具有高共模抑制比的差分縫隙mimo天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種MM0天線，尤其是一種具有高共模抑制比的差分縫隙MM0天線， 屬于無(wú)線移動(dòng)通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)隨著無(wú)線移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，無(wú)線移動(dòng)通信借以提高數(shù)據(jù)傳輸速率的資 源一一頻率帶寬和發(fā)射功率都已經(jīng)瀕臨飽和。移動(dòng)通信的高速發(fā)展帶來(lái)的是頻譜資源的 日益短缺，如何在現(xiàn)有的頻譜資源上提高信息的傳輸速率和質(zhì)量已成為當(dāng)今社會(huì)的研宄重 點(diǎn)。MIMO(Mutltiple-InputMultiple-Output，多輸入多輸出）無(wú)線通信技術(shù)因?yàn)槠洳恍?要損失頻率帶寬和發(fā)射功率的資源就能大幅度提高信道容量和數(shù)據(jù)傳輸速率的巨大優(yōu)勢(shì)， 進(jìn)入了人們的視野。MIM0作為802.lln的核心技術(shù)，因其可在不增加傳輸帶寬或發(fā)射功率 的前提下，顯著地提高了信道容量和傳輸?shù)目煽啃?，已成為?guó)內(nèi)外學(xué)者研宄的重點(diǎn)。多天線 技術(shù)作為MIM0技術(shù)的核心，同樣受到了廣泛的關(guān)注。
[0003] MM0天線設(shè)計(jì)是MM0通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。MM0技術(shù)利用多天線進(jìn)行發(fā)射/ 接收分集，從而得到一定的分集增益；MM0技術(shù)利用多天線進(jìn)行空間復(fù)用則可以提高頻譜 利用率，不增加系統(tǒng)的發(fā)射功率就可以大大地提高傳輸速率。MIM0天線的隔離度是一個(gè)重 要的研宄方向，目前增大隔離度的方法主要有：EBG地板結(jié)構(gòu)，解耦網(wǎng)絡(luò)，地板縫隙，反射單 元，地板分支和Neutralization線。
[0004] 無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，也促進(jìn)了全集成射頻前端產(chǎn)品的需要。集成射頻前端 通常采用差分技術(shù)實(shí)現(xiàn)，作為射頻前端的關(guān)鍵部件之一，大多數(shù)天線設(shè)計(jì)為單端口器件，不 能直接與差分電路集成，通常需要采用巴倫把差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端口信號(hào)然后饋入天線。 巴倫的使用會(huì)造成損耗，使系統(tǒng)效率降低，也增加了獨(dú)立器件的數(shù)量，不利于系統(tǒng)高度集成 和小型化。
[0005] 差分天線改變了傳統(tǒng)天線的設(shè)計(jì)方法，直接把差分信號(hào)饋入到天線的兩個(gè)端口， 為設(shè)計(jì)高集成的射頻前端提供了新的途徑。
[0006] 據(jù)調(diào)查與了解，目前公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)如下：
[0007] 1)2011 年Wen-ShanChen、Chi_HuangLin和Hong-TwuChen等人在Asia-Pacific MicrowaveConference上發(fā)表 了題為"ACompactMonopoleSlotMIMOAntennafor WirelessUSBDongleApplicationatWLANBand"的文章中，采用微帶線對(duì)縫隙單極子饋 電，又設(shè)計(jì)成了MIM0天線，實(shí)現(xiàn)了WLAN的2. 4GHz頻段的工作，并達(dá)到了一定的隔離度。天 線尺寸較小，但是地板尺寸較大，而且只是實(shí)現(xiàn)了WLAN-個(gè)頻段的工作。
[0008] 2) 2013 年 12 月RezaKarimian，HomayoonOraizi，SaeedFakhte和Mohammad Farahani等人在"IEEEANTENNASANDWIRELESSPROPAGATIONLETTERS" 上發(fā)表題為 "NovelF-ShapedQuad-BandPrintedSlotAntennaforWLANandWiMAXMIMOSystems"的 文章，采用微帶線對(duì)地板上的F形縫隙饋電，加上F形縫隙中的枝節(jié)，實(shí)現(xiàn)了包括WiMax和 WLAN在內(nèi)的四個(gè)頻段的工作，并且四個(gè)頻率都可以獨(dú)立的進(jìn)行控制，之后又做了四個(gè)單元 相互正交的MMO天線。天線的設(shè)計(jì)采用了開(kāi)路縫隙結(jié)構(gòu)大大縮小了天線的尺寸，但是MMO天線四個(gè)頻帶中的高頻段帶寬比較窄，單元間的隔離度也不是很高。與傳統(tǒng)的單天線相比， MIMO天線的增益有所提高。但是與差分天線相比，又沒(méi)有對(duì)共模的抑制作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種具有高共模抑制比的 差分縫隙MM0天線，該MM0天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠滿足小型化，低成本，易與加工，易于與差 分電路集成的要求。
