一種八單元超寬帶mimo天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超寬帶MMO天線。
【背景技術(shù)】
[0002]寬帶化是未來(lái)通信系統(tǒng)發(fā)展必然的趨勢(shì)。超寬帶(UWB)技術(shù)是一種新型的無(wú)線通信技術(shù)。它具有抗衰落、抗干擾、容量大、速率高、功率低等突出優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是無(wú)線通信領(lǐng)域具有革命性的技術(shù)。早期，超寬帶天線主要用于軍事上面的雷達(dá)領(lǐng)域。自2002年2月14日起，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)批準(zhǔn)將3.lGHz-10.6GHz的波段用于民用，應(yīng)用領(lǐng)域主要是室內(nèi)無(wú)線通信、雷達(dá)定位系統(tǒng)。超寬帶天線從此稱為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點(diǎn)。
[0003]多輸入多輸出(MHTO)技術(shù)同樣也是近年以來(lái)寬帶無(wú)線通信的重要技術(shù)之一，該技術(shù)在不額外增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，能夠成倍的提高系統(tǒng)的信道容量，大大地提高了頻譜效率，被視為下一代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。Mnro天線設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)在有限的空間里集成多個(gè)天線單元，并且獲得較低的互耦系數(shù)。
[0004]將超寬帶技術(shù)和M頂O天線相結(jié)合能夠很好的提高系統(tǒng)的鏈路可靠性以及適配能力。與窄帶無(wú)線通信相比，它能夠?qū)⒍鄰剿ヂ浣档阶畹?，進(jìn)一步的提高傳輸速度和質(zhì)量。而且對(duì)于目前已有的超寬帶MMO天線設(shè)計(jì)報(bào)道來(lái)看，絕大部分還停留在二單元和四單元，其中大部分設(shè)計(jì)的帶寬都很窄，隔離度也不高，尺寸還比較大，根本無(wú)法滿足移動(dòng)設(shè)備小型化發(fā)展的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種八單元超寬帶MMO天線，其具有隔離度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小的優(yōu)點(diǎn)，符合當(dāng)下無(wú)線通信設(shè)備小型化的趨勢(shì)。此夕卜，由于采用八個(gè)天線單元，大大提高了無(wú)線傳輸效率，增加了信道容量，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)高的無(wú)線傳輸速率的需求。
[0006]本發(fā)明提出的一種八單元超寬帶MIMO天線，采用了如下的技術(shù)方案:
[0007]—種八單元超寬帶MMO天線，包括介質(zhì)基板、設(shè)于介質(zhì)基板下層的接地板、分別對(duì)稱設(shè)置于所述介質(zhì)基板上層四個(gè)周角位置的四個(gè)相同的輻射區(qū)域，其中，所述輻射區(qū)域包括，
[0008]位于介質(zhì)基板周角位置的第一地支結(jié)構(gòu)，其形狀為一擺錘型，擺錘端與介質(zhì)基板周線重合；
[0009]沿所述第一地支結(jié)構(gòu)中心軸對(duì)稱分布的第一天線單元和第二天線單元，第一天線單元和第二天線單元正交饋電連接，兩個(gè)天線單元垂直間距為2.5mm-3.0mm，并且第一天線單元與所述第一地支結(jié)構(gòu)沿介質(zhì)基板邊線垂直間隔距離為0.4mm-0.6mm ；
[0010]在第一天線單元靠第一地支結(jié)構(gòu)沿線側(cè)有一第一 L型凹槽，第一饋線一端與第一天線單元相連，另一端設(shè)有第一饋電端口 ；
[0011]在第二天線單元靠第一地支結(jié)構(gòu)沿線側(cè)有一第二 L型凹槽，第二饋線一端與第一天線單元相連，另一端設(shè)有第二饋電端口。
[0012]優(yōu)選地，在所述各個(gè)地支結(jié)構(gòu)底部?jī)蓚?cè)均設(shè)置一矩形凹槽。
[0013]優(yōu)選地，在所述接地板四條周線中間位置均設(shè)置一諧振槽，四個(gè)諧振槽相對(duì)于所述接地板中心對(duì)稱。
[0014]優(yōu)選地，所述八單元超寬帶Mnro天線采用印刷單極子。
[0015]優(yōu)選的，所述八單元超寬帶MHTO天線適用于3.lGHz-10.6GHz頻段。
[0016]本發(fā)明可以獲得以下的有益效果:
[0017](I)、本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有八個(gè)天線單元的超寬帶MMO天線，具有高隔離度、低互耦、結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小，低成本，適用于絕大部分無(wú)線傳輸設(shè)備。
[0018](2)、本發(fā)明采用正交饋電方式，各個(gè)天線單元間隔離度都很高。每個(gè)天線單元都能獨(dú)立工作，且具有良好的輻射特性。
