一種具有寬頻帶特性的mimo移動(dòng)終端天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及移動(dòng)終端天線，特別涉及一種具有寬頻帶特性的MIMO移動(dòng)終端天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，通信系統(tǒng)對(duì)高速率、大容量和高可靠性的移動(dòng)通信質(zhì)量需求越來(lái)越強(qiáng)烈，而應(yīng)用傳統(tǒng)的通信技術(shù)很難滿足這一需求。在實(shí)際的應(yīng)用中，多徑衰落效應(yīng)是一個(gè)難以克服的挑戰(zhàn)，因?yàn)閺牟煌瑐鬏斅窂絺鬏數(shù)男盘?hào)具有不同的相位和幅度，這使得他們?cè)诮邮諜C(jī)端往往會(huì)相互抵消減弱。多輸入多輸出技術(shù)(multiple-1nput-multiple-output,ΜΙΜ0)技術(shù)在一個(gè)通信系統(tǒng)中應(yīng)用多個(gè)收發(fā)天線來(lái)發(fā)射和接收信號(hào)，可以有效的克服多徑衰落效應(yīng)并提高系統(tǒng)容量和可靠性。近年來(lái)，MMO技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注和研宄，廣大學(xué)者提出了不少的應(yīng)用于不同通信系統(tǒng)的MIMO天線。
[0003]由于MIMO技術(shù)的眾多優(yōu)點(diǎn)，它被廣泛地認(rèn)為是LTE(Long Term Evolut1n)和4G(第四代移動(dòng)通信系統(tǒng))的核心技術(shù)之一。目前4G通信系統(tǒng)正在飛速的普及之中，但不可否認(rèn)的是，2G和3G通信系統(tǒng)仍然正在使用當(dāng)中。因此在MMO移動(dòng)終端天線的設(shè)計(jì)中，能夠全面覆蓋2G、3G和4G通信系統(tǒng)的移動(dòng)終端天線具有更大的實(shí)用性和吸引力。目前出現(xiàn)的MMO移動(dòng)終端天線，很少能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種具有寬頻帶特性的MIMO移動(dòng)終端天線。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種具有寬頻帶特性的MMO移動(dòng)終端天線，包括介質(zhì)基板，還包括刻蝕在介質(zhì)基板正面的單極子輻射體al、bl和微帶線a2、b2,以及刻蝕在介質(zhì)基板背面的矩形槽a3、b3和階躍阻抗枝節(jié)a4、b4，所述單極子福射體al、bl分別通過(guò)微帶線a2、b2饋電，矩形槽a3、b3分別與階躍阻抗枝節(jié)a4、b4相連，所述的單極子輻射體al、微帶線a2、矩形槽a3、階躍阻抗枝節(jié)a4組成天線單元A，單極子福射體bl、微帶線b2、矩形槽b3、階躍阻抗枝節(jié)b4組成天線單元B。
[0007]所述的階躍阻抗枝節(jié)a4、b4均彎折成三段，三段的長(zhǎng)度和寬度均不相同，形成階躍阻抗諧振器的形狀。階躍阻抗諧振器可以產(chǎn)生更多的諧振頻率點(diǎn)，從而為實(shí)現(xiàn)超寬帶覆蓋提供了可能性。
[0008]所述的介質(zhì)基板背面沿長(zhǎng)度方向刻蝕一條縫隙，并且在縫隙上方引入一條中和線將天線單元A、B連接起來(lái)。由于在MIMO天線設(shè)計(jì)存在多個(gè)天線單元，各個(gè)天線單元之間的耦合高低對(duì)M頂O系統(tǒng)的性能有著至關(guān)重要的影響，天線單元間耦合越小，MMO系統(tǒng)性能越高。本實(shí)用新型具有兩個(gè)天線單元A和B，為了使兩個(gè)天線單元之間的耦合降低到最小值，在兩個(gè)天線單元之間的地面上刻蝕了一條縫隙，并且在縫隙上方引入了一條中和線將兩個(gè)天線單元連接起來(lái)。由于兩個(gè)天線單元在高頻段的耦合主要是由于地面的電流從一個(gè)端口流向另一個(gè)端口造成，因此地面上的縫隙可以有效的隔斷高頻段電流，實(shí)現(xiàn)高頻段的低耦合。在低頻段，兩個(gè)天線單元的耦合不僅僅是由于地面的電流引起，還有近場(chǎng)輻射的電磁波的影響，因此用一條中和線連接兩個(gè)天線單元可以額外創(chuàng)造一條耦合路徑，抵消低頻段原來(lái)存在的耦合，從而實(shí)現(xiàn)低頻段的低耦合。通過(guò)地面縫隙和中和線的共同作用，使得兩個(gè)天線單元在整個(gè)頻段內(nèi)都具有較低的耦合度。
