频率可重构的双频缝隙MIMO天线制造技术

本发明专利技术公开一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线，包括两个天线辐射体，两个天线辐射体的底部相互连接且内侧边缘之间形成一个夹角，两个天线辐射体的内侧边缘通过中和线连接，两个天线辐射体覆盖的介质基板的上表面敷设有金属层作为金属射频地，中和线连接有一个集总电容C，该集总电容C连接至一个金属块上，每一个天线辐射体由一个多模缝隙谐振器和一个T形结构的共面波导馈线组成，多模缝隙谐振器由折叠缝隙谐振器和共面波导阶梯阻抗谐振器组成，共面波导阶梯阻抗谐振器与金属射频地连接，并通过共面波导馈线给多模缝隙谐振器馈电。本发明专利技术所述频率可重构的双频缝隙MIMO天线的结构简单，隔离度高，实现了天线频率的可调节性。

Dual frequency slot MIMO antenna with reconfigurable frequency

MIMO dual band slot antenna of the invention discloses a frequency reconfigurable antenna radiator, including two, two at the bottom of the antenna radiator are connected with each other and form an angle between the inner edge, the inner edge of the two antenna radiator connected by neutralization line, two substrate antenna radiation body covering the upper surface of the installation the metal layer as a metal RF, and the line is connected with a lumped capacitance C, the lumped capacitance C is connected to a metal block, each antenna radiator by CPW feeder a multimode gap resonator and a T structure composed of multimode gap resonator by folding gap resonator and coplanar waveguide stepped impedance resonator consists of coplanar waveguide stepped impedance resonator and metal RF connection, and multimode gap resonator fed by coplanar waveguide feeder. The dual frequency slit MIMO antenna with the frequency reconfigurable structure has the advantages of simple structure and high isolation, and realizes the adjustable frequency of the antenna.

