一种紧凑型高隔离度天线制造技术

本发明专利技术提供了一种紧凑型高隔离度天线包括印刷线路板，所述印刷线路板上设置有环状地辐射天线，所述环状地辐射天线的上方设置有单极子天线，所述环状地辐射天线包括一设置于印刷线路板上的净空区及设于所述净空区内且与印刷线路板的非净空区相连的金属导带，所述单极子天线包括馈电臂及辐射臂，所述馈电臂一端与所述印刷线路板的第一馈源相连，另一端与所述辐射臂相连；其中，所述馈电臂位于所述净空区对应的印刷线路板上方的范围内。该天线将环状地辐射天线与对称臂单极子天线组合在一起，利用两者地辐射电流正交的特点，在两种天线位置重合的情形下也能实现较高的隔离度，结构简单、变化多样、实现最佳隔离度效果更好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动终端设备天线设计的
，特别涉及一种紧凑型高隔离度天线。
技术介绍
MIMO作为一种有效提高数据吞吐率的技术措施被广泛应用在LTE，802.11.ac等数字通信标准中。MIMO要求终端设备上集成多个天线以实现多路数据并发，为保证数据链路之间的相关系数小于0.5或者更低，各个天线之间的隔离度至少大于10dB。受限于终端设备尺寸的限制，天线之间的距离很难保证足够大，因此，如何在拥挤的终端设备内部实现天线之间的高隔离度对天线设计带来了很大的挑战。迄今为止，对于放置在印刷线路板边缘的天线而言，提高天线之间隔离度的传统技术措施主要包括：中和线与去耦匹配网络。其中，中和线对隔离度提高有限，而去耦匹配网络需要占用一定的印刷线路板面积，并且带宽有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种紧凑型高隔离度天线，以解决现有的终端设备提高天线间隔离度受尺寸限制较大，因此造成的天线设计受终端设备尺寸限制且隔离度相对较差的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种紧凑型高隔离度天线，包括印刷线路板，所述印刷线路板上设置有环状地辐射天线，所述环状地辐射天线的上方设置有单极子天线，所述环状地辐射天线包括一设置于印刷线路板上的净空区及设于所述净空区内且与印刷线路板的非净空区相连的金属导带，所述单极子天线包括馈电臂及辐射臂，所述馈电臂一端与所述印刷线路板的第一馈源相连，另一端与所述辐射臂相连；其中，所述馈电臂位于所述净空区对应的印刷线路板上方的范围内。较佳地，所述馈电臂位于所述净空区的中心线的正上方。较佳地，所述单极子天线为对称臂单极子天线，所述辐射臂为对称辐射臂，所述馈电臂的另一端与所述对称辐射臂的中间处相连。较佳地，所述环状地辐射天线及对称臂单极子天线设置于所述印刷线路板的一侧的边缘处，且所述环状地辐射天线印刷在所述印刷线路板的边缘上。较佳地，所述金属导带包括接地金属导带及馈电金属导带，所述接地金属导带及馈电金属导带分别与所述印刷线路板的地平面相连。较佳地，所述馈电金属导带的一端通过第一电容与所述印刷线路板的地平面相连，另一端直接地同位于净空区的与所述印刷线路板边缘相邻的一侧的第二馈源连接，所述接地金属导带的一端通过第二电容与所述印刷线路板的地平面相连，另一端直接与所述印刷线路板相连。较佳地，所述馈电金属导带的一端通过第一电容与所述印刷线路板的地平面相连，另一端垂直地与位于所述净空区的与所述印刷线路板边缘相对的一侧的第二馈源连接；所述接地金属导带两端与所述印刷线路板相连且所述接地金属导带的中间设置有第二电容。较佳地，所述馈电金属导带的一端与所述印刷线路板上的第二馈源连接，另一端垂直地与所述接地金属导带的一端相连，所述馈电金属导带的中间位置设有电感，所述接地金属导带的另一端通过电容与所述印刷线路板的地平面相连。本专利技术提供的紧凑型高隔离度天线具有以下有益效果：(1)本专利技术天线将环状地辐射天线与对称臂单极子天线组合在一起，利用两者地辐射电流正交的特点，在两种天线位置重合的的情形下也能实现较高的隔离度；(2)本专利技术天线结构简单、变化多样、实现最佳隔离度效果更好。附图说明图1为本专利技术提供的紧凑型高隔离度天线整体示意图；图2为图1提供的紧凑型高隔离度天线放大结构示意图；图3为本专利技术实施例一的紧凑型高隔离度天线回波损耗测试结果图；图4为本专利技术实施例一的紧凑型高隔离度天线总辐射效率测试结果图；图5为本专利技术实施例一的紧凑型高隔离度天线间隔离度的测试结果图；图6为本专利技术实施例一的紧凑型高隔离度天线之间包络相关系数测试结果图；图7为本专利技术实施例一的对称臂单极子天线的电流分布图；图8为本专利技术实施例一的环状地辐射天线的电流分布图；图9为本专利技术实施例一的天线之间隔离度随距离变化的测试结果图；图10为本专利技术实施例二的环状地辐射天线结构示意图；图11为本专利技术实施例三的环状地辐射天线结构示意图。具体实施方式为更好地说明本专利技术，兹以一优选实施例，并配合附图对本专利技术作详细说明，具体如下：如图1所示，本专利技术提供的紧凑型高隔离度天线，包括印刷线路板1，印刷线路板1上设置有环状地辐射天线3，印刷线路板1的环状地辐射天线3的上方设置有单极子天线2。