[發(fā)明專利]一種寬帶MIMO差分濾波縫隙天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811300346.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN109586017B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐濤;韓楊昆;孫亮;薛一凡;鄧宏偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q5/50;H01Q13/18
• 代理公司: 32200 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 石艷紅<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明公開了一種寬帶MIMO差分濾波縫隙天線，包括天線板和四個(gè)差分濾波縫隙天線單元；四個(gè)差分濾波縫隙天線單元關(guān)于天線板的中心點(diǎn)對(duì)稱，且相鄰兩個(gè)差分濾波縫隙天線單元相互垂直；天線板包括介質(zhì)基板、上金屬層和下金屬層；每個(gè)差分濾波縫隙天線單元均包括縫隙輻射器、雙模諧振器和兩條微帶饋線；雙模諧振器包括閉環(huán)微帶線和兩條短路短截線；每條短路短截線上均設(shè)有金屬通孔。本發(fā)明具有陡峭的裙邊帶和帶內(nèi)平坦的總效率，在不同頻率下均保持良好的穩(wěn)定性和低的交叉極化，且對(duì)共模信號(hào)有較強(qiáng)的抑制能力。同時(shí)，還在不采用去耦網(wǎng)絡(luò)的情況下實(shí)現(xiàn)高隔離性，使濾波天線小型化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，特別是一種寬帶MIMO差分濾波縫隙天線。

背景技術(shù)

對(duì)絕大多數(shù)的射頻和微波通信系統(tǒng)的性能而言噪聲效應(yīng)有著絕足輕重的作用。目前廣泛應(yīng)用地平衡電路可以很好地抑制共模噪聲。但是需要采用平衡轉(zhuǎn)換器將天線和平衡電路連接起來，體積占用較大和能源消耗很高，不利于集成和小型化。

另一方面，隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，信道容量有限的問題獲得較多關(guān)注。然而，又會(huì)出現(xiàn)多徑衰落和系統(tǒng)穩(wěn)定性差等新的問題。MIMO天線可以通過增加天線數(shù)量來抑制信道衰落，目前，關(guān)于MIMO天線的研究相對(duì)成熟，但其中大多數(shù)是通過增加去耦網(wǎng)絡(luò)解決相鄰天線單元的耦合問題，這會(huì)造成天線單元相距較大，進(jìn)而影響MIMO天線的整體尺寸。本發(fā)明通過合理地設(shè)計(jì)天線的形式和排布方式，不需要加入解耦網(wǎng)絡(luò)，就可以實(shí)現(xiàn)良好隔離，因而結(jié)構(gòu)更為緊湊。

天線前端的濾波器起到濾除雜波和提高通帶邊緣選擇性的作用，但濾波器與MIMO天線連接在系統(tǒng)中占用體積較大，無法滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)的要求，濾波天線是可以實(shí)現(xiàn)濾波和輻射功能的組件，而且濾波器和MIMO天線的集成設(shè)計(jì)還可以節(jié)省系統(tǒng)的尺寸并減少損耗。然而，由于MIMO天線相鄰單元之間相互影響，利用濾波器的設(shè)計(jì)方法對(duì)MIMO濾波天線進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)仍舊是一個(gè)難點(diǎn)。目前關(guān)于MIMO濾波天線的研究相對(duì)較少，尤其是差分MIMO濾波天線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種寬帶MIMO差分濾波縫隙天線，該寬帶MIMO差分濾波縫隙天線能在實(shí)現(xiàn)小型化濾波天線的同時(shí)帶有共模抑制，并且與單個(gè)濾波天線相比，MIMO天線的濾波特性基本不變，即陡峭裙邊帶和良好的帶內(nèi)平坦度，在沒有去耦網(wǎng)絡(luò)時(shí)，實(shí)現(xiàn)高隔離性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種寬帶MIMO差分濾波縫隙天線，包括天線板和四個(gè)差分濾波縫隙天線單元；四個(gè)差分濾波縫隙天線單元關(guān)于天線板的中心點(diǎn)對(duì)稱，且相鄰兩個(gè)差分濾波縫隙天線單元相互垂直。

天線板包括介質(zhì)基板、設(shè)置在介質(zhì)基板上表面的上金屬層和設(shè)置在介質(zhì)基板下表面的下金屬層。

每個(gè)差分濾波縫隙天線單元均包括縫隙輻射器、雙模諧振器和兩條微帶饋線。

縫隙輻射器為在下金屬層上開設(shè)的矩形縫隙，矩形縫隙中與長(zhǎng)邊相平行的對(duì)稱軸線稱為長(zhǎng)邊對(duì)稱軸線。

雙模諧振器設(shè)置在上金屬層的上表面，雙模諧振器包括閉環(huán)微帶線和兩條短路短截線。

閉環(huán)微帶線為矩形結(jié)構(gòu)，包括縫隙頂邊、縫隙對(duì)邊和兩個(gè)縫隙側(cè)邊；縫隙頂邊位于矩形縫隙的正上方，且與矩形縫隙的長(zhǎng)邊相垂直；縫隙對(duì)邊與縫隙頂邊相平行；兩條縫隙側(cè)邊關(guān)于長(zhǎng)邊對(duì)稱軸線對(duì)稱。

兩條短路短截線對(duì)稱設(shè)置在長(zhǎng)邊對(duì)稱軸線兩側(cè)，每條短路短截線的一端與對(duì)應(yīng)的縫隙側(cè)邊垂直連接，每條短路短截線的另一端各設(shè)置一個(gè)貫穿天線板的金屬通孔。

兩條微帶饋線均平行設(shè)置在縫隙對(duì)邊外側(cè)的上金屬層上，且關(guān)于長(zhǎng)邊對(duì)稱軸線對(duì)稱。

位于矩形縫隙正上方的縫隙頂邊中心設(shè)置有金屬貼片，該金屬貼片的寬度大于閉環(huán)微帶線的寬度。