具平坦陷波特性的高隔離度雙陷波uwb_mimo天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及UWB_MMO天線的技術領域,尤其是指一種具平坦陷波特性的高隔離度雙陷波UWB_MMO天線。
【背景技術】
[0002]近年來,隨著個人局域網(WirelessPersonal Area Network, WPAN)和無線局域網(Wireless Loeal Area Network, WLAN)的升溫,短距離(10 ?100m)無線設備和服務內容的研宄、設計和應用呈現出巨大的發展潛力。這種發展的趨勢和4G(第四代移動通信技術)發展趨勢是一致的。4G及其持續發展系統的一個重要特點就是實現各種不同環境之間的無縫通信,WPAN和WLAN是實現這種跨越的一個關鍵動力。UffB (Ultra-wideband, 3.1-10.6GHz)技術耗電量低、安全性高、高速傳輸和低成本的芯片結構,是實現WPAN和WLAN的主要技術之一。但是,UWB技術受多徑衰落的影響比較明顯,導致其系統的最大速率受到嚴格的控制。此外,為了避免對其它同頻無線電造成干擾,UffB天線在 WiMax3.5 (Worldwide Interoperability for Microwave Access,3.3-3.6GHz)和WLAN5.5 (5.15-5.825GHz)頻段需具有高階陷波功能,天線設計具有一定的難度。此外,UWB通信系統的工作功率被規定必須小于-41.3dBm/MHz,故UWB系統的信噪比低,通信質量差,信號不穩定,這就是近年來UWB技術受到質疑的原因。
[0003]多天線技術能夠有效提高頻譜利用率,充分開發空間資源,降低多址干擾,抵抗多徑衰落,極大地增加通信系統容量,所以多輸入多輸出(MM0,Multiple-1nput-Multiple-0utput)天線成為LTE(Long Term Evolut1n, 3G的長期演進)和4G發展中炙手可熱的課題,MIMO技術成為是LTE和4G的核心技術。將雙陷波UWB技術與MMO技術結合起來,可以改善UWB通信系統的信噪比和穩定性,進一步提高UWB系統的通信速率,真正實現近距離無線高速通信,同時可以改善MMO系統的頻率選擇性衰落。此外,UWB_MM0系統具有低輻射功率,可以延長系統電源的使用時間,避免過量的電磁波輻射對人體的傷害。UWB_MIM0技術正引發國內外學者的高度關注,這些研宄均處于起步階段,面臨著各種問題。UWB_MM0天線設計是UWB_MM0技術的一個重要組成部分,UWB_MM0系統的發展受到自于物理層UWB設備的MMO天線設計和實施的挑戰。
[0004]在UWB_MM0天線設計中遇到的主要問題是如何實現有效的高階陷波特性,如何提高天線單元之間的隔離度,以及如何抑制陷波結構和去耦結構之間的相互負面影響。數量不多的已經報道的UWB_MM0天線設計,尺寸都比較大,而且不能實現高階雙陷波要求。具有高階陷波特性的天線的陷波頻率選擇性好,而且陷波特性曲線比較平坦、性能穩定,這是UWB_MIM0天線設計發展的一個趨勢。本實用新型提出了一種小型、高隔離度、雙陷波、在WLAN 5.5GHz具有二階陷波特性的UWB_MM0天線,該UWB_MM0天線在WLAN 5.5GHz頻率范圍內的特性曲線具有很好的平坦度,性能穩定。
[0005]MIMO技術最早是由Marconi于1908年提出的,它利用多天線來抑制信道衰落。MIMO技術,一方面利用復用技術提高信道的傳輸容量,另一方面可以利用分集技術提高信道的可靠性。MMO天線的設計對MMO技術的發展十分重要,目前為了減小天線單元間的互耦,提高天線單元間的隔離度,已經發展形成了多種的方法。研宄表明,UWB通信系統具有低輻射功率,極高的數據傳輸率,它非常適合雷達系統和短距離通信。將MMO技術和UWB技術結合起來,可以有效地利用兩者的優點提高系統的性能。現有的UWB_MIM0天線,不能在高隔離度的條件下,實現二階以上的陷波特性,它們主要采用傳統的方法去實現一階陷波特性。
[0006]2009 年 Hui Li 等人在 IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGAT1N LETTERS 上發表了題為“A Compact Planar MIMO Antenna System of Four Elements With SimilarRadiat1n Characteristics and Isolat1n Structure”的文章。該文章報道在地板上嵌入一系列的隙縫可以有效地減小天線單元間的互耦。