[0010] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：
[0011] 具有高共模抑制比的差分縫隙MMO天線，包括介質(zhì)基板和多個(gè)天線單元，所述每 個(gè)天線單元包括地板和微帶饋線，所述地板設(shè)置在介質(zhì)基板頂層，且刻蝕有T形縫隙，所述 微帶饋線設(shè)置在介質(zhì)基板底層，并將T形縫隙分為開(kāi)路縫隙和短路縫隙；所述多個(gè)天線單 元的地板相連，將介質(zhì)基板頂層覆蓋。
[0012] 作為一種優(yōu)選方案，所述微帶饋線呈凹形結(jié)構(gòu)，該凹形結(jié)構(gòu)的兩端分別為第一饋 電端口和第二饋電端口，所述第一饋電端口和第二饋電端口位于介質(zhì)基板底層的同一邊緣 處。
[0013] 作為一種優(yōu)選方案，所述相連的地板上刻蝕有矩形縫隙，所述多個(gè)天線單元之間 通過(guò)矩形縫隙隔開(kāi)。
[0014] 作為一種優(yōu)選方案，所述天線單元有四個(gè)，四個(gè)天線單元的T形縫隙相互正交排 列在相連的地板上；所述相連的地板上刻蝕有四個(gè)矩形縫隙，所述四個(gè)天線單元之間通過(guò) 四個(gè)矩形縫隙隔開(kāi)。
[0015] 作為一種優(yōu)選方案，所述開(kāi)路縫隙用于產(chǎn)生2. 4GHz的低頻諧振頻率，其電流路徑 長(zhǎng)度為2. 4GHz時(shí)工作波長(zhǎng)的四分之一；所述短路縫隙用于產(chǎn)生5. 5GHz的高頻諧振頻率，其 電流路徑長(zhǎng)度為5. 5GHz時(shí)工作波長(zhǎng)的二分之一。
[0016] 作為一種優(yōu)選方案，所述介質(zhì)基板采用FR4介質(zhì)基板，其介電常數(shù)為4. 4,厚度為 0? 8mm〇
[0017] 作為一種優(yōu)選方案，所述微帶饋線采用50Q微帶饋線。
[0018] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果：
[0019] 1、本發(fā)明的每個(gè)天線單元在地板上刻蝕有T形縫隙，并采用微帶饋線對(duì)地板上的T形縫隙進(jìn)行差分饋電，微帶饋線將T形縫隙分為開(kāi)路縫隙和短路縫隙，開(kāi)路縫隙形成低頻 諧振模式，短路縫隙形成高頻諧振模式，開(kāi)路縫隙的使用大大減小了天線的尺寸，兩個(gè)諧振 模式覆蓋了WLAN的2. 4/5. 2/5. 8GHz三個(gè)工作頻段；通過(guò)調(diào)節(jié)T形縫隙的長(zhǎng)度和寬度可分 別獨(dú)立的調(diào)整諧振頻率和阻抗帶寬。
[0020] 2、本發(fā)明克服了傳統(tǒng)天線的共模抑制，難以與系統(tǒng)集成的問(wèn)題，采用特殊的差分 饋電結(jié)構(gòu)和縫隙組合可達(dá)到很高的共模抑制效果，再將四個(gè)天線單元相互正交排列組成 MM0天線，在地板上刻蝕矩形縫隙將天線單元隔開(kāi)，在不影響天線單元S參數(shù)的情況下，還 增加了天線單元之間的隔離度。
[0021] 3、本發(fā)明克服了覆蓋WLAN三頻段天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸大，難以加工的缺點(diǎn)，具有 小型化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高共模抑制比，雙頻段和高隔離度等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛地應(yīng)用于WLAN系 統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的天線單元頂層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2為本發(fā)明的天線單元底層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖3為本發(fā)明的天線單元通過(guò)電磁仿真的S參數(shù)曲線圖。
[0025] 圖4為本發(fā)明的MMO天線頂層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖5為本發(fā)明的MMO天線底層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖6為本發(fā)明的MMO天線通過(guò)電磁仿真的差模S參數(shù)曲線圖。
[0028] 圖7為本發(fā)明的MMO天線通過(guò)電磁仿真的共模S參數(shù)曲線圖。
[0029] 其中，1-微帶饋線，2-介質(zhì)基板，3-T形縫隙，4-第一天線單元，5-第二天線單元， 6-第三天線單元，7-第四天線單元，8-第一矩形縫隙，9-第二矩形縫隙，10-第三矩形縫隙， 11-第四矩形縫隙，Port1-第一饋電端口，Port2-第二饋電端口。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 實(shí)施例1 :
[003