专利名称：一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线通信领域，更具体地说，涉及一种非对称天线及具有该非对称天线的MIMO天线。
背景技术：
在传统天线设计中当遇到天线使用空间小、工作频率低、工作在多模等问题时，天线的性能将极大的受制于天线体积大小。天线体积的减小对应的天线的电长度也将受到影响，天线辐射效率及工作频率将改变。传统的偶极子天线及PIFA天线在面对现有通讯终端小体积、宽频带等问题时就显得力不从心，设计难度极大最终也不能满足使用的要求。传统的天线在低频段设计中只用通过外部的匹配线路来实现多模的辐射要求，在天馈系统中加入匹配网络后功能上是可实现低频、多模的工作要求，但是其辐射效率将极大的降低因为非常大的一部分能量损失在匹配网络上。现有的超材料小天线，如公开号为CN201490337 的中国专利，在设计中集成了新型人工电磁材料，因此其辐射具有非常丰富的色散特性，可以形成多种辐射模式，即可免去繁琐的阻抗匹配网络，这种丰富的色散特性为多频点的阻抗匹配带来了极大的便利。尽管如此现有的超材料小天线在面对现有终端设备小体积、低工作频率、宽带多模等问题时，设计的过程中也受到了极大的制约。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种易于实现多模化且在低工作频率仍然性能良好的非对称天线及具有该非对称天线的MIMO天线。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是提出一种非对称天线，其包括馈线、金属片，所述馈线通过耦合方式馈入所述金属片，所述金属片上至少镂刻有非对称的第一微槽结构和第二微槽结构，使得所述天线具有至少两个不同的谐振频段。进一步地，所述第一微槽结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构以及互补式弯折线结构中的一种。进一步地，所述第二微槽结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构以及互补式弯折线结构中的一种。进一步地，所述天线还包括用于放置所述馈线与所述金属片的介质。进一步地，所述介质为空气、陶瓷、环氧树脂基板或聚四氟乙烯基板。进一步地，所述第一微槽结构和所述第二微槽结构通过蚀刻、钻刻、光刻、电子刻或离子刻镂空于所述金属片上。进一步地，所述馈线与所述金属片不接触，通过容性耦合方式馈入所述金属片。进一步地，所述馈线通过可短接点连接所述金属片使得所述馈线通过感性耦合方式馈入所述金属片。本实用新型还提供一种MIMO天线，其包括多个权利要求1所述的非对称天线。[0013]进一步地，多个所述非对称天线的每一馈线均连接一接收/发射机，全部的接收/ 发射机连接于基带信号处理器。根据本实用新型的非对称天线，在金属片上至少镂刻有不对称的第一微槽结构及第二微槽结构，因此能够很容易地产生多个谐振点，且谐振点不易抵消，很容易实现多模谐振。本实用新型还公开一种包括上述非对称天线的MIMO天线，该MIMO天线具有高隔离度。
图1为本实用新型非对称天线结构示意图；图2为本实用新型非对称天线第一较佳实施方式正视图；图3为本实用新型非对称天线第二较佳实施方式正视图；图4为本实用新型非对称天线第三较佳实施方式正视图。图fe为互补式开口谐振环结构的示意图；图恥所示为互补式螺旋线结构的示意图；图5c所示为开口螺旋环结构的示意图；图5d所示为双开口螺旋环结构的示意图；图k所示为互补式弯折线结构的示意图；图6a为图fe所示的互补式开口谐振环结构其几何形状衍生示意图；图6b为图fe所示的互补式开口谐振环结构其扩展衍生示意图；图7a为三个图如所示的互补式开口谐振环结构的复合后的结构示意图；图7b为两个图fe所示的互补式开口谐振环结构与图恥所示为互补式螺旋线结构的复合示意图；图8为四个图fe所示的互补式开口谐振环结构组阵后的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本实用新型非对称天线结构示意图。