[0007]2012 年 Chao-Tang Chuang, Ting-Ju Lin 等人在 IEEE ANTENNAS AND WIRELESSPROPAGAT1N LETTERS上發表題目為“A band-notched UffB monopole antenna with highnotch-band-edge selectivity.”的文章,該文章指出引入一個帶阻濾波器可以在WLAN5.5GHz頻域內實現良好的陷波特性,但是帶阻濾波器的引入增加了天線設計的復雜度。
[0008]2013 年 Qing-Xin Chu, Chun-Xu Mao 等人在 IIEEE TRANSACT1NS ON ANTENNASAND PROPAGAT1N上發表題目為“A compact notched band UWB slot antenna with sharpselectivity and controllable bandwidth.”的文章,該文章指在地板上加入兩個縫隙可以在WLAN 5.5GHz頻域內實現良好的二階陷波特性,但是WiMax 3.5頻段的陷波未能實現。
[0009]2009 年 Shuai Zhang 等人在 IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGAT1N LETTERS上發表題目為 “Ultrawideband MIMO/Diversity Antennas With a Tree-Like Structureto Enhance Wideband Isolat1n”的文章,該文章指出加入出樹形的地板枝節可以有效地減小兩UWB天線單元之間的隔離度,但是該UWB_MIM0沒有實現陷波功能。
[0010]2014 年 Qing-Xin Chu, Chun-Xu Mao 等人在 IEEE TRANSACT1NS ON ANTENNASAND PROPAGAT1N 上發表題目為 “Compact co-radiator UffB-MIMO antenna with dualpolarizat1n.”的文章,該文章提出的UWB-MIMO天線單元是共福射體的,在共福射體上引入縫隙提高兩天線端口之間的隔離度,但是該天線仍舊未能實現陷波功能。
[0011]2013 年 Jian-Feng Li, Qing-Xin Chu 等人在在 EEE TRANSACT1NS ON ANTENNASAND PROPAGAT1N 上發表題目為 “Compact dual band-notched UffB MIMO antenna withhigh isolat1n”的文章,在該文章涉及的UWB-MIM0設計中,在福射體上加入縫隙、在福射體的背面加入耦合單元以實現雙陷波的功能,引入地板枝節提高兩天線單元間的隔離度,但是陷波特性是一階的,陷波特性有待提高。
[0012]2014年 Tzu-Chun Tang和 Ken-Huang Lin在EEE TRANSACT1NS ON ANTENNAS ANDPROPAGAT1N 上發表題目為 “An ultrawideband MIMO antenna with dual band-notchedfunct1n.”的文章,該文章中的設計在福射體的附近加入三個親合單元以實現雙陷波特性和高隔離特性,但是二階以上的陷波特性仍舊沒有得到實現。
【發明內容】
[0013]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足,提供一種具有平坦陷波特性的高隔離度雙陷波UWB_MM0天線,能夠滿足小型、良好陷波頻率選擇性、平坦陷波特性、高隔離度、雙陷波的移動終端MMO天線系統的設計要求。
[0014]為實現上述目的,本實用新型所提供的技術方案為:一種具平坦陷波特性的高隔離度雙陷波UWB_MIM0天線,包括有矩形地板、地板枝節、第一矩形天線單元、第二矩形天線單元、第一微帶線、第二微帶線、第一激勵端口、第二激勵端口、第一地板縫隙、第二地板縫隙、第三地板縫隙、第四地板縫隙、第一金屬帶、第二金屬帶,其中,所述矩形地板、地板枝節、第一金屬帶、第二金屬帶印制在基板的正面,所述第一矩形天線單元、第二矩形天線單元、第一微帶線、第二微帶線印制在基板的背面;所述第一矩形天線單元通過第一微帶線由第一激勵端口進行饋電,所述第二矩形天線單元通過第二微帶線由第二激勵端口進行饋電,所述第一矩形天