一種小型三頻四單元mimo天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及移動通信技術領域，具體涉及一種小型三頻四單元MBTO天線。
【背景技術】
[0002]隨著現代無線通信技術的迅速發展，移動通信系統對天線的要求越來越高，設計一種小型三頻四單元MIMO天線是近年來研究的熱點。多入多出Multiple-1nput-multiple-outputWlMO) 技術，因為能夠大幅度地增加信道容量，同時不需要額外的增加頻譜范圍和輸入功率，日益成為天線設計新的重要研究方向。隨著移動通信設備小型化的發展，要求天線的體積越來越小，但MMO天線的體積減小會導致隔離度變差，不同天線端口間的相互干擾增大。為了解決這一矛盾，近些年來，小型化同時具備高隔離度的的MMO天線逐漸受到重視。考慮到工作在不同通信系統間的工作頻段可能互不相同，比如無線局域網系統wireless local area network(WLAN)的2.4GHz_2.484GHz，5.15GHz_5.35GHz，5.725GHz_5.825GHz，全球微波互聯接入系統WiMAX(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)的3.4GHz-3.69GHz，5.25GHz_5.85GHz，這兩大通信系統的工作頻段就不完全相同，進而要求天線能夠工作在多個不同的頻段，即要求天線往多通帶方向發展。最常見、最廣泛的實行形式是多通帶的二單元ΜΜ0。三單元MIMO天線要求兩兩間隔120°，四單元MMO天線為保證高隔離度一般是兩兩正交組陣(工程中廣泛應用的正交45°雙極化基站天線正是基于此大大縮減了天線體積和架設成本)，但這方面的研究都較少。也就是說，設計小型化多通帶的四單元MMO天線，是天線領域當前重要的研究方向。小型化的用于WLAN和WIMAX的小型三頻四單元MMO天線，是一種能工作在多個不同頻段的，具有較高的端口間隔離度的陣列天線。多通帶MMO天線的實現方法主要是通過多個不同長度和形狀的蜿蜒結構的枝節線來實現。
[0003]傳統的四單元MIMO天線，由于尺寸的限制，往往只能取得一個窄頻帶的解耦效果。不能在多頻甚至寬頻的情況下也實現較好的隔離性能。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術存在的缺點與不足，本發明提供一種小型三頻四單元MIMO天線。
[0005]本發明采用傳統的微帶線饋電方法，首先采用了正交極化解耦結構，其次采用了地板上切角和刻槽的技術來解耦，來實現天線在阻抗匹配所覆蓋的多個頻帶范圍內，滿足高隔離度的要求。
[0006]同時，天線結構緊湊，總面積僅為60X 60mm2。并通過合理地設計其中3個長度不同的特殊彎折的枝節來覆蓋3個不同的工作頻帶，其中I個枝節從地板上延伸出來，通過耦合進行饋電，另外2個枝節，直接饋電，并通過另外一個新的枝節接地。天線整體尺寸緊湊，結構簡單，加工制造成本低，工程實用性高。
[0007]本發明采用如下技術方案:
[0008]一種小型三頻四單元MMO天線，包括介質基板，所述介質基板正面分別印制四個結構相同的天線輻射單元及四塊結構相同的地板，所述四塊地板分別與四個天線輻射單元連接，且一一對應，所述四個天線輻射單元之間相互正交，所述天線輻射單元包括第一、第二倒L形枝節、與饋電點連接的饋線、寄生地板延伸枝節和S形短路接地枝節，所述第一倒L形枝節的長邊分別與饋線及S形短路接地枝節連接，所述第二倒L形枝節的短邊與S形短路接地枝節連接，所述寄生地板延伸枝節及S形短路接地枝節分別與地板連接。
[0009]所述地板為帶一個圓角的矩形，所述四個地板位于介質基板的四個角，地板的圓角靠近介質基板的中心點。
[0010]所述地板內還設有平直矩形地板刻槽及傾斜矩形地板刻槽，所述傾斜矩形地板刻槽位于圓角的中點，所述平直矩形地板刻槽設置在地板邊緣與介質基板邊緣重合處，所述平直矩形地板刻槽垂直水平面或平行水平面。
[0011 ]所述S形短路接地枝節、第一倒L形枝節以及與饋電點連接的饋線構成倒F形單極子天線的結構。
