一种宽阻带滤波MIMO天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽阻带滤波MIMO天线，为多层板结构，底层为微带耦合线结构，中间层为开槽地板，顶层为辐射贴片结构，底层上的开路谐振器通过开槽地板的缝隙与顶层的辐射贴片耦合；其中，在底层上设置有第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口，及具有二分之一波长的第一开路谐振器、第二开路谐振器、第三开路谐振器、第四开路谐振器、第五开路谐振器、第六开路谐振器、第七开路谐振器、第八开路谐振器；在中间层上开设有第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙、第四缝隙；在顶层上设置有第一辐射贴片、第二辐射贴片、第三辐射贴片、第四辐射贴片。本实用新型专利技术能够实现很好的滤波特性和宽阻带特性，具有设计灵活、低剖面、成本低、宽阻带等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种宽阻带滤波MIMO天线
本技术涉及滤波天线的
，尤其是指一种宽阻带滤波MIMO天线。
技术介绍
随着近年来无线通信的高速发展，滤波天线由于其将滤波器和天线集成一体化的设计而受到广大关注。通过将天线作为滤波器的最后一阶谐振器，在获得具有滤波响应的反射系数的同时，滤波天线的增益也将具有选择性。这种滤波天线结构相对于传统的滤波器通过传输线级联天线的设计，避免了传统设计中的阻抗失配问题，并且减小的系统的整体尺寸。而贴片天线由于其低剖面，易加工，低成本的特性而被广泛应用于滤波天线的设计。MIMO系统，即多输入多输出系统，通过设置多根发射和接收天线，再经过特定的数据处理，通信容量能够成倍的增加，从而满足现在日益增长的通信服务需求。传统的MIMO系统中，每个天线单元都会通过一段传输线与一个带通滤波器相连，而当MIMO系统的天线单元太多时，这种设计将会使整个系统体积过大并且增加成本。通过将滤波天线设计成MIMO天线，既能提高信道容量，又能实现滤波、减小尺寸和成本的效果。对现有技术进行调查了解，具体如下：2017年，XiuYinZhang等人在"IEEETREANSACTIONSONANTENNASANDPROPAGATION"上发表题为"Low‐ProfileDual‐BandFilteringPatchAntennaandItsApplicationtoLTEMIMOSystem"，文中通过多模谐振器激励两块嵌套的贴片，设计了一款双频滤波贴片天线并且将其应用到了MIMO系统之中。天线实现了良好的滤波效果和辐射特性。2016年，HuTaotao等人在"IEEEInternationalConferenceonIntegratedCircuitsandMicrosystems"上发表题为"DesignofMIMOFilterAntennaBasedonCoupledResonator"，设计了一款二单元滤波MIMO天线，通过在两个天线单元之间加入树状去耦结构，增加了单元之间的互耦合，但是该滤波天线的选择性较差并且增益不够理想。2017年，P.F.Hu等人在"IEEETREANSACTIONSONANTENNASANDPROPAGATION"上发表题为"BroadbandFilteringDielectricResonatorAntennaWithWideStopband",文中通过使用介质谐振器设计了一款新型的滤波天线，实现了二倍频的谐波抑制。总的来说，现今关于滤波天线的研究日新月异，但是关于MIMO滤波天线的研究却很少，关于滤波天线宽阻带的研究则更少。本文基于作者对于耦合线结构的研究，设计了一种新型的宽阻带滤波贴片天线，并将其应用到了MIMO天线系统中，弥补了相关方面研究的不足。该天线具有低剖面，宽阻带，易加工，低成本的特性，具有很高的应用价值。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提出了一种基于加载耦合线的宽阻带滤波MIMO天线，能够实现很好的滤波特性和宽阻带特性，具有设计灵活、低剖面、成本低、宽阻带等优点。