[發明專利]基于共面波導饋電的柔性雙阻帶UWB-MIMO天線

在審

• 申請號: 202010414173.3
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111478035A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 杜成珠;靳高雅;趙卓琳;鄭煒晴;徐家銘;李凱佳
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q21/00
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明提供了一種基于共面波導饋電的柔性雙阻帶UWB?MIMO天線，具有這樣的特征，包括：矩形的基板；兩個天線單元，位于基板的上表面，均具有圓形輻射貼片、漸變的梯形的微帶線、第一接地板、第二接地板，微帶線連接在圓形輻射貼片上，兩個微帶線分別與基板的相鄰的第一邊線和第二邊線垂直連接，第一、二接地板分別設置在微帶線的兩側；以及倒F形的隔離枝節，設置在兩個天線單元之間，其中，圓形輻射貼片的遠離微帶線的一側具有扇形切角，并且圓形輻射貼片上還設置有兩個長度均為1/4阻帶頻率波長的扇形槽，兩個扇形槽均與圓形輻射貼片共圓心，均朝向扇形切角，兩個扇形槽的半徑之比為8：3，第一接地板的面積大于第二接地板。

技術領域

本發明屬于天線領域，具體涉及一種基于共面波導饋電的柔性雙阻帶UWB-MIMO天線。

背景技術

自2002年FCC正式將3.1-10.6GHz劃歸民用超寬帶，并對超寬帶有了一個新的定義：在-10dB處的絕對帶寬大于500MHz或相對帶寬大于20％即為UWB信號。自此超寬帶技術獲得了極大地發展，超寬帶天線也隨之興起。由于超寬帶通訊具有傳輸速率快、穿透能力強、抗干擾能力強等特點，超寬帶天線目前在短距離無線通訊、移動通訊和醫學成像、探地雷達等方面已有眾多應用。對于超寬帶的研究，公認的研究方向集中在小型化、采用MIMO結構、增加阻帶等方面。與此同時，無線通信的環境相對是比較復雜的，因此電磁波傳播時，會遇到障礙物而產生直射，折射或反射而導致多徑衰落。多徑衰落是影響通信的一種不利因素。在傳統的單輸入單輸出SISO(Single-input Single-output)技術中，無論如何減小或者避免多徑衰落來提高信道容量，但是都無法突破香農容量限制，而之后發展起來的MIMO(Multiple-inputMultiple-output)技術則可以改善這一缺點。盡管早在1908年馬可尼就提出使用MIMO技術來抑制衰落，但是八十多年后，美國貝爾實驗室的學者才正式將此技術用于無線通信。尤其在當今海量的數據需要傳輸的時代，時下流行的5G的核心技術之一就是多通道MIMO技術。因此將超寬帶技術與MIMO天線結合起來對于未來無線通信的發展來說是個不錯的選擇。然而伴隨著天線數量增加，天線單元之間會產生耦合效應，卻是不可忽略的問題。一般來說，主要有兩種耦合存在于天線單元間。第一種是因為激勵天線在其它天線單元上產生的感應而引起的空間耦合；第二種是因為激勵電流經過公共地板耦合到其它端口的地板表面波耦合。耦合效應的存在會嚴重影響通信系統的性能參數。比如輸入阻抗、增益和輻射效率等。如何保證天線小型化的同時又能降低天線單元的耦合，成為MIMO天線設計中的難點。

3.1GHz-10.6GHz是超寬帶通信的應用頻段，頻段范圍同時也存在了多種其他的通信系統，例如無線局域網(WIAN2.4GHz-2.483GHz、5.125GHz-5.8GHz和5.725GHz-5.825GHz)、工信部發布的中國5G頻段(3.3GHz-3.6GHz和4.8GHz-5.0GHz)頻段、全球微波互聯接入(WiMAX 2.5GHz-2.69GHz、3.4GHz-3.69GHz和5.25GHz-5.85GHz)、衛星通信(7.9GHz-8.4GHz/7.25GHz-7.75GHz)、彈載系統(3.9GHz-4.2GHz)等通信系統。為了避免超寬帶天線與這些已知的通信系統發生相互干擾，可以在通信系統前端額外設計濾波裝置，但是這樣會占據較大的空間，不利于集成并且經濟性差。在天線本身結構上通過蝕刻不同的陷波單元使天線在相應的頻段產生阻帶特性是簡單易行的辦法。因此，具有阻帶特性的UWB-MIMO天線就成為了研究人員的重點之一。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種基于共面波導饋電的柔性雙阻帶UWB-MIMO天線。