[0009]所述的微帶線a2、b2彎折成直角。
[0010]所述的矩形槽a3、b3設(shè)置在與微帶線a2、b2相對(duì)應(yīng)的介質(zhì)基板背面上。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0012]1、本實(shí)用新型與已出現(xiàn)的采用平面結(jié)構(gòu)的MMO移動(dòng)終端天線相比，本實(shí)用新型具有超寬的工作帶寬，可以兼容2G/3G/4G通信系統(tǒng)，對(duì)通信系統(tǒng)的適用性更強(qiáng)。通過(guò)正面單極子輻射體對(duì)地面階躍阻抗諧振器枝節(jié)的耦合饋電，產(chǎn)生了一個(gè)超寬的工作頻帶，從0.87GHz到2.82GHz ο本實(shí)用新型可以完全覆蓋2G通信頻段GSM900/GSM1800/GSM1900, 3G通信頻段TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000和已經(jīng)開(kāi)放商用的4G (LTE)通信頻段。
[0013]2、與已出現(xiàn)的覆蓋2G/3G/4G通信系統(tǒng)的天線相比，本實(shí)用新型采用的是平面結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更加緊湊，更適合應(yīng)用于移動(dòng)終端中，而且實(shí)現(xiàn)的是單個(gè)超寬頻帶，不是多個(gè)窄的通信頻帶。
[0014]3、本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型所述的具有寬頻帶特性的MMO移動(dòng)終端天線的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型所述的具有寬頻帶特性的MIMO移動(dòng)終端天線的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型所述的具有寬頻帶特性的MIMO移動(dòng)終端天線的電磁仿真曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0019]如圖1、2，一種具有寬頻帶特性的MIMO移動(dòng)終端天線，包括介質(zhì)基板，還包括刻蝕在介質(zhì)基板正面的單極子輻射體al、bl和微帶線a2、b2,以及刻蝕在介質(zhì)基板背面的矩形槽a3、b3和階躍阻抗枝節(jié)a4、b4，所述單極子福射體al、bl分別通過(guò)微帶線a2、b2饋電，矩形槽a3、b3分別與階躍阻抗枝節(jié)a4、b4相連，所述的單極子福射體al、微帶線a2、矩形槽a3、階躍阻抗枝節(jié)a4組成天線單元A，單極子福射體bl、微帶線b2、矩形槽b3、階躍阻抗枝節(jié)b4組成天線單元B ；
[0020]所述的階躍阻抗枝節(jié)a4、b4均彎折成三段，三段的長(zhǎng)度和寬度均不相同，形成階躍阻抗諧振器的形狀；
[0021]所述的介質(zhì)基板背面沿長(zhǎng)度方向刻蝕一條縫隙，并且在縫隙上方引入一條中和線將天線單元A、B連接起來(lái)；
[0022]所述的微帶線a2、b2彎折成直角；
[0023]所述的矩形槽a3、b3設(shè)置在與微帶線a2、b2相對(duì)應(yīng)的介質(zhì)基板背面上。
[0024]本實(shí)用新型印制在相對(duì)介電常數(shù)為4.4的介質(zhì)基板兩面。本實(shí)用新型正面分別印制兩個(gè)天線單元A和B的單極子，如圖1中al和bl ;與它們相連接的微帶線，如圖中a2和b2，其中微帶線特性阻抗為50歐姆，方便于饋電匹配。本實(shí)用新型背面印制天線地面，從地面上延伸出兩個(gè)階躍阻抗諧振器枝節(jié)，如圖2中a4和b4 ;在地面上與正面微帶線相對(duì)應(yīng)的位置，剪去了兩個(gè)矩形部分，方便于阻抗匹配調(diào)節(jié)，如圖2中a3和b3 ;兩個(gè)天線單元間的地面刻蝕了一條縫隙5 ;在縫隙5的上方引入了一根枝節(jié)線6。