【技术实现步骤摘要】
频率可重构的双频缝隙MIMO天线
本专利技术涉及射频微波通信
，尤其涉及一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线。
技术介绍
中和线虽然已经广泛应用于MIMO(MultipleInputMultipleOutput，多输入多输出)天线设计，以提高天线端口间的隔离度，但是绝大多数中和线都是应用于单极子结构，即通过中和线连接单极子结构的辐射体或者馈电线来提高天线端口间的隔离度。然而，当天线馈电结构为共面波导(CPW)馈电线时，这种连接两个馈电线的中和线设计方法会大大增加天线匹配难度，因此实用性很低。天线结构加工过程中存在一定的公差，为了提高该结构对天线加工误差的适应性，确保天线在工作频段内均能保持一个较高的隔离度及频率的可调节性，有必要提出一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线。
技术实现思路
本专利技术的主要目的提供一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线，旨在提高双频缝隙MIMO天线的隔离度以及实现天线频率的可调节性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线，刻蚀在介质基板的上表面，其特征在于，所述频率可重构的双频缝隙MIMO天线包括两个天线辐射体，两个天线辐射体的底部相互连接且内侧边缘之间形成一个夹角，两个天线辐射体关于该天线的中心轴线左右对称，两个天线辐射体的内侧边缘通过一根中和线连接，两个天线辐射体覆盖的介质基板的上表面敷设有金属层作为金属射频地，其中：所述中和线连接有一个集总电容C，该集总电容C连接至一个金属块上；每一个天线辐射体由一个多模缝隙谐振器和一个T形结构的共面波导馈线组成，该多模缝隙谐振器由一个折叠缝隙谐振器和一个共面波导阶梯阻抗谐振器组成，该共面波导阶梯阻抗谐振器与金属射频地连接，并通过共面波导馈线给多模缝隙谐振器馈电。优选的，所述集总电容C的一端连接至所述中和线的中心位置处，所述集总电容C的另一端连接至所述金属块上。优选的，所述中和线为金属铜线，所述金属块为金属铜片。优选的，所述两个天线辐射体中的多模缝隙谐振器之间的最小距离为D3＝3.0mm。优选的，所述共面波导阶梯阻抗谐振器为由所述折叠缝隙谐振器包围住的介质基板上的金属层，且通过一个宽度为S1的金属线与金属射频地连接。优选的，其特征在于，所述折叠缝隙谐振器由一根第一槽线、两根第二槽线、两根第三槽线、两根第四槽线以及两根第五槽线组成，所述两根第二槽线的一端各自垂直连接在第一槽线的两端形成直角U型结构，其中一根第三槽线的一端和其中一根第五槽线的一端各自垂直连接在其中一根第四槽线的两端形成一个准直角U型结构，其中另一根第三槽线的一端和其中另一根第五槽线的一端各自垂直连接在其中另一根第四槽线的两端形成一个准直角U型结构，两根第三槽线的另一端垂直连接在两根第二槽线的另一端。优选的，所述折叠缝隙谐振器的两根第四槽线位于两根第二槽线之间且相互平行，两根第四槽线相互靠近且通过金属线隔开，第一槽线、第三槽线和第五槽线相互平行且通过部分介质基板隔开形成共面波导阶梯阻抗谐振器。优选的，所述折叠缝隙谐振器的第一槽线的中部位置向下垂直方向开设有第六槽线，该第六槽线的一端连通至第一槽线的中部位置，第六槽线的另一端向下延伸并连接至介质基板的一条长边缘。优选的，所述共面波导馈线包括第一馈线和第二馈线，所述第二馈线的一端垂直连接至第一馈线的中部位置形成T形结构，所述第一馈线内置于所述缝隙谐振器的第一槽线中且使第一馈线与第一槽线下边框之间的间隔为d1的位置处，所述第二馈线内置于第六槽线且使第二馈线两侧的镂空缝隙均为d0的中央位置处，使T形结构的共面波导馈线给多模缝隙谐振器馈电。优选的，所述两根第四槽线之间的内侧间距为S0，两根第四槽线之间的外侧间距等于金属线的宽度。相较于现有技术，本专利技术所述频率可重构的双频缝隙MIMO天线采用中和线连接双频缝隙天线中两个天线辐射体，从而在第一工作频率形成了一个传输零点，提高了双频缝隙MIMO天线两个端口(端口P1和端口P2)之间的隔离度。中和线的中心位置处连接一个集总电容C，该传输零点的频率可以通过调节集总电容C的电容值来调谐，从而实现天线频率的可重构性。本专利技术所述频率可重构的双频缝隙MIMO天线的结构简单，实用性高，隔离度高，并且可实现天线频率的可重构性。附图说明图1是本专利技术频率可重构的双频缝隙MIMO天线的结构示意图；图2是连接两个天线辐射体之间的中和线的结构示意图；图3是天线辐射体的结构尺寸示意图；图4是天线辐射体中的多模缝隙谐振器的结构示意图；图5是天线辐射体中的多模缝隙谐振器开设有槽线的结构示意图；图6是天线辐射体中的共面波导馈线的结构示意图；图7是中和线对天线S参数影响的仿真示意图；图8是集总电容C对天线S参数影响的仿真示意图。本专利技术目的实现、功能特点及优点将结合实施例，将在具体实施方式部分一并参照附图做进一步说明。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1所示，图1是本专利技术频率可重构的双频缝隙MIMO天线的结构示意图。在本实施例中，所述频率可重构的双频缝隙MIMO(MultipleInputMultipleOutput，多输入多输出)天线包括两个天线辐射体11，两个天线辐射体11的内侧边缘通过一根中和线12连接，每一个天线辐射体11由多模缝隙谐振器13和共面波导馈线3组成，该多模缝隙谐振器13由一个折叠缝隙谐振器(FSLR)1和一个共面波导阶梯阻抗谐振器(CSIR)2组成，该共面波导阶梯阻抗谐振器2通过一个宽度为S1的金属线5(参照图3所示)与金属射频地(Ground)4连接，并通过一个T形结构的共面波导馈线3(简称CPW馈线3)给多模缝隙谐振器13馈电，实现了天线的双频特性。在本实施例中，两个天线辐射体11刻蚀在介质基板10上，两个天线辐射体11覆盖的部分介质基板10的上表面敷设有金属层(例如敷铜金属层，图1中采用灰色部分表示)，例如敷铜金属层，作为金属射频地4，图1中的金属射频地4是指没有被多模缝隙谐振器13包围的那部分金属层。所述介质基板10具体的板材类型可以为FR4板材、厚度为1.6mm、介电常数为4.4。两个天线辐射体11的底部相互连接且内侧边缘之间形成一个夹角θ，该夹角θ可以为0°至180°之间任意角度，本实施例以夹角60°作为天线结构尺寸的优选设计。两个天线辐射体11关于天线的中心轴线ab左右对称。中和线12连接两个天线辐射体11，从而使双频缝隙MIMO天线在相应工作频率形成一个传输零点。在本实施例中，所述中和线12上连接有一个集总电容C，该集总电容C连接至一个金属块14。优选的，所述集总电容C的一端连接至中和线12的中心位置处，另一端连接至金属块14上。所述金属块14为长方形的金属铜片并镶嵌在两个天线辐射体11之间的介质基板10的上表面，该金属块14的长度优选为L11＝11mm，宽度优选为W11＝1.0mm。设计者通过调节集总电容C并选取适当的电容值来调节传输零点的频率，传输零点可以很好地覆盖天线的第一工作频段，因此在加工双频缝隙MIMO天线过程具有一定精度偏差的情况下，可以有效保证双频缝隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线，刻蚀在介质基板的上表面，其特征在于，所述频率可重构的双频缝隙MIMO天线包括两个天线辐射体，两个天线辐射体的底部相互连接且内侧边缘之间形成一个夹角，两个天线辐射体关于该天线的中心轴线左右对称，两个天线辐射体的内侧边缘通过一根中和线连接，两个天线辐射体覆盖的介质基板的上表面敷设有金属层作为金属射频地，其中：所述中和线连接有一个集总电容C，该集总电容C连接至一个金属块上；每一个天线辐射体由一个多模缝隙谐振器和一个T形结构的共面波导馈线组成，该多模缝隙谐振器由一个折叠缝隙谐振器和一个共面波导阶梯阻抗谐振器组成，该共面波导阶梯阻抗谐振器与金属射频地连接，并通过共面波导馈线给多模缝隙谐振器馈电。