为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为：一种宽阻带滤波MIMO天线，所述天线为多层板结构，底层为微带耦合线结构，中间层为开槽地板，顶层为辐射贴片结构，底层上的开路谐振器通过开槽地板的缝隙与顶层的辐射贴片耦合；在所述底层上设置有第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口，及具有二分之一波长的第一开路谐振器、第二开路谐振器、第三开路谐振器、第四开路谐振器、第五开路谐振器、第六开路谐振器、第七开路谐振器、第八开路谐振器；在所述中间层上开设有第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙、第四缝隙；在所述顶层上设置有第一辐射贴片、第二辐射贴片、第三辐射贴片、第四辐射贴片；所述天线区分有四个滤波天线单元，分别为第一滤波天线单元、第二滤波天线单元、第三滤波天线单元、第四滤波天线单元；所述第一滤波天线单元由第一输入端口、第一开路谐振器、第二开路谐振器、第一缝隙、第一辐射贴片构成，该第一输入端口通过其传输线与第一开路谐振器耦合，该第一开路谐振器与第二开路谐振器耦合，该第二开路谐振器通过第一缝隙与第一辐射贴片耦合；所述第二滤波天线单元由第二输入端口、第三开路谐振器、第四开路谐振器、第二缝隙、第二辐射贴片构成，该第二输入端口通过其传输线与第三开路谐振器耦合，该第三开路谐振器与第四开路谐振器耦合，该第四开路谐振器通过第二缝隙与第二辐射贴片耦合；所述第三滤波天线单元由第三输入端口、第五开路谐振器、第六开路谐振器、第三缝隙、第三辐射贴片构成，该第三输入端口通过其传输线与第五开路谐振器耦合，该第五开路谐振器与第六开路谐振器耦合，该第六开路谐振器通过第三缝隙与第三辐射贴片耦合；所述第四滤波天线单元由第四输入端口、第七开路谐振器、第八开路谐振器、第四缝隙、第四辐射贴片构成，该第四输入端口通过其传输线与第七开路谐振器耦合，该第七开路谐振器与第八开路谐振器耦合，该第八开路谐振器通过第四缝隙与第四辐射贴片耦合；其中，所述第一开路谐振器、第二开路谐振器、第三开路谐振器、第四开路谐振器、第五开路谐振器、第六开路谐振器、第七开路谐振器、第八开路谐振器、第一辐射贴片、第二辐射贴片、第三辐射贴片、第四辐射贴片均工作在同一频率；所述第二开路谐振器、第四开路谐振器、第六开路谐振器、第八开路谐振器分别通过第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙、第四缝隙与第一辐射贴片、第二辐射贴片、第三辐射贴片、第四辐射贴片耦合，实现三阶切比雪夫滤波响应；所述第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙、第四缝隙分别与相邻缝隙呈90°垂直放置，以满足各滤波天线单元之间的隔离需求。所述第一开路谐振器、第二开路谐振器、第三开路谐振器、第四开路谐振器、第五开路谐振器、第六开路谐振器、第七开路谐振器、第八开路谐振器均采用折弯结构来减小尺寸。所述第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口的传输线阻抗均为50欧姆。本技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：1、通过使用加载耦合线的谐波抑制技术，有效的抑制滤波天线的谐波，实现了宽阻带的特性，提高了系统的信噪比。2、通过将滤波天线设计成MIMO结构，增大了滤波天线的通信容量。3、本技术的宽阻带滤波MIMO天线具有设计简单，带外选择性良好，滤波特性好，宽阻带的特点。4、由于本技术的宽阻带滤波MIMO天线为微带结构，重量轻、成本低、适合工业批量生产。附图说明图1为本技术的宽阻带滤波MIMO天线的多层板结构示意图。图2为本技术的宽阻带滤波MIMO天线的透视结构示意图。图3为本技术的宽阻带滤波MIMO天线的边射方向天线增益和S参数的仿真和测试结果。图4为本技术的宽阻带滤波MIMO天线的隔离带的参数仿真和测试结果。图5为本技术的宽阻带滤波MIMO天线的边射方向增益的阻带特性仿真和测试结果。图6a为本技术的宽阻带滤波MIMO天线的辐射方向XOZ面图。图6b为本技术的宽阻带滤波MIMO天线的辐射方向YOZ面图。图7为本技术的宽阻带滤波MIMO天线的相关系数ECC的测试曲线。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术做进一步的说明。