[0025]利用正面的單極子貼片對(duì)背面的接地階躍阻抗諧振器枝節(jié)耦合饋電，實(shí)現(xiàn)了超寬帶工作。通過(guò)將微帶饋線偏離單極子貼片，并在微帶線相對(duì)著的地面上開(kāi)兩個(gè)矩形槽，實(shí)現(xiàn)了良好的阻抗匹配。利用地面上的一條縫隙和連接兩個(gè)天線的枝節(jié)線，實(shí)現(xiàn)了天線單元間的低耦合。電磁仿真反射系數(shù)Sll曲線如圖3所示。從圖中可以看出，天線的_6dB工作帶寬從0.87GHz到2.82GHz，可以完全覆蓋2G通信頻段GSM900/GSM1800/GSM1900, 3G通信頻段TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000和已經(jīng)開(kāi)放商用的4G(LTE)通信頻段。同時(shí)兩個(gè)單元間實(shí)現(xiàn)了低頻段內(nèi)12dB、高頻段內(nèi)15dB的高隔離度，可以保證MMO通信系統(tǒng)中較低的信道相關(guān)性，為可靠的高質(zhì)量通信提供保證。
[0026]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(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，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有寬頻帶特性的MMO移動(dòng)終端天線，其特征在于:包括介質(zhì)基板，還包括刻蝕在介質(zhì)基板正面的單極子輻射體al、單極子輻射體bl和微帶線a2、微帶線b2，以及刻蝕在介質(zhì)基板背面的矩形槽a3、矩形槽b3和階躍阻抗枝節(jié)a4、階躍阻抗枝節(jié)b4，所述單極子福射體al、單極子福射體bl分別通過(guò)微帶線a2、微帶線b2饋電，矩形槽a3、矩形槽b3分別與階躍阻抗枝節(jié)a4、階躍阻抗枝節(jié)b4相連，所述的單極子福射體al、微帶線a2、矩形槽a3、階躍阻抗枝節(jié)a4組成天線單元A，單極子福射體bl、微帶線b2、矩形槽b3、階躍阻抗枝節(jié)b4組成天線單元B。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有寬頻帶特性的MMO移動(dòng)終端天線，其特征在于:所述的階躍阻抗枝節(jié)a4、階躍阻抗枝節(jié)b4均彎折成三段，三段的長(zhǎng)度和寬度均不相同，形成階躍阻抗諧振器的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有寬頻帶特性的MMO移動(dòng)終端天線，其特征在于:所述的介質(zhì)基板背面沿長(zhǎng)度方向刻蝕一條縫隙，并且在縫隙上方引入一條中和線將天線單元A、天線單元B連接起來(lái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有寬頻帶特性的MMO移動(dòng)終端天線，其特征在于:所述的微帶線a2、微帶線b2彎折成直角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有寬頻帶特性的MMO移動(dòng)終端天線，其特征在于:所述的矩形槽a3、矩形槽b3設(shè)置在與微帶線a2、微帶線b2相對(duì)應(yīng)的介質(zhì)基板背面上。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有寬頻帶特性的MIMO移動(dòng)終端天線，其特征在于：包括介質(zhì)基板，還包括刻蝕在介質(zhì)基板正面的單極子輻射體a1、b1和微帶線a2、b2，以及刻蝕在介質(zhì)基板背面的矩形槽a3、b3和階躍阻抗枝節(jié)a4、b4，所述單極子輻射體a1、b1分別通過(guò)微帶線a2、b2饋電，矩形槽a3、b3分別與階躍阻抗枝節(jié)a4、b4相連，所述的單極子輻射體a1、微帶線a2、矩形槽a3、階躍阻抗枝節(jié)a4組成天線單元A，單極子輻射體b1、微帶線b2、矩形槽b3、階躍阻抗枝節(jié)b4組成天線單元B。本實(shí)用新型的移動(dòng)終端天線，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作帶寬超寬的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足小型化，低成本，易于集成在移動(dòng)終端中的要求。
【IPC分類(lèi)】H01Q1-38, H01Q5-50
【公開(kāi)號(hào)】CN204596977
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520025406
【發(fā)明人】李文翱, 涂治紅, 褚慶昕
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日