[發明專利]一種小型三頻四單元MIMO天線

在審

• 申請號: 201510895650.1
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN105552553A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 黃惠芬;肖書光
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/52
• 分類號: H01Q1/52;H01Q1/50
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明涉及移動通信技術領域，具體涉及一種小型三頻四單元MIMO天線。

背景技術

隨著現代無線通信技術的迅速發展，移動通信系統對天線的要求越來越高， 設計一種小型三頻四單元MIMO天線是近年來研究的熱點。多入多出 Multiple-input-multiple-output(MIMO)技術，因為能夠大幅度地增加信道容 量，同時不需要額外的增加頻譜范圍和輸入功率，日益成為天線設計新的重要 研究方向。隨著移動通信設備小型化的發展，要求天線的體積越來越小，但MIMO 天線的體積減小會導致隔離度變差，不同天線端口間的相互干擾增大。為了解 決這一矛盾，近些年來，小型化同時具備高隔離度的的MIMO天線逐漸受到重視。 考慮到工作在不同通信系統間的工作頻段可能互不相同，比如無線局域網系統 wirelesslocalareanetwork(WLAN)的2.4GHz-2.484GHz,5.15GHz-5.35 GHz,5.725GHz-5.825GHz，全球微波互聯接入系統WiMAX(Worldwide InteroperabilityforMicrowaveAccess)的3.4GHz-3.69GHz,5.25GHz-5.85 GHz，這兩大通信系統的工作頻段就不完全相同，進而要求天線能夠工作在多個 不同的頻段，即要求天線往多通帶方向發展。最常見、最廣泛的實行形式是多 通帶的二單元MIMO。三單元MIMO天線要求兩兩間隔120°，四單元MIMO天線 為保證高隔離度一般是兩兩正交組陣(工程中廣泛應用的正交45°雙極化基站 天線正是基于此大大縮減了天線體積和架設成本)，但這方面的研究都較少。也 就是說，設計小型化多通帶的四單元MIMO天線，是天線領域當前重要的研究方 向。小型化的用于WLAN和WIMAX的小型三頻四單元MIMO天線，是一種能工作 在多個不同頻段的，具有較高的端口間隔離度的陣列天線。多通帶MIMO天線的 實現方法主要是通過多個不同長度和形狀的蜿蜒結構的枝節線來實現。

傳統的四單元MIMO天線，由于尺寸的限制,往往只能取得一個窄頻帶的解耦 效果。不能在多頻甚至寬頻的情況下也實現較好的隔離性能。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本發明提供一種小型三頻四單元 MIMO天線。

本發明采用傳統的微帶線饋電方法，首先采用了正交極化解耦結構，其次 采用了地板上切角和刻槽的技術來解耦，來實現天線在阻抗匹配所覆蓋的多個 頻帶范圍內，滿足高隔離度的要求。

同時，天線結構緊湊，總面積僅為60×60mm²。并通過合理地設計其中3個 長度不同的特殊彎折的枝節來覆蓋3個不同的工作頻帶，其中1個枝節從地板 上延伸出來，通過耦合進行饋電，另外2個枝節，直接饋電，并通過另外一個 新的枝節接地。天線整體尺寸緊湊，結構簡單，加工制造成本低，工程實用性 高。

本發明采用如下技術方案：

一種小型三頻四單元MIMO天線，包括介質基板，所述介質基板正面分別印 制四個結構相同的天線輻射單元及四塊結構相同的地板，所述四塊地板分別與 四個天線輻射單元連接，且一一對應，所述四個天線輻射單元之間相互正交， 所述天線輻射單元包括第一、第二倒L形枝節、與饋電點連接的饋線、寄生地 板延伸枝節和S形短路接地枝節，所述第一倒L形枝節的長邊分別與饋線及S 形短路接地枝節連接，所述第二倒L形枝節的短邊與S形短路接地枝節連接， 所述寄生地板延伸枝節及S形短路接地枝節分別與地板連接。

所述地板為帶一個圓角的矩形，所述四個地板位于介質基板的四個角，地 板的圓角靠近介質基板的中心點。

所述地板內還設有平直矩形地板刻槽及傾斜矩形地板刻槽，所述傾斜矩形 地板刻槽位于圓角的中點，所述平直矩形地板刻槽設置在地板邊緣與介質基板 邊緣重合處，所述平直矩形地板刻槽垂直水平面或平行水平面。

所述S形短路接地枝節、第一倒L形枝節以及與饋電點連接的饋線構成倒F 形單極子天線的結構。

所述饋電線的末端開口與地板之間留有一矩形空間，饋電線由同軸電纜的 內芯饋電，同軸電纜外導體接地。

第一倒L形枝節和S形短路接地枝節構成的枝節長度為2.43GHz頻率的四 分之一波長。

所述寄生地板延伸枝節由地板延伸出來，與饋線電磁耦合饋電。

所述圓角半徑為10毫米。