【技术特征摘要】
1.一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线，刻蚀在介质基板的上表面，其特征在于，所述频率可重构的双频缝隙MIMO天线包括两个天线辐射体，两个天线辐射体的底部相互连接且内侧边缘之间形成一个夹角，两个天线辐射体关于该天线的中心轴线左右对称，两个天线辐射体的内侧边缘通过一根中和线连接，两个天线辐射体覆盖的介质基板的上表面敷设有金属层作为金属射频地，其中：所述中和线连接有一个集总电容C，该集总电容C连接至一个金属块上；每一个天线辐射体由一个多模缝隙谐振器和一个T形结构的共面波导馈线组成，该多模缝隙谐振器由一个折叠缝隙谐振器和一个共面波导阶梯阻抗谐振器组成，该共面波导阶梯阻抗谐振器与金属射频地连接，并通过共面波导馈线给多模缝隙谐振器馈电。2.如权利要求1所述的频率可重构的双频缝隙MIMO天线，其特征在于，所述集总电容C的一端连接至所述中和线的中心位置处，所述集总电容C的另一端连接至所述金属块上。3.如权利要求2所述的频率可重构的双频缝隙MIMO天线，其特征在于，所述中和线为金属铜线，所述金属块为金属铜片。4.如权利要求1所述的频率可重构的双频缝隙MIMO天线，其特征在于，所述两个天线辐射体中的多模缝隙谐振器之间的最小距离为D3＝3.0mm。5.如权利要求1所述的频率可重构的双频缝隙MIMO天线，其特征在于，所述共面波导阶梯阻抗谐振器为由所述折叠缝隙谐振器包围住的介质基板上的金属层，且通过一个宽度为S1的金属线与金属射频地连接。6.如权利要求1至5任一项所述的频率可重构的双频缝隙MIMO天线，其特征在于，所述折叠缝隙谐振器由一根第一槽线、两根第二槽线、两根第三槽线、两根第四槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭彪，邓力，李书芳，张贯京，葛新科，张红治，
申请(专利权)人：深圳市景程信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44