[發(fā)明專利]一種利用共面波導(dǎo)饋電的四元UWB-MIMO天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710035125.1
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106816703B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偉文;蘇晉升;陳曉建;楊衡天;夏志鵬;游佰強(qiáng);李杰
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q1/52
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

一種利用共面波導(dǎo)饋電的四元UWB?MIMO天線，涉及UWO?MIMO天線。設(shè)有介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板為正方形介質(zhì)基板，在介質(zhì)基板上表面設(shè)有4個天線單元，所述4個天線單元在介質(zhì)基板上表面呈旋轉(zhuǎn)對稱排布，所述天線單元由金屬輻射貼片和共面波導(dǎo)金屬饋線組成，所述共面波導(dǎo)金屬饋線與金屬輻射貼片的下端連接，所述金屬輻射貼片為倒置正五邊形結(jié)構(gòu)，金屬輻射貼片的中心位置設(shè)有腐蝕的倒凸形槽狀開口諧振器，所述介質(zhì)基板的下表面設(shè)有4根階梯阻抗諧振枝節(jié)。此外天線在5.25～5.62GHz頻段內(nèi)產(chǎn)生很好的陷波特性，有效的避免了IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5.25～5.35GHz的WLAN通信頻段的干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及UWO-MIMO天線，尤其是涉及一種利用共面波導(dǎo)饋電的四元UWO-MIMO天線。

背景技術(shù)

共面波導(dǎo)(CPW，Coplanar wave-guide)是一種與地板共面的傳輸線，CPW與傳統(tǒng)微帶線相比，有以下幾個優(yōu)點：第一，由于只有一層敷銅的介質(zhì)基板，在加工制造方面相對容易；第二，饋電不需要在介質(zhì)基板上過孔或繞線；第三，容易控制其特征阻抗，其主要由信號傳輸線的寬度和開槽的寬度之間比值所決定，可以根據(jù)特定的特征阻抗下，調(diào)整相應(yīng)的尺寸大小，更利于有源或無源器件的小型化集成。

提高窄帶MIMO天線的隔離度方法有很多，但對于UWB-MIMO卻難有很好的方法。在天線的基板背面引入類似多模諧振器枝節(jié)是一種新的增強(qiáng)隔離度的方法，該方法既能達(dá)到提高隔離度的效果，同時減小了對輻射效率的影響，能夠在多個頻段或者整個超寬帶工作頻段內(nèi)有效的整體提高其隔離度。

近年來，UWB-MIMO天線的研究與設(shè)計開始考慮其陷波特性，以避免與其它無線通信系統(tǒng)的干擾，從而更好的應(yīng)用于UWB無線通信系統(tǒng)。文獻(xiàn)(Srivastava G,Dwari S,Kanuijia B K.A compact 4×4 ultrawideband(UWB)band notched MIMO antenna[C]//Microwave and RF Conference(IMaRC),2014 IEEE International.IEEE,2014:198-200.)報道了一種4×4的超寬帶MIMO天線，該天線輻射單元與饋線成90度彎曲，通過在輻射貼片上開1/2波長的開口諧振環(huán)實現(xiàn)WLAN頻段范圍的阻帶效果。由于天線單元間距比較大，同時對相連的地板切去矩形塊，使得天線單元間相互耦合度減小，提高了各端口間隔離度。最終該天線仿真結(jié)果工作帶寬達(dá)2～11.8GHz，陷波頻段范圍4.7～5.9GHz，各端口間隔離度在-20dB以下。文獻(xiàn)(Mao C X,Chu Q X.Compact coradiator UWB-MIMO antenna withdual polarization[J].Antennas and Propagation,IEEE Transactions on,2014,62(9):4474-4480.)報道了一款四單元的超寬帶MIMO天線，該天線兩個天線單元共用一個五邊形的輻射貼片，為了避免端口間電流相互影響，在五邊形貼片上切去一個T形槽，同時在其背面地板上加載一個箭頭形狀的金屬枝節(jié)，與T形槽構(gòu)成諧振器的效果，這樣阻止了貼片上大部分電流流向另一端口，從而滿足了MIMO系統(tǒng)對天線的隔離度要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用共面波導(dǎo)饋電的四元UWB-MIMO天線。

本發(fā)明設(shè)有介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板為正方形介質(zhì)基板，在介質(zhì)基板上表面設(shè)有4個天線單元，所述4個天線單元在介質(zhì)基板上表面呈旋轉(zhuǎn)對稱排布，所述天線單元由金屬輻射貼片和共面波導(dǎo)(CPW)金屬饋線組成，所述共面波導(dǎo)(CPW)金屬饋線與金屬輻射貼片的下端連接，所述金屬輻射貼片為倒置正五邊形結(jié)構(gòu)，金屬輻射貼片的中心位置設(shè)有腐蝕的倒凸形槽狀開口諧振器，所述介質(zhì)基板的下表面設(shè)有4根階梯阻抗諧振枝節(jié)；所述共面波導(dǎo)(CPW)金屬饋線的饋線兩邊是與饋線有對應(yīng)漸進(jìn)結(jié)構(gòu)的等腰梯形狀的金屬地板。