图1中，本实用新型非对称天线包括馈线1、金属片2。金属片2上至少镂刻有非对称的第一微槽结构100以及第二微槽结构200，使得非对称天线具有至少两个不同的谐振频率。此处的非对称是指第一微槽结构100与第二微槽结构200的图案、尺寸和/或空间位置不同，该些不同导致第一微槽结构100与第二微槽结构200的谐振频段不同。馈线1部分围绕金属片2设置以对金属片2耦合馈电。馈线1对金属片2耦合馈电的方式可通过设置一可短接点连接馈线1与金属片2而形成的感性耦合馈电方式，也为馈线1不与金属片2连接而是二者相对的部分构成容性耦合而形成的容性耦合馈电方式。本实用新型的第一微槽结构100与第二微槽结构200可以是图fe所示的互补式开口谐振环结构、图恥所示的互补式螺旋线结构、图5c所示的开口螺旋环结构、图5d所示的双开口螺旋环结构、图5e所示的互补式弯折线结构中的一种或者是通过前面几种结构衍生、复合或组阵得到的微槽结构。衍生分为两种，一种是几何形状衍生，另一种是扩展衍生，此处的几何形状衍生是指功能类似、形状不同的结构衍生，例如由方框类结构衍生到曲线类结构、三角形类结构及其它不同的多边形类结构；此处的扩展衍生即在图如至图5e的基础上开设新的槽以形成新的微槽结构；以图fe所示的互补式开口谐振环结构为例，图6a为其几何形状衍生示意图，图6b为其几何形状衍生示意图。此处的复合是指，图fe至图k 的微槽结构多个叠加形成一个新的微槽结构，如图7a所示，为三个图如所示的互补式开口谐振环结构复合后的结构示意图；如图7b所示，为两个图如所示的互补式开口谐振环结构与图恥所示为互补式螺旋线结构共同复合后的结构示意图。此处的组阵是指由多个图fe 至图5e所示的微槽结构在同一金属片上阵列形成一个整体的微槽结构，如图8所示，为多个如图fe所示的互补式开口谐振环结构组阵后的结构示意图。但是本实用新型第一微槽结构100与第二微槽结构200是非对称的，具体非对称方式在下面实施方式中详细说明。在金属片2上形成第一微槽结构100和第二微槽结构200的方式可为蚀刻、钻刻、 光刻、电子刻、离子刻等工艺，其中蚀刻为优选工艺，其主要步骤是在设计好合适的微槽结构后，然后通过蚀刻设备，利用溶剂与金属的化学反应去除掉预设微槽结构的箔片部分即可得到形成有上述第一微槽结构100和第二微槽结构200的金属片2。上述金属箔片的材质可以是铜、银等金属。本实用新型还包括用于放置所述馈线与所述金属片的介质，介质可以为空气、陶瓷、环氧树脂基板或聚四氟乙烯基板。本实用新型若在金属片2上采用对称的第一微槽结构和第二微槽结构，S卩第一微槽结构和第二微槽结构的谐振频率相同，在二者相互耦合之后将会导致天线Q值增大， 相应的带宽BW变小，不利于多模谐振的实现。而若采用至少非对称的第一微槽结构和第二微槽结构，由于二者响应电磁波所产生的电容值和电感值会有所不同，从而产生多个不同的谐振点，且该多个不同的谐振点不易抵消，有利于实现天线丰富的多模化。本实用新型的第一微槽结构100与第二微槽结构200的结构形式可以一样，也可以不一样。并且第一微槽结构100与第二微槽结构200的不对称程度可以根据需要调节。 从而实现丰富的可调节的多模谐振。并且根据需要，本实用新型亦可在同一金属片上设置个数多于两个的微槽结构以使得天线具有三个以上的不同的谐振频段。下面详细论述三种本实用新型金属片2上形成的非对称微槽结构。如图2所示，图2为本实用新型的第一较佳实施方式的正视图，图2中，第一微槽结构100及第二微槽结构200为非对称结构，其中，第一微槽结构100与第二微槽结构200 连接在一起，由于图案的不同导致其结构的不对称，使得第一微槽结构100与第二微槽结构200各自区域的谐振频率不同。