耦合回路層，所述第一天線板的金屬天線體與對應的金屬短接耦合回路層電連接，所述第二天線板的金屬天線體與對應的金屬短接耦合回路層電連接，所述第一天線板與一路同軸信號線電連接，第一天線板的金屬天線體與一第一導線的一端連接，第一導線的另一端依次穿過基板與底板下表面的金屬接地層連接，一路同軸信號線的屏蔽層分別與第一導線的另一端和底板下表面的金屬接地層電連接;所述第二天線板與另一路的同軸信號線電連接，第二天線板的金屬天線體與一第二導線的一端連接，第二導線的另一端依次穿過基板與底板下表面的金屬接地層連接，另一路同軸信號線的屏蔽層分別與第二導線的另一端和底板下表面的金屬接地層電連接。
[0006]所述第一天線板在第二天線板上的投影為第二條線板垂直基板的中心線。
[0007]所述金屬天線體包括兩個呈鏡像對稱設置且相互連接的雙線傳輸線，雙線傳輸線的上端設有Π形天線振子單元，雙線傳輸線的中間設有三角形天線振子單元。
[0008]所述雙線傳輸線的下端與對應的金屬短接耦合回路層電連接，同一金屬天線體的雙線傳輸線通過導線饋電。
[0009]所述金屬短接耦合回路層開設有H形的開槽。
[0010]所述基板通過其邊角設有的四個固定柱固定于底板的上表面。
[0011]所述底板為圓形的PCB板。
[0012]所述底板的下表面中心處設有安裝底座，所述安裝底座設有供同軸信號線安裝孔，安裝底座的外周壁上設有螺紋。
[0013]第一天線板的尺寸為35mmX15mm，第二天線板的尺寸與第一天線板尺寸相同。
[0014]第一天線板、第二天線板中心間距為55mm，天線端口間隔離度約為45dB，可根據(jù)實際需要，第一天線板和第二天線板中心間距可以20mm-100mm間調(diào)整。
[0015]所述基板到底板的距離為10mm，根據(jù)實際需要，基板到底板的距離可在2mm-30mm
間調(diào)整。
[0016]本發(fā)明采用以上技術方案，第一天線板、第二天線板和基板呈兩兩垂直設置，保證了第一天線板和第二天線板都能獨立工作，且都能保持良好的輻射特性。底板下表面的金屬接地層的設置有效的屏蔽來自底板下表面一側的環(huán)境干擾，降低了后瓣，在吸頂安裝時對天線的性能影響小，且實現(xiàn)了雙頻MMO天線的定向輻射。所述金屬天線體包括兩個呈鏡像對稱設置且相互連接的雙線傳輸線，雙線傳輸線的上端設有π形天線振子單元，π形天線振子單元可用于2.4-2.485GHz的WLAN網(wǎng)絡，雙線傳輸線的中間設有三角形天線振子單元，三角形天線振子單元可用于5.15?5.85GHz工作頻段的WLAN網(wǎng)絡，有效的提高帶寬。金屬天線體與對應的金屬短接耦合回路層電連接以及同一金屬天線體的雙線傳輸線通過導線電連接的結構起到了防雷避雷的作用，金屬短接耦合回路層通過H形開槽形成短路回路，有效地降低阻抗。第一導體和第二導體的設置將金屬天線體和底板下表面的金屬接地層連接，有效地抵消了同軸線的外導體的電流，利于1/4波長平衡饋電，提高天線的隔離度。
[0017]本發(fā)明提供的雙頻MIMO天線，可完全覆蓋無線局域網(wǎng)2.4?2.485GHz和5.15?5.85GHz工作頻段，體積小，隔離度高，定向輻射性能好，受背景安裝環(huán)境的影響較小，適合于吸頂安裝。
【附圖說明】
[0018]以下結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細說明；
圖1為本發(fā)明的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MIMO天線的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MIMO天線的仰視示意圖；
圖3為本發(fā)明的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線的第一天線板或第二天線板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1-3之一所示，本發(fā)明包括底板I和天線單元2，所述天線單元2設于底板I的上表面，所述底板I的下表面設有金屬接地層，所述天線單元2包括第一天線板21、第二天線板22和基板23，所述第一天線板21和第二天線板22分別垂直設于基板23的上表面上，且第一天線板21、第二天線板22和基板23呈兩兩垂直設置，所述第一天線板21和第二天線板22上分別設有金屬天線體20，所述金屬天線體20包括兩個呈鏡像對稱設置且相互連接的雙線傳輸線5，所述雙線傳輸線5的上端設有π形天線振子單元52，雙線傳輸線5的中間設有三角形天線振子單元53。
[0020]所述雙線傳輸線5的下端與對應的金屬短接耦合回路層24電連接，同一金屬天線體20的雙線傳輸線5通過導線6饋電。所述金屬天線體20與同軸信號線的連接點為金屬天線體20的饋電點，饋電點位于三角形天線振子單元53下邊，同軸信號線的外導體接雙線傳輸線5的一邊，中心線接雙線傳輸線5的另一邊。
[0021]所述基板23的上表面對應第一天線板21和第二天線板22分別設有金屬短接耦合回路層24，所述第一天線板21的金屬天線體20與對應的金屬短接耦合回路層24電連接，所述第二天線板22的金屬天線體20與對應的金屬短接耦合回路層24電連接，所述第一天線板21與一路同軸信號線3電連接，第一天線板21的金屬天線體20與一第一導線31的一端連接，同軸信號線3中心線與雙線傳輸線5的連接點為第一導線31的起點，第一導線31的另一端依次穿過基板23與底板I下表面的金屬接地層連接，一路同軸信號線3的屏蔽層分別與第一導線31的另一端和底板I下表面的金屬接地層電連接。所述第二天線板22與另一路同軸信號線4電連接，第二天線板22的金屬天線體20與一第二導線41的一端連接，第二導線41的另一端依次穿過基板23與底板I下表面的金屬接地層連接，另一路同軸信號線4的屏蔽層分別與第二導線41的另一端和底板I下表面的金屬接地層電連接。