参见图1和图2所示，本实施例所提供的宽阻带滤波MIM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽阻带滤波MIMO天线，其特征在于：所述天线为多层板结构，底层为微带耦合线结构，中间层为开槽地板，顶层为辐射贴片结构，底层上的开路谐振器通过开槽地板的缝隙与顶层的辐射贴片耦合；在所述底层上设置有第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口，及具有二分之一波长的第一开路谐振器、第二开路谐振器、第三开路谐振器、第四开路谐振器、第五开路谐振器、第六开路谐振器、第七开路谐振器、第八开路谐振器；在所述中间层上开设有第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙、第四缝隙；在所述顶层上设置有第一辐射贴片、第二辐射贴片、第三辐射贴片、第四辐射贴片；所述天线区分有四个滤波天线单元，分别为第一滤波天线单元、第二滤波天线单元、第三滤波天线单元、第四滤波天线单元；所述第一滤波天线单元由第一输入端口、第一开路谐振器、第二开路谐振器、第一缝隙、第一辐射贴片构成，该第一输入端口通过其传输线与第一开路谐振器耦合，该第一开路谐振器与第二开路谐振器耦合，该第二开路谐振器通过第一缝隙与第一辐射贴片耦合；所述第二滤波天线单元由第二输入端口、第三开路谐振器、第四开路谐振器、第二缝隙、第二辐射贴片构成，该第二输入端口通过其传输线与第三开路谐振器耦合，该第三开路谐振器与第四开路谐振器耦合，该第四开路谐振器通过第二缝隙与第二辐射贴片耦合；所述第三滤波天线单元由第三输入端口、第五开路谐振器、第六开路谐振器、第三缝隙、第三辐射贴片构成，该第三输入端口通过其传输线与第五开路谐振器耦合，该第五开路谐振器与第六开路谐振器耦合，该第六开路谐振器通过第三缝隙与第三辐射贴片耦合；所述第四滤波天线单元由第四输入端口、第七开路谐振器、第八开路谐振器、第四缝隙、第四辐射贴片构成，该第四输入端口通过其传输线与第七开路谐振器耦合，该第七开路谐振器与第八开路谐振器耦合，该第八开路谐振器通过第四缝隙与第四辐射贴片耦合；其中，所述第一开路谐振器、第二开路谐振器、第三开路谐振器、第四开路谐振器、第五开路谐振器、第六开路谐振器、第七开路谐振器、第八开路谐振器、第一辐射贴片、第二辐射贴片、第三辐射贴片、第四辐射贴片均工作在同一频率；所述第二开路谐振器、第四开路谐振器、第六开路谐振器、第八开路谐振器分别通过第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙、第四缝隙与第一辐射贴片、第二辐射贴片、第三辐射贴片、第四辐射贴片耦合，实现三阶切比雪夫滤波响应；所述第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙、第四缝隙分别与相邻缝隙呈90°垂直放置，以满足各滤波天线单元之间的隔离需求。...

【技术特征摘要】
1.一种宽阻带滤波MIMO天线，其特征在于：所述天线为多层板结构，底层为微带耦合线结构，中间层为开槽地板，顶层为辐射贴片结构，底层上的开路谐振器通过开槽地板的缝隙与顶层的辐射贴片耦合；在所述底层上设置有第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口，及具有二分之一波长的第一开路谐振器、第二开路谐振器、第三开路谐振器、第四开路谐振器、第五开路谐振器、第六开路谐振器、第七开路谐振器、第八开路谐振器；在所述中间层上开设有第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙、第四缝隙；在所述顶层上设置有第一辐射贴片、第二辐射贴片、第三辐射贴片、第四辐射贴片；所述天线区分有四个滤波天线单元，分别为第一滤波天线单元、第二滤波天线单元、第三滤波天线单元、第四滤波天线单元；所述第一滤波天线单元由第一输入端口、第一开路谐振器、第二开路谐振器、第一缝隙、第一辐射贴片构成，该第一输入端口通过其传输线与第一开路谐振器耦合，该第一开路谐振器与第二开路谐振器耦合，该第二开路谐振器通过第一缝隙与第一辐射贴片耦合；所述第二滤波天线单元由第二输入端口、第三开路谐振器、第四开路谐振器、第二缝隙、第二辐射贴片构成，该第二输入端口通过其传输线与第三开路谐振器耦合，该第三开路谐振器与第四开路谐振器耦合，该第四开路谐振器通过第二缝隙与第二辐射贴片耦合；所述第三滤波天线单元由第三输入端口、第五开路谐振器、第六开路谐振器、第三缝隙、第三辐射贴片构成，该第三输入端口通过其传...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈付昌，胡豪涛，钱建锋，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44