一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线及移动终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线，金属带通过耦合的方式对金属贴片进行馈电，双波束单元天线在低频产生了一个谐振，使得天线的低频截止频率往低频偏移；两个对称的T型缝隙的引入使得天线在高频产生一个额外的谐振，天线的高频截止频率往高频偏移，从而拓宽了天线的工作带宽。此外，金属带、两个对称的T型缝隙和两个对称放置的金属探针的引入，使得天线在工作带宽外的频域，其回波损耗急剧变大，增益急剧下降，具有滤波性能，且不需要引入复杂的滤波电路。同时该天线有利于减小各双波束单元天线之间由于空间波引起的互耦，所以不需要解耦网络。本实用新型专利技术还公开一种包含上述新型MIMO贴片天线的移动终端，效果如上。

A new type of dual beam directional radiation MIMO patch antenna and mobile terminal

The utility model discloses a novel dual beam directional radiation MIMO patch antenna, the metal belt is used for feeding the metal patch through the way of coupling, dual beam antenna has a resonant antenna at low frequency, the low cut-off frequency to frequency offset; the introduction of T type slot two symmetry of the antenna produces a the additional resonant antenna in high frequency, high cutoff frequency to frequency offset, so as to broaden the bandwidth of antenna. In addition, the introduction of a metal probe metal band, T type slot two symmetric and two symmetrically arranged, the antenna's frequency bandwidth in abroad, the return loss sharply, the gain decreases sharply, with filtering performance, and does not need the introduction of complex filter circuit. At the same time the antenna help reduce the dual beam antenna due to mutual coupling caused by the wave, therefore does not need the decoupling network. The utility model also discloses a mobile terminal which includes the new MIMO patch antenna, which has the effect of the above.

