紧凑型UWB-MIMO天线制造技术

本实用新型专利技术涉及一种紧凑型UWB

【技术实现步骤摘要】
紧凑型UWB
‑
MIMO天线


[0001]本技术涉及超宽带天线领域，特别涉及超宽带MIMO天线，主要用于超宽带 MIMO无线通信系统。

技术介绍

[0002]在2002年，超宽带通信迎来了一次里程碑式的发展，2002年2月，美国联邦通信委员会(FCC)
[1]正式将3.1～10.6GHz的超宽带(Ultra
‑
Wideband，UWB)频段批准用于民用通信，从而使得UWB无线通信技术引起了世界各国的广泛关注，超宽带技术具有高数据传输率(1Gbit/s)、低成本、低功耗、抗干扰能力强等优点。
[0003]多输入多输出技术(Multiple
‑
Input Multiple
‑
Output，MIMO)是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。
[0004]目前，随着超宽带技术和MIMO技术的快速发展，结合超宽带和MIMO的技术优势，超宽带MIMO无线通信技术的应运而生，天线作为无线通信系统的关键组成部分，超宽带 MIMO天线的研究越来越受到人们的关注。当前，无线通信设备向着小型化、高隔离度方向发展，如何在不增加天线的尺寸的前提下，提高MIMO天线之间的隔离度成为现阶段需要解决的关键问题。/>
技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种结构简单紧凑、尺寸小、端口隔离度高、阻抗带宽宽的紧凑型UWB
‑
MIMO天线。
[0006]本技术的技术方案：
[0007]一种紧凑型UWB
‑
MIMO天线，其特征在于：包括介质基板、四个结构相同的天线辐射单元、微带馈电单元、隔离单元、四个结构相同的接地单元。
[0008]进一步地，天线辐射单元、微带馈电单元、隔离单元覆于介质基板的上表面。
[0009]进一步地，接地单元的形状为矩形，覆于介质基板的下表面。
[0010]进一步地，所述的天线辐射单元的底部与所述的微带馈电单元的顶部相连，使得天线辐射单元与微带馈电单元合并成一个整体的导电单元。
[0011]进一步地，所述的隔离单元位于介质基板的正中心，隔离单元是由有四个中心对称的环扇形和一个十字组成。
[0012]进一步地，微带馈电单元位于天线辐射单元下方，微带馈电单元的形状为矩形；微带馈电单元的底边与介质基板的底边相重合；微带馈电单元的特性阻抗为50欧姆。
[0013]进一步地，接地单元上边缘与天线辐射单元下边缘在介质基板背面的投影相距的距离为O.5mm。
[0014]本技术的优点在于：
[0015]本技术设计的紧凑型UWB
‑
MIMO天线，具有结构简单紧凑、尺寸小、端口隔离度高、阻抗带宽宽的优点，适用于大多数超宽带通信系统。
[0016]本技术设计的由环扇形和十字组成的隔离单元，可以有效地在整个工作频段上减小了四个天线辐射单元之间的耦合，从而提高天线单元之间的隔离度；并且隔离结构简单，易于实现。
[0017]本技术设计的具有四个天线单元的紧凑型UWB
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MIMO天线各个天线单元之间的隔离度都大于16.5dB。
[0018]本技术设计的紧凑型UWB
‑
MIMO天线具有较宽的工作频段，其工作的频率范围为2.66～11.6GHz。
附图说明
[0019]图1是本技术紧凑型UWB
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MIMO天线的俯视和侧视结构示意图；
[0020]图2是本技术紧凑型UWB
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MIMO天线的隔离单元放大结构示意图；
[0021]图3是本技术紧凑型UWB
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MIMO天线的S参数曲线；
[0022]图4是本技术紧凑型UWB
‑
MIMO天线在4GHz处的辐射方向图。
[0023]在图1至图2中，1为介质基板，2为天线辐射单元，3为微带馈电单元，4为辐射单元，5为接地单元，6为环扇形，7为十字。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本技术的技术方案的实施作进一步的描述：
[0025]图1～2中给出的是本技术的实施例：一种紧凑型UWB
‑
MIMO天线，其特征在于：包括介质基板1、四个结构相同的天线辐射单元2和微带馈电单元3、隔离单元4、四个结构相同的接地单元5；天线辐射单元2、微带馈电单元3、隔离单元4覆于介质基板的上表面；接地单元5的形状为矩形，覆于介质基板的下表面；所述的天线辐射单元2的底部与所述的微带馈电单元3的顶部相连，使得天线辐射单元2与微带馈电单元3合并成一个整体的导电单元；所述的隔离单元4位于介质基板的正中心，隔离单元4是由有四个中心对称的环扇形6和一个十字7组成；微带馈电单元3位于天线辐射单元2下方，微带馈电单元3的形状为矩形；微带馈电单元3的底边与介质基板1的底边相重合；微带馈电单元3的特性阻抗为50欧姆；接地单元5上边缘与天线辐射单元2下边缘在介质基板1背面的投影相距的距离为0.5mm。
[0026]本技术紧凑型UWB
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MIMO天线采用的是介电常数为4.4的FR4介质基板，介质基板的形状为正方形，即长度和宽度都为67mm，厚度为1.6mm。以介质基板的中心为坐标原点建立直角坐标系，四个天线辐射单元关于坐标原点中心对称放置，天线辐射单元是通过三个圆演变而成的，其中两个大圆的半径分别为12mm和11mm，小圆的半径为7.5mm；两个大圆的圆心距离介质基板底边边缘的距离分别为17.5mm和17mm，小圆的圆心距离介质基板底边边缘的距离为21.5mm。微带馈电单元为矩形，其长度和宽度分别为5.5mm和3mm；接地单元也为矩形，其长度和宽度分别为5mm和30mm。隔离单元位于介质基板的正中心，隔离单元是由四个结构相同的环扇形和一个十字组成，以介质基板的中心为坐标原点建立直角坐标系，所述的四个环扇形关于坐标原点中心对称放置，环扇形的内外半径分别为10.5mm 和
7.5mm、内外弧的弧角分别为67度和74度，十字的长度和宽度分别为15mm和4.5mm。
[0027]对照附图3，图3给出了紧凑型UWB
‑
MIMO天线的S参数曲线图。根据图3可见，天线的工作频率范围(S
11
＜
‑
10dB)为2.66～11.6GHz，并且S
12
、S
13
、S
14
在工作频段内都小于
‑
16.5dB，即天线各端口之间的隔离度都大于16.5dB。
[0028]对照附图4，图4给出了紧凑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型UWB
‑
MIMO天线，其特征在于：包括介质基板(1)、四个结构相同的天线辐射单元(2)和微带馈电单元(3)、隔离单元(4)、四个结构相同的接地单元(5)。2.根据权利要求1所述的紧凑型UWB
‑
MIMO天线，其特征在于：天线辐射单元、微带馈电单元、隔离单元覆于介质基板的上表面。3.根据权利要求1所述的紧凑型UWB
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MIMO天线，其特征在于：接地单元的形状为矩形，覆于介质基板的下表面。4.根据权利要求1所述的紧凑型UWB
‑
MIMO天线，其特征在于：所述的天线辐射单元的底部与所述的微带馈电单元的顶部相连，使得天线辐射单元与...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁剑，朱家乐，陶方琪，任燕，张子杰，许周康，李佳，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：