應(yīng)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(yīng)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(shè)有金屬接地層，天線單元包括呈兩兩垂直設(shè)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(shè)有金屬天線體，基板的上表面對(duì)應(yīng)第一天線板和第二天線板分別設(shè)有金屬短接耦合回路層，金屬天線體與對(duì)應(yīng)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(hào)線，第一、第二天線板的金屬天線體分別通過一導(dǎo)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(yīng)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(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)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(shù)】
[0002]對(duì)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(dāng)重要的。信息論以及現(xiàn)有的研究都預(yù)示了 MMO無線通信系統(tǒng)的潛在的巨大信道容量。但在實(shí)際應(yīng)用中還需要突破一些難點(diǎn)，其中小型化定向低剖面MMO天線的設(shè)計(jì)是難點(diǎn)之一。在MMO天線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，天線數(shù)量和天線單元這兩個(gè)參數(shù)需要重點(diǎn)考慮。天線的數(shù)量決定了實(shí)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(huì)帶來其他問題。若是將大量的天線嵌入移動(dòng)通信的基站端，由于體積的限制相對(duì)較小，并不會(huì)限制實(shí)際應(yīng)用，然而在有限體積的移動(dòng)終端設(shè)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(shí)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(guān)系，間距越小，產(chǎn)生的耦合就會(huì)越高，也就會(huì)對(duì)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(shè)備中設(shè)計(jì)多個(gè)天線并實(shí)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(diǎn)。
[0003]設(shè)計(jì)性能良好的單頻和多頻MIMO天線，首先要設(shè)計(jì)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(dòng)終端設(shè)備有限的尺寸相互制約的問題，在滿足無線通信設(shè)備整體尺寸要求的同時(shí)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(gè)關(guān)鍵參數(shù)，研究并設(shè)計(jì)小型化、高隔離的MIMO天線具有積極的意義和良好的應(yīng)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(shù)的不足，提供一種應(yīng)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(shù)方案是:
應(yīng)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(shè)于底板的上表面，所述底板的下表面設(shè)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(shè)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(shè)置，所述第一天線板和第二天線板上分別設(shè)有金屬天線體，所述基板的上表面對(duì)應(yīng)第一天線板和第二天線板分別設(shè)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(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(hào)線電連接，第一天線板的金屬天線體與一第一導(dǎo)線的一端連接，第一導(dǎo)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(hào)線的屏蔽層分別與第一導(dǎo)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(hào)線電連接，第二天線板的金屬天線體與一第二導(dǎo)線的一端連接，第二導(dǎo)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(hào)線的屏蔽層分別與第二導(dǎo)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(gè)呈鏡像對(duì)稱設(shè)置且相互連接的雙線傳輸線，雙線傳輸線的上端設(shè)有Π形天線振子單元，雙線傳輸線的中間設(shè)有三角形天線振子單元。
[0008]所述雙線傳輸線的下端與對(duì)應(yīng)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(dǎo)線饋電。
[0009]所述金屬短接耦合回路層開設(shè)有H形的開槽。
[0010]所述基板通過其邊角設(shè)有的四個(gè)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(shè)有安裝底座，所述安裝底座設(shè)有供同軸信號(hào)線安裝孔，安裝底座的外周壁上設(shè)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(shí)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(shí)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(shù)方案，第一天線板、第二天線板和基板呈兩兩垂直設(shè)置，保證了第一天線板和第二天線板都能獨(dú)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(shè)置有效的屏蔽來自底板下表面一側(cè)的環(huán)境干擾，降低了后瓣，在吸頂安裝時(shí)對(duì)天線的性能影響小，且實(shí)現(xiàn)了雙頻MMO天線的定向輻射。所述金屬天線體包括兩個(gè)呈鏡像對(duì)稱設(shè)置且相互連接的雙線傳輸線，雙線傳輸線的上端設(shè)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(luò)，雙線傳輸線的中間設(shè)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(luò)，有效的提高帶寬。金屬天線體與對(duì)應(yīng)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(dǎo)線電連接的結(jié)構(gòu)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(dǎo)體和第二導(dǎo)體的設(shè)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(dǎo)體的電流，利于1/4波長(zhǎng)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(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明；