【技术实现步骤摘要】
一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线及移动终端
本技术涉及射频天线
，特别是涉及一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线及移动终端。
技术介绍
未来MIMO(Mitiple-InputMitiple-Output)天线系统要实现安全性更好的超高速数据传输，需要具有以下优点：空间分辨率显著提高，深度挖掘空间维度资源；更窄的波束，更高的增益，更小发射功率损耗，更强的系统抗干扰能力。目前，MIMO天线的多波束均是指不同MIMO天线单元或者MIMO天线子模块具有不同方向的定向波束，通过射频后端的波束赋形网络或相移器或开关，进行波束扫描，以扩大MIMO天线的有效覆盖区域，但是这些方法对于移动终端而言是不可取的，因为采用具有多个高增益波束的天线作为5G移动终端MIMO天线的单元天线，需要克服波束赋形网络所带来的问题。但是，克服波束赋形网络，需要在单元天线同时覆盖多个不同方向的空间区域，在保持同等空、时、频复用率和系统的容量的前提下，合理地减小MIMO天线的单元数，降低系统波束校正的难度，降低5G移动终端MIMO天线的设计难度，此外，还要减小5G移动终端MIMO天线单元之间由于空间波/近场引发的互耦，降低解耦难度。另一方面在无线通信系统中，天线与带通滤波器是两个关键器件，它们性能的优劣直接决定了整个系统的可通讯能力的好坏。如今，移动终端多样性和个性特色的发展，尤其在便捷性能方面的发展，促进了天线和滤波器更加趋于小型和集成设计。将天线与滤波器集成设计成滤波天线，不仅省去传统设计中匹配电路部分，减小系统尺寸，而且同时具有天线辐射特性与通带滤波器的高带外抑制能力，从总体上提高了无线通信系统的性能。但是现有技术中，天线与滤波器的集成设计，需要引入额外的滤波电路，导致额外的插损，天线的增益与辐射效率会随之降低。由此可见，如何实现MIMO天线在多波束和滤波方面的综合改善是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线及移动终端，用于实现MIMO天线在多波束和滤波方面的综合改善。为解决上述技术问题，本技术提供一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线，包括第一基板、印制在所述第一基板背面的地板、放置于所述第一基板正面的多个双波束单元天线，所述双波束单元天线具体包括置于所述第一基板正面的第二基板、印制在所述第二基板正面的金属贴片，所述金属贴片上印制有第一T型缝隙和第二T型缝隙、印制在所述第二基板背面且位于所述金属贴片的轴线的正下方的金属带、所述金属贴片和所述金属带之间贯穿有同轴内导体、同轴外导体、连接于所述第二基板背面和所述地板之间的第一金属探针和第二金属探针；其中，所述第一T型缝隙和所述第二T型缝隙关于所述轴线对称，所述第一金属探针和所述第二金属探针关于所述轴线对称，且对称分布于所述第一T型缝隙和所述第二T型缝隙的两侧，所述双波束单元天线工作模式为TM02。优选地，所述第一金属探针的延长线与所述金属贴片的交点、所述第二金属探针的延长线与所述金属贴片的交点以及所述金属贴片的中心在同一线上。优选地，所述双波束单元天线的数量为4个，相邻的所述双波束单元天线相互垂直且对称放置于所述第一基板正面。优选地，所述金属贴片为矩形。优选地，所述金属带为矩形。为解决上述技术问题，本技术提供一种移动终端，包括所述的新型双波束定向辐射MIMO贴片天线。优选地，所述移动终端为平板电脑或笔记本电脑。本技术所提供的新型双波束定向辐射MIMO贴片天线，金属带通过耦合的方式对金属贴片进行馈电，双波束单元天线在低频产生了一个额外的谐振，使得天线的低频截止频率往低频偏移；两个对称的T型缝隙的引入使得双波束单元天线在高频产生了一个额外的谐振，天线的高频截止频率往高频偏移。金属带和两个对称的T型缝隙的应用拓宽了天线的工作带宽。此外，金属带的引入使得天线的阻抗匹配频率低于工作带宽低频截止频率的低频频域内急剧变差，两个对称的T型缝隙和两个对称放置的金属探针的引入，使得天线的阻抗匹配在频率高于工作带宽高频截止频率的高频频域内急剧变差。因此，在天线的工作带宽外的频域，其回波损耗急剧变大，增益急剧下降，具有滤波性能，且不需要引入复杂的滤波电路可以克服由于引入额外的滤波电路所带来的额外插损，天线增益和辐射效率降低的问题，且占用空间较小；另外，通过单元天线的定向双波束辐射特性，有利于减小空间波引起的互耦，可以不需要任何解耦网络，隔离度较高；最后，该天线结构简单，可以降低生产成本。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线的侧视图；图2为本技术实施例提供的一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线的俯视图；图3为本技术实施例提供的一种双波束单元天线的侧视图；图4为本技术实施例提供的一种双波束单元天线的俯视图；图5为本技术实施例提供的新型双波束定向辐射MIMO贴片天线对应的S参数图；图6为本技术实施例提供的新型双波束定向辐射MIMO贴片天线的增益的频率响应曲线示意图；图7为本技术实施例提供的新型双波束定向辐射MIMO贴片天线在三个频率点的辐射方向图；图8为本技术实施例提供的双波束单元天线对应的回波损耗图；图9为本技术实施例提供的双波束单元天线的增益的频率响应曲线示意图；图10为本技术实施例提供的双波束单元天线在三个频率点的辐射方向图；附图标记如下：1为第一基板、2为第一基板正面、3为第一基板背面、4为地板、5A为双波束单元天线1中的第二基板，6A为双波束单元天线1中的第二基板正面、7A为双波束单元天线1中的第二基板背面、8A为双波束单元天线1中的金属贴片、9A为双波束单元天线1中的金属带、10A为双波束单元天线1中的同轴内导体、11A为双波束单元天线1中的同轴外导体、12A为双波束单元天线1中的第一金属探针、13A为双波束单元天线1中的第二金属探针、14A为双波束单元天线1中的第一T型缝隙、15A为双波束单元天线1中的第二T型缝隙、5B为双波束单元天线2中的第二基板，6B为双波束单元天线2中的第二基板正面、7B为双波束单元天线2中的第二基板背面、8B为双波束单元天线2中的金属贴片、9B为双波束单元天线2中的金属带、10B为双波束单元天线2中的同轴内导体、11B为双波束单元天线2中的同轴外导体、12B为双波束单元天线2中的第一金属探针、13B为双波束单元天线2中的第二金属探针、14B为双波束单元天线2中的第一T型缝隙、15B为双波束单元天线2中的第二T型缝隙、5C为双波束单元天线3中的第二基板，6C为双波束单元天线3中的第二基板正面、7C为双波束单元天线3中的第二基板背面、8C为双波束单元天线3中的金属贴片、9C为双波束单元天线3中的金属带、10C为双波束单元天线3中的同轴内导体、11C为双波束单元天线3中的同轴外导体、12C为双波束单元天线3中的第一金属探针、13C为双波束单元天线3中的第二金属探针、14C为双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线，其特征在于，包括第一基板、印制在所述第一基板背面的地板、放置于所述第一基板正面的多个双波束单元天线，所述双波束单元天线具体包括置于所述第一基板正面的第二基板、印制在所述第二基板正面的金属贴片，所述金属贴片上印制有第一T型缝隙和第二T型缝隙、印制在所述第二基板背面且位于所述金属贴片的轴线的正下方的金属带、所述金属贴片和所述金属带之间贯穿有同轴内导体、同轴外导体、连接于所述第二基板背面和所述地板之间的第一金属探针和第二金属探针；其中，所述第一T型缝隙和所述第二T型缝隙关于所述轴线对称，所述第一金属探针和所述第二金属探针关于所述轴线对称，且对称分布于所述第一T型缝隙和所述第二T型缝隙的两侧，所述双波束单元天线工作模式为TM02。

【技术特征摘要】
1.一种新型双波束定向辐射MIMO贴片天线，其特征在于，包括第一基板、印制在所述第一基板背面的地板、放置于所述第一基板正面的多个双波束单元天线，所述双波束单元天线具体包括置于所述第一基板正面的第二基板、印制在所述第二基板正面的金属贴片，所述金属贴片上印制有第一T型缝隙和第二T型缝隙、印制在所述第二基板背面且位于所述金属贴片的轴线的正下方的金属带、所述金属贴片和所述金属带之间贯穿有同轴内导体、同轴外导体、连接于所述第二基板背面和所述地板之间的第一金属探针和第二金属探针；其中，所述第一T型缝隙和所述第二T型缝隙关于所述轴线对称，所述第一金属探针和所述第二金属探针关于所述轴线对称，且对称分布于所述第一T型缝隙和所述第二T型缝隙的两侧，所述双波束单元天线工作模式为TM02。2.根据权利要求1所述的新...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健凤，吴多龙，吴艳杰，田欣欣，温坤华，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44