如图2所示，环状地辐射天线3包括一设置于印刷线路板1上的净空区32及设于净空区32内且与印刷线路板1的非净空区相连的金属导带，单极子天线2包括馈电臂22及辐射臂23，馈电臂22的一端与印刷线路板1的第一馈源相连，另一端与辐射臂23相连。其中，馈电臂22位于净空区32对应的印刷线路板1上方的范围内，也即，从图1的Z轴所在方向向下看，馈电臂22的投影位于净空区32所在的范围之内。该天线具体结构参见下述优选实施例：实施例一：再次参考图1，本实施例以高隔离度的2.4GHz的WIFI天线为例，具体如下：本实施例中的环状地辐射天线3及单极子天线2设置于印刷线路板1的一侧的边缘处，且环状地辐射天线3印刷在印刷线路板1的边缘上。其中，环状地辐射天线3的金属导带包括接地金属导带34及馈电金属导带33，接地金属导带34及馈电金属导带33分别与印刷线路板11的地平面相连。馈电金属导带33的一端通过电容35与印刷线路板1的地平面相连，馈电金属导带33的另一端直接地同位于净空区32的与印刷线路板1边缘相邻的一侧的馈源31连接，接地金属导带34的一端通过电容36与印刷线路板1的地平面相连，另一端直接与印刷线路板1相连。环状地辐射天线的工作原理是：利用磁场耦合激励印刷线路板1的电流辐射，印刷线路板1的地平面电感与电容36构成辐射谐振回路，因此，电容36的容值影响谐振频率，馈电金属导带33与接地金属导带34之间存在磁场耦合，在电路上表现为互感，电容34会影响两者之间的互感大小，从而影响谐振深度。优选地，本实施例中的单极子天线2设置为对称臂单极子天线，其辐射臂23为对称辐射臂，馈电臂22的另一端与对称辐射臂的中间处相连。对称臂单极子天线的对称辐射臂与印刷线路板之间的开放式耦合电场可形成有效辐射，调整对称辐射臂的长度即可实现所需的谐振频率。而调整第一馈源的位置，也可实现达到最佳隔离度。调整辐射臂相对于净空区的相对位置可实现获得最佳的隔离度。本实施例中，馈电臂22位于净空区32的中心线的正上方。也即，从图1的Z轴所在方向向下看，馈电臂22的投影与净空区32的中心线(图1中的虚线)重合。在其他优选实施例中，馈电臂22只要位于净空区32上方区域范围内即可，而通过调整各器件(如馈源的位置、电容的值、金属导带的形式等)的位置、结构及参数等实现最佳隔离度。参考图3为对称臂单极子天线与环状地辐射天线的回波损耗仿真结果，通过调谐对称臂单极子天线的辐射臂23的长度以及电容35、36，可以使得两种天线覆盖2.4～2.48GHz，仿真中对称臂单极子天线的长度为20毫米，环状地辐射天线的净空区尺寸为5*3mm，电容35、36皆为0.5pF。参考图4为对称臂单极子天线与环状地辐射天线的总辐射效率，从仿真结果来看，两个天线的总辐射效率大于-1dB。参考图5为对称臂单极子天线与环状地辐射天线之间的隔离度，从仿真结果来看，两者之间的隔离度在带内小于15dB。参考图6为为对称臂单极子天线与环状地辐射天线之间的包络相关系数，在带内小于0.01。本专利技术的原理可以通过参考图7与参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧凑型高隔离度天线，其特征在于，包括印刷线路板，所述印刷线路板上设置有环状地辐射天线，所述环状地辐射天线的上方设置有单极子天线，所述环状地辐射天线包括一设置于印刷线路板上的净空区及设于所述净空区内且与印刷线路板的非净空区相连的金属导带，所述单极子天线包括馈电臂及辐射臂，所述馈电臂一端与所述印刷线路板的第一馈源相连，另一端与所述辐射臂相连；其中，所述馈电臂位于所述净空区对应的印刷线路板上方的范围内。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型高隔离度天线，其特征在于，包括印刷线路板，所述印刷线路板上设置有环状地辐射天线，所述环状地辐射天线的上方设置有单极子天线，所述环状地辐射天线包括一设置于印刷线路板上的净空区及设于所述净空区内且与印刷线路板的非净空区相连的金属导带，所述单极子天线包括馈电臂及辐射臂，所述馈电臂一端与所述印刷线路板的第一馈源相连，另一端与所述辐射臂相连；其中，所述馈电臂位于所述净空区对应的印刷线路板上方的范围内。2.根据权利要求1所述的紧凑型高隔离度天线，其特征在于，所述馈电臂位于所述净空区的中心线的正上方。3.根据权利要求1所述的紧凑型高隔离度天线，其特征在于，所述单极子天线为对称臂单极子天线，所述辐射臂为对称辐射臂，所述馈电臂的另一端与所述对称辐射臂的中间处相连。4.根据权利要求1所述的紧凑型高隔离度天线，其特征在于，所述环状地辐射天线及对称臂单极子天线设置于所述印刷线路板的一侧的边缘处，且所述环状地辐射天线印刷在所述印刷线路板的边缘上。5.根据权利要求1所述的紧凑型高隔离度天线，其特征在于，所述金属导...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡沥，盘龙，
申请(专利权)人：上海安费诺永亿通讯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31