[0012]所述饋電線的末端開口與地板之間留有一矩形空間，饋電線由同軸電纜的內芯饋電，同軸電纜外導體接地。
[0013]第一倒L形枝節和S形短路接地枝節構成的枝節長度為2.43GHz頻率的四分之一波長。
[0014]所述寄生地板延伸枝節由地板延伸出來，與饋線電磁親合饋電。
[0015]所述圓角半徑為10毫米。
[0016]所述寄生地板延伸枝節為L形，L形的長邊與地板連接。
[0017]本發明的有益效果:
[0018](I)用單一平面的結構完全覆蓋了多個通信頻段:無線局域網系統wirelesslocal area network(WLAN)的2.4GHz_2.484GHz，5.15GHz_5.35GHz，5.725GHz_5.825GHz，全球微波互聯接入系統WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)的3.4GHz-3.69GHz，5.25GHz_5.85GHz。
[0019](2)整個天線的平面尺寸，包含地板為60mm X 60mm，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)天線的結構簡單，調試方便，工作模式清晰，而且，由于同時采用了多種提高隔離度的技術，比如正交極化去耦，地板切角和地板刻槽去耦，使得這幾個通帶的隔離度都得至IJ了提高。保證了MMO天線的端口間能夠不互相干擾。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的平面不意圖。
[0022]圖2為圖1的俯視圖，單位為毫米(mm)ο
[0023]圖3為圖1的仰視圖，單位為毫米(mm)ο
[0024]圖4為圖1的側視圖，單位為毫米(mm)ο
[0025]圖5為本實施例仿真的回波損耗與頻率關系圖。
[0026]圖6為本實施例仿真的端口間隔離度與頻率關系圖。
[0027]圖7為本實施例仿真的增益圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
[0029]實施例
[0030]如圖1-圖4所示，一種小型三頻四單元MMO天線，包括介質基板，所述介質基板正面印制四個結構相同的天線輻射單元，四個天線輻射單元相互正交，所述每個天線輻射單元包括第一、第二倒L形枝節1、2、與饋電點連接的饋線3、寄生地板延伸枝節4和S形短路接地枝節5，所述第一倒L形枝節的長邊分別與饋線及S形短路接地枝節連接，所述第二倒L形枝節的短邊與S形短路接地枝節連接，所述寄生地板延伸枝節及S形短路接地枝節分別與地板連接。
[0031]還包括印制在介質基板正面的四塊地板，介質基板為矩形，所述地板位于介質基板的四個角，與天線輻射單元連接，且一一對應。
[0032]所述第一、第二倒L形枝節分別與饋線及S形短路接地枝節連接，構成長度較大的枝節線，用于激勵多個諧振模式，基本覆蓋低頻段2.4GHz和高頻段5.2/5.5/5.8GHz的頻段。
[0033]第一倒L形枝節與S形短路接地枝節所構成的枝節總長度約為2.43GHz頻率的四分之一波長，用來覆蓋WLAN 2.4GHz頻帶；
[0034]第二倒L形枝節到S形短路接地枝節的接地位置，所構成的枝節總長度約為3.7IGHz頻率的二分之一波長，用來覆蓋WIMAX 3.5GHz頻帶。
[0035]所述與饋電點直接相連的饋線，所述饋線為矩形，其末端開口與地板之間留有一個很小的矩形空間，用來模擬信號輸入端的饋電點和接地點，該饋線的末端由同軸電纜直接進行饋電，同軸電纜的外導體接地。
[0036]所述寄生地板延伸枝節4為L形，從地板平面垂直延伸出來，并與地板連接，由饋線進行電磁親合饋電，提供高頻5.5GHz的諧振。
[0037]所述S形短路接地枝節5分別連接第一、第二倒L形枝節，以及與饋電點直接相連的饋線3，整體構成倒F形單極子天線的結構，具備了結構簡單、易匹配且集成性高等優點，這在手機天線的設計中也是廣泛采用的。
[0038]所述地板為帶一個圓角的矩形，所述四個地板位于介質基板的四個角，地板的圓角靠近介質基板的中心點。
[0039]所述地板8內還設有平直矩