本实施方式中以图恥所示的互补式螺旋线结构与互补式螺旋线结构的衍生结构为例说明，二者相互连接。如图3所示，图3为本实用新型的第二较佳实施方式的正视图，图3中，第一微槽结构100及第二微槽结构200为图案不同的非对称结构，其中，第一微槽结构100与第二微槽结构200是各自独立的，由于图案的不同导致其结构的不对称，使得第一微槽结构100与第二微槽结构200各自区域的谐振频率不同。本实施方式中第一微槽结构100以图5c所示开口螺旋环结构为例说明，第二微槽结构200以图恥所示互补式螺旋线结构为例说明。如图4所示，为本实用新型的第三较佳实施方式的正视图，图4中，第一微槽结构 100及第二微槽结构200为非对称结构，其中，第一微槽结构100与第二微槽结构200是各自独立的，其图案相同，但是其尺寸的不同导致其结构的不对称，使得第一微槽结构100 与第二微槽结构200各自区域的谐振频率不同。本实施方式中，第一微槽结构100与第二微槽结构200均以图5c所示的互补式螺旋线结构为例说明。
5[0040]本实用新型还提供一种包括多个上述非对称天线的多输入多输出(MIMO)天线。 该MIMO天线中每一非对称天线的每一馈线均各自接入一发射/接收机，所有的发射/接收机接入基带信号处理器。上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内.
权利要求1.一种非对称天线，包括馈线与金属片，所述馈线通过耦合方式馈入所述金属片，其特征在于所述金属片上至少镂刻有非对称的第一微槽结构和第二微槽结构，使得所述天线具有至少两个不同的谐振频段。
2.如权利要求1所述的非对称天线，其特征在于所述第一微槽结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构以及互补式弯折线结构中的一种。
3.如权利要求1所述的非对称天线，其特征在于所述第二微槽结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构以及互补式弯折线结构中的一种。
4.如权利要去1所述的非对称天线，其特征在于所述天线还包括用于放置所述馈线与所述金属片的介质。
5.如权利要求4所述的非对称天线，其特征在于所述介质为空气、陶瓷、环氧树脂基板或聚四氟乙烯基板。
6.如权利要求1或2或3所述的非对称天线，其特征在于所述第一微槽结构和所述第二微槽结构通过蚀刻、钻刻、光刻、电子刻或离子刻镂空于所述金属片上。
7.如权利要求1所述的非对称天线，其特征在于所述馈线与所述金属片不接触，通过容性耦合方式馈入所述金属片。
8.如权利要求1所述的非对称天线，其特征在于所述馈线通过可短接点连接所述金属片使得所述馈线通过感性耦合方式馈入所述金属片。
9.一种MIMO天线，其特征在于包括多个权利要求1所述的非对称天线。
10.如权利要求9所述的MIMO天线，其特征在于多个所述非对称天线的每一馈线均连接一接收/发射机，全部的接收/发射机连接于基带信号处理器。
专利摘要本实用新型公开一种非对称天线，其包括馈线、金属片，所述馈线通过耦合方式馈入所述金属片；所述金属片上至少镂刻有非对称的第一微槽结构和第二微槽结构，使得所述天线具有至少两个不同的谐振频段。根据本实用新型的非对称天线，在金属片上至少镂刻有不对称的第一微槽结构及第二微槽结构，因此能够很容易地产生多个谐振点，且谐振点不易抵消，很容易实现多模谐振。同时，本实用新型还公开一种包括上述非对称天线的MIMO天线，该MIMO天线具有高隔离度。
文档编号H01Q21/00GK202127090SQ20112018101
公开日2012年1月25日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者刘若鹏, 徐冠雄, 杨松涛 申请人:深圳光启创新技术有限公司, 深圳光启高等理工研究院