[0019](3)、本發(fā)明所設(shè)計(jì)的擺錘形地支隔離結(jié)構(gòu)，有效的在整個(gè)頻段上減小了各輻射區(qū)域中兩個(gè)天線單元之間的耦合系數(shù)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0020](4)、本發(fā)明所設(shè)計(jì)的置于地支結(jié)構(gòu)底部?jī)蓚?cè)的矩形凹槽隔離結(jié)構(gòu)，有效的擴(kuò)展了帶寬，并進(jìn)一步減小了各輻射區(qū)域中兩個(gè)天線單元之間的耦合系數(shù)。
[0021](5)、本發(fā)明所設(shè)計(jì)的諧振槽隔離結(jié)構(gòu)有效的減小了各輻射區(qū)域間相鄰天線單元之間的耦合系數(shù)。
[0022](6)、本發(fā)明所設(shè)計(jì)的天線各個(gè)天線單元之間的隔離度均大于15dB。
[0023](7)、本發(fā)明采用印刷單極子，平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便集成到電路板中，適用于小型移動(dòng)通信設(shè)備。
[0024](8)、本發(fā)明所設(shè)計(jì)的八單元超寬帶MMO天線，以很小的尺寸面積，頻率覆蓋了超寬帶通信所需的3.lGHz-10.6GHz頻段。
【附圖說(shuō)明】
[0025]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0026]圖1是本發(fā)明的八單元超寬帶MIMO天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的八單元超寬帶MHTO天線的輻射區(qū)域示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的八單元超寬帶MHTO天線回波損耗以及其它隔離度S參數(shù)示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的八單元超寬帶MIMO天線四個(gè)福射區(qū)域中第一天線單元Ia和第二天線單元Ib之間隔離度S12參數(shù)示意圖；
[0030]圖5是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的八單元超寬帶MHTO天線四個(gè)輻射區(qū)域之間第一天線單元Ia和第八天線單元8a之間隔離度S18參數(shù)示意圖；
[0031]圖6是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的八單元超寬帶MHTO天線尺寸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0033]如圖一所示，本發(fā)明的八單元超寬帶MMO天線，它包括了相對(duì)介電常數(shù)為4.4、損耗正切值為0.02，厚度為0.8mm的FR4介質(zhì)基板13、設(shè)于介質(zhì)基板下層的接地板10，分別設(shè)置于所述介質(zhì)基板上層四個(gè)周角位置的第一輻射區(qū)域1、第二輻射區(qū)域2、第三輻射區(qū)域3、第四輻射區(qū)域4，這四個(gè)輻射區(qū)域結(jié)構(gòu)大小完全一致且彼此之間兩兩對(duì)稱。
[0034]如圖二所示，以第一輻射區(qū)域I為例介紹其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，第一輻射區(qū)域I包括位于介質(zhì)基板周角的第一地支結(jié)構(gòu)11a，其形狀為一擺錘形，擺錘端與介質(zhì)基板周線重合；沿第一地支結(jié)構(gòu)Ila中心軸對(duì)稱分布的第一天線單元Ia和第二天線單元lb，且第一天線單元與第二天線單元采用正交饋電方式連接，第一饋線Id —端與第一天線單元相連，另一端設(shè)有第一饋電端口 Ip ;第二饋線2d—端與第二天線單元相連，另一端設(shè)有第二饋電端口 2p。
[0035]第一地支結(jié)構(gòu)Ila用于改善第一天線單元與第二天線單元之間的接地電流和空間電流，使得關(guān)于其中心軸對(duì)稱分布的第一天線單元和第二天線單元之間保持良好的隔離度。
[0036]在第一天線單元上層靠第一地支結(jié)構(gòu)沿線側(cè)設(shè)有第一 L型凹槽，在第二天線單元上層靠第一地支結(jié)構(gòu)沿線側(cè)設(shè)有第二 L型凹槽，這些L型凹槽相當(dāng)于一個(gè)低頻諧振器，將輻射區(qū)域的電流很好的引入L型凹槽短邊端以減小第一天線單元和第二天線單元間的空間電流影響，大大改善了低頻段的隔離度。
[0037]分別在各個(gè)擺錘形地支結(jié)構(gòu)底部?jī)蓚?cè)開(kāi)槽來(lái)改善高頻段的隔離度。
[0038]八單元超寬帶MMO天線劃分為四個(gè)輻射區(qū)域，在這四個(gè)輻射區(qū)域下方的接地板上設(shè)置四個(gè)諧振槽，以改善這四個(gè)輻射區(qū)域之間相鄰的天線單元(如第一天線單元Ia和第八天線單元8a、第二天線單元2a和第三天線單元3a、第四天線單元4a和第五天線單元5a、第六天線單元6a和第七天線單元7a)之間的隔離度。
[0039]八單元超寬帶MHTO天線具有八個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的輻射單元，并采用印刷單極子天線，平面結(jié)構(gòu)對(duì)稱布局，充分減小了所述天線的尺寸。
[0040]本實(shí)施例中的八單元超寬帶MIMO天線可以人為的劃分為四個(gè)輻射區(qū)域，每個(gè)區(qū)域中關(guān)于地支結(jié)構(gòu)相互對(duì)稱的天線單元均采用正交饋電的方式。其中每個(gè)輻射區(qū)域中互為對(duì)稱的天線單元之間的形如擺錘的地支