[0022]所述第一天線板21在第二天線板22上的投影為第二條線板垂直基板23的中心線。
[0023]所述金屬短接耦合回路層24開設有H形的開槽。
[0024]所述基板23通過其邊角設有的四個固定柱7固定于底板I的上表面。
[0025]所述底板I為圓形的PCB板。
[0026]所述底板I的下表面中心處設有安裝底座8，所述安裝底座8設有供同軸信號線安裝孔81，安裝底座的外周壁上設有螺紋。。
[0027]本發(fā)明采用以上技術方案，第一天線板21、第二天線板22和基板23呈兩兩垂直設置，保證了第一天線板21和第二天線板22都能獨立工作，且都能保持良好的輻射特性。底板I下表面的金屬接地層的設置有效的屏蔽來自底板I下表面一側的環(huán)境干擾，降低了后瓣，對天線的性能影響小，且實現(xiàn)了雙頻MMO天線的定向輻射。所述金屬天線體20包括兩個呈鏡像對稱設置且相互連接的雙線傳輸線5，所述雙線傳輸線5的上端設有π形天線振子單元52，π形天線振子單元52可用于2.4-2.485GHz的WLAN網(wǎng)絡，雙線傳輸線5的中間設有三角形天線振子單元53，三角形天線振子單元53可用于5.15?5.85GHz工作頻段的WLAN網(wǎng)絡，有效的提高帶寬。金屬天線體20與對應的金屬短接耦合回路層24電連接以及同一金屬天線體20的雙線傳輸線5通過導線電連接的結構起到了防雷避雷的作用，金屬短接耦合回路層24通過H形開槽形成短路回路，有效地降低阻抗。第一導體和第二導體的設置將金屬天線體20和底板I下表面的金屬接地層連接，有效地抵消了同軸線的外導體的電流，利于1/4波長平衡饋電，提高天線的隔離度。
[0028]本發(fā)明提供的雙頻MIMO天線，可完全覆蓋無線局域網(wǎng)2.4?2.485GHz和5.15?5.85GHz工作頻段，體積小，隔離度高，定向輻射性能好，受背景安裝環(huán)境的影響較小，適合于吸頂安裝。
【主權項】
1.應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線，其特征在于:其包括底板和天線單元，所述天線單元設于底板的上面，所述底板的下表面設有金屬接地層，所述天線單元包括第一天線板、第二天線板和基板，所述第一天線板和第二天線板分別垂直設于基板的上表面上，且第一天線板、第二天線板和基板呈兩兩垂直設置，所述第一天線板和第二天線板上分別設有金屬天線體，所述基板的上表面對應第一天線板和第二天線板分別設有金屬短接耦合回路層，所述第一天線板的金屬天線體與對應的金屬短接耦合回路層電連接，所述第二天線板的金屬天線體與對應的金屬短接耦合回路層電連接，所述第一天線板與一路同軸信號線電連接，第一天線板的金屬天線體與一第一導線的一端連接，第一導線的另一端依次穿過基板與底板下表面的金屬接地層連接，一路同軸信號線的屏蔽層分別與第一導線的另一端和底板下表面的金屬接地層電連接;所述第二天線板與另一路的同軸信號線電連接，第二天線板的金屬天線體與一第二導線的一端連接，第二導線的另一端依次穿過基板與底板下表面的金屬接地層連接，另一路同軸信號線的屏蔽層分別與第二導線的另一端和底板下表面的金屬接地層電連接。2.根據(jù)權利要求1所述的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線，其特征在于:所述第一天線板在第二天線板上的投影為第二條線板垂直基板的中心線。3.根據(jù)權利要求1所述的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線，其特征在于:所述金屬天線體包括兩個呈鏡像對稱設置且相互連接的雙線傳輸線，所述雙線傳輸線上端與一 π形天線振子單元相連，所述雙線傳輸線對應π形天線振子單元的下方設有三角形天線振子單元。4.根據(jù)權利要求1所述的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線，其特征在于:所述雙線傳輸線的下端與對應的金屬短接耦合回路層電連接，同一金屬天線體的雙線傳輸線通過導線饋電。5.根據(jù)權利要求1所述的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線，其特征在于:所述金屬短接耦合回路層設有開槽，所述開槽為金屬天線體提供回路。6.根據(jù)權利要求5所述的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線，其特征在于:所述開槽的形狀為H形。7.根據(jù)權利要求1所述的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線，其特征在于:所述基板通過其邊角設有的四個固定柱固定于底板的上表面。8.根據(jù)權利要求1所述的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線，其特征在于:所述底板為圓形的PCB板。9.根據(jù)權利要求1所述的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MMO天線，其特征在于:所述底板的下表面中心處設有安裝底座，所述安裝底座設有供同軸信號線安裝孔，安裝底座的外周壁上設有螺紋。10.根據(jù)權利要求1所述的應用于新一代分布式無線通信系統(tǒng)的小型化定向MIMO天線，其特征在于:所述第一天線板的尺寸為35mmX 15mm，第二天線板的尺寸與第一天線板尺寸相同；所述基板到底板的距離為2mm -30mm。
【文檔編號】H01Q1/50GK105977635SQ201610305775
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】林益富, 歐義圣, 龔超超, 袁家德
【申請人】福建省匯創(chuàng)新高電子科技有限公司