圖1為本發(fā)明的應(yīng)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(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的應(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)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(shè)于底板I的上表面，所述底板I的下表面設(shè)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(shè)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(shè)置，所述第一天線板21和第二天線板22上分別設(shè)有金屬天線體20，所述金屬天線體20包括兩個(gè)呈鏡像對(duì)稱設(shè)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(shè)有π形天線振子單元52，雙線傳輸線5的中間設(shè)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(duì)應(yīng)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(dǎo)線6饋電。所述金屬天線體20與同軸信號(hào)線的連接點(diǎn)為金屬天線體20的饋電點(diǎn)，饋電點(diǎn)位于三角形天線振子單元53下邊，同軸信號(hào)線的外導(dǎo)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(duì)應(yīng)第一天線板21和第二天線板22分別設(shè)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(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(hào)線3電連接，第一天線板21的金屬天線體20與一第一導(dǎo)線31的一端連接，同軸信號(hào)線3中心線與雙線傳輸線5的連接點(diǎn)為第一導(dǎo)線31的起點(diǎn)，第一導(dǎo)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(hào)線3的屏蔽層分別與第一導(dǎo)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(hào)線4電連接，第二天線板22的金屬天線體20與一第二導(dǎo)線41的一端連接，第二導(dǎo)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(hào)線4的屏蔽層分別與第二導(dǎo)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(shè)有H形的開槽。
[0024]所述基板23通過其邊角設(shè)有的四個(gè)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(shè)有安裝底座8，所述安裝底座8設(shè)有供同軸信號(hào)線安裝孔81，安裝底座的外周壁上設(shè)有螺紋。。
[0027]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，第一天線板21、第二天線板22和基板23呈兩兩垂直設(shè)置，保證了第一天線板21和第二天線板22都能獨(dú)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(shè)置有效的屏蔽來自底板I下表面一側(cè)的環(huán)境干擾，降低了后瓣，對(duì)天線的性能影響小，且實(shí)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(gè)呈鏡像對(duì)稱設(shè)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(shè)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(luò)，雙線傳輸線5的中間設(shè)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(luò)，有效的提高帶寬。金屬天線體20與對(duì)應(yīng)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(dǎo)線電連接的結(jié)構(gòu)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(dǎo)體和第二導(dǎo)體的設(shè)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(dǎo)體的電流，利于1/4波長(zhǎng)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(quán)項(xiàng)】
1.應(yīng)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(shè)于底板的上面，所述底板的下表面設(shè)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(shè)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(shè)置，所述第一天線板和第二天線板上分別設(shè)有金屬天線體，所述基板的上表面對(duì)應(yīng)第一天線板和第二天線板分別設(shè)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(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(hào)線電連接，第一天線板的金屬天線體與一第一導(dǎo)線的一端連接，第一導(dǎo)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(hào)線的屏蔽層分別與第一導(dǎo)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(hào)線電連接，第二天線板的金屬天線體與一第二導(dǎo)線的一端連接，第二導(dǎo)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(hào)線的屏蔽層分別與第二導(dǎo)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(quán)利要求1所述的應(yīng)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(quán)利要求1所述的應(yīng)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(gè)呈鏡像對(duì)稱設(shè)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(duì)應(yīng)π形天線振子單元的下方設(shè)有三角形天線振子單元。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)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(duì)應(yīng)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(dǎo)線饋電。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)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(shè)有開槽，所述開槽為金屬天線體提供回路。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)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(quán)利要求1所述的應(yīng)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(shè)有的四個(gè)固定柱固定于底板的上表面。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)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(quán)利要求1所述的應(yīng)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(shè)有安裝底座，所述安裝底座設(shè)有供同軸信號(hào)線安裝孔，安裝底座的外周壁上設(shè)有螺紋。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)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(hào)】H01Q1/50GK105977635SQ201610305775
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)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(qǐng)人】福建省匯創(chuàng)新高電子科技有限公司