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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及UWB_MMO天線的技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著個(gè)人局域網(wǎng)(WirelessPersonal Area Network, WPAN)和無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless Loeal Area Network, WLAN)的升溫，短距離(10 ?100m)無(wú)線設(shè)備和服務(wù)內(nèi)容的研宄、設(shè)計(jì)和應(yīng)用呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿?。這種發(fā)展的趨勢(shì)和4G(第四代移動(dòng)通信技術(shù))發(fā)展趨勢(shì)是一致的。4G及其持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)各種不同環(huán)境之間的無(wú)縫通信，WPAN和WLAN是實(shí)現(xiàn)這種跨越的一個(gè)關(guān)鍵動(dòng)力。UffB (Ultra-wideband, 3.1-10.6GHz)技術(shù)耗電量低、安全性高、高速傳輸和低成本的芯片結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)WPAN和WLAN的主要技術(shù)之一。但是，UWB技術(shù)受多徑衰落的影響比較明顯，導(dǎo)致其系統(tǒng)的最大速率受到嚴(yán)格的控制。此外，為了避免對(duì)其它同頻無(wú)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(shè)計(jì)具有一定的難度。此外，UWB通信系統(tǒng)的工作功率被規(guī)定必須小于-41.3dBm/MHz，故UWB系統(tǒng)的信噪比低，通信質(zhì)量差，信號(hào)不穩(wěn)定，這就是近年來(lái)UWB技術(shù)受到質(zhì)疑的原因。
[0003]多天線技術(shù)能夠有效提高頻譜利用率，充分開(kāi)發(fā)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(tǒng)容量，所以多輸入多輸出(MM0，Multiple-1nput-Multiple-0utput)天線成為L(zhǎng)TE(Long Term Evolut1n, 3G的長(zhǎng)期演進(jìn))和4G發(fā)展中炙手可熱的課題，MIMO技術(shù)成為是LTE和4G的核心技術(shù)。將雙陷波UWB技術(shù)與MMO技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以改善UWB通信系統(tǒng)的信噪比和穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高UWB系統(tǒng)的通信速率，真正實(shí)現(xiàn)近距離無(wú)線高速通信，同時(shí)可以改善MMO系統(tǒng)的頻率選擇性衰落。此外，UWB_MM0系統(tǒng)具有低輻射功率，可以延長(zhǎng)系統(tǒng)電源的使用時(shí)間，避免過(guò)量的電磁波輻射對(duì)人體的傷害。UWB_MIM0技術(shù)正引發(fā)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注，這些研宄均處于起步階段，面臨著各種問(wèn)題。UWB_MM0天線設(shè)計(jì)是UWB_MM0技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，UWB_MM0系統(tǒng)的發(fā)展受到自于物理層UWB設(shè)備的MMO天線設(shè)計(jì)和實(shí)施的挑戰(zhàn)。
[0004]在UWB_MM0天線設(shè)計(jì)中遇到的主要問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)和去耦結(jié)構(gòu)之間的相互負(fù)面影響。數(shù)量不多的已經(jīng)報(bào)道的UWB_MM0天線設(shè)計(jì)，尺寸都比較大，而且不能實(shí)現(xiàn)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(wěn)定，這是UWB_MIM0天線設(shè)計(jì)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。本實(shí)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(nèi)的特性曲線具有很好的平坦度，性能穩(wěn)定。
[0005]MIMO技術(shù)最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天線來(lái)抑制信道衰落。MIMO技術(shù)，一方面利用復(fù)用技術(shù)提高信道的傳輸容量，另一方面可以利用分集技術(shù)提高信道的可靠性。MMO天線的設(shè)計(jì)對(duì)MMO技術(shù)的發(fā)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(jīng)發(fā)展形成了多種的方法。研宄表明，UWB通信系統(tǒng)具有低輻射功率，極高的數(shù)據(jù)傳輸率，它非常適合雷達(dá)系統(tǒng)和短距離通信。將MMO技術(shù)和UWB技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以有效地利用兩者的優(yōu)點(diǎn)提高系統(tǒng)的性能?，F(xiàn)有的UWB_MIM0天線，不能在高隔離度的條件下，實(shí)現(xiàn)二階以上的陷波特性，它們主要采用傳統(tǒng)的方法去實(shí)現(xiàn)一階陷波特性。
[0006]2009 年 Hui Li 等人在 IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGAT1N LETTERS 上發(fā)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(bào)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(fā)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(gè)帶阻濾波器可以在WLAN5.5GHz頻域內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的陷波特性，但是帶阻濾波器的引入增加了天線設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
[0008]2013 年 Qing-Xin Chu, Chun-Xu Mao 等人在 IIEEE TRANSACT1NS ON ANTENNASAND PROPAGAT1N上發(fā)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(gè)縫隙可以在WLAN 5.5GHz頻域內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的二階陷波特性，但是WiMax 3.5頻段的陷波未能實(shí)現(xiàn)。
[0009]2009 年 Shuai Zhang 等人在 IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGAT1N LETTERS上發(fā)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(shù)形的地板枝節(jié)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(méi)有實(shí)現(xiàn)陷波功能。
[0010]2014 年 Qing-Xin Chu, Chun-Xu Mao 等人在 IEEE TRANSACT1NS ON ANTENNASAND PROPAGAT1N 上發(fā)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(shí)現(xiàn)陷波功能。
[0011]2013 年 Jian-Feng Li, Qing-Xin Chu 等人在在 EEE TRANSACT1NS ON ANTENNASAND PROPAGAT1N 上發(fā)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(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)雙陷波的功能，引入地板枝節(jié)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(fā)表題目為 “An ultrawideband MIMO antenna with dual band-notchedfunct1n.”的文章，該文章中的設(shè)計(jì)在福射體的附近加入三個(gè)親合單元以實(shí)現(xiàn)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(méi)有得到實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)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(dòng)終端MMO天線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)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(jié)、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(lì)端口、第二激勵(lì)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(jié)、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(guò)第一微帶線由第一激勵(lì)端口進(jìn)行饋電，所述第二矩形天線單元通過(guò)第二微帶線由第二激勵(lì)端口進(jìn)行饋電，所述第一矩形天