一种新型超宽带mimo天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种新型超宽带ΜΜ0天线。
【背景技术】
[0002]随着现代无线通信技术的迅速发展，通信系统对天线的要求越来越高，可工作于多个频带的超宽带多入多出Multiple-1nput-multiple-output (ΜΙΜΟ)天线是近年来研究的热点。ΜΠΚ)技术，因为能够大幅度增加信道容量，而且不需要额外的增加频谱范围和输入功率，日益成为天线设计新的重要研究方向。超宽带ultra-wideband(UWB)是一种具有很宽频带3.lGHz-10.6GHz，应用于大容量、高数据传输速率的无线便携式设备中的通信技术。为了进一步更大幅度的增加信道容量，近些年来，ΜΠΚ)技术逐渐引入到超宽带天线的设计中来。考虑到覆盖多个常用通信系统频段的需要，比如:蓝牙Bluetooth系统的
2.4GHz_2.484GHz，无线局域网系统 wireless local area network (WLAN)的 2.4GHz_2.484GHz, 5.15GHz-5.35GHz, 5.725GHz_5.825GHz，全球微波互联接入系统 WiMAX(WorldwideInteroperability for Microwave Access)的 2.5GHz_2.69GHz, 3.4GHz_3.69GHz, 5.25GHz-5.85GHz，超宽带ultra-wideband (UWB)的3.lGHz-10.6GHz，能兼容这些不同频段的通信系统的天线才是我们所追求的。同时，随着高速集成电路的快速发展，系统设备向一体化，小型化，集成化不断迈进，作为无线电子设备的终端，现代电子设备对天线提出了小型化、易于集成的要求。
[0003]小型化的兼容蓝牙，WIMAX，WLAN，UWB的新型超宽带Μ頂0天线是一种常用的能同时覆盖多个不同通信频段的阵列天线。同时采用平面印刷结构能够很容易地实现天线低成本的快速加工和与集成电路其他部分的集成。传统的超宽带Μπω天线的实现主要有两步:一是采用各种形状的微带单极子作为辐射单元，二是在辐射贴片中间连接中和线或隔离条，或者地板上延伸出特殊结构作为解耦单元。辐射单元实现宽频带覆盖，解耦单元实现端口间的高隔离度，进而实现覆盖多个不同工作频段的目的。
[0004]传统的超宽带ΜΜ0天线，因尺寸限制，只能实现高频带的覆盖。而且一个突出的缺陷是2.4GHz频带无法覆盖，从而对应的蓝牙/WLAN/WIMAX无法工作。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术超宽带ΜΙΜ0天线因尺寸限$1」，只能实现高频带
3.lGHz-10.6GHz的覆盖，无法覆盖低频部分2.4GHz频带所带来的缺陷，本发明提供一种新型超宽带Μπω天线。
[0006]本发明采用新的单极子天线结构实现低频部分2.4GHz和高频部分3.lGHz-10.6GHz的全部覆盖，通过设计一个宽度渐增的地板延伸枝节来提高全频段的馈电端口间隔离度，得到一种新型的宽频带足以兼容多个通信系统(蓝牙，WIMAX，WLAN，UWB)的超宽带ΜΜ0天线。
[0007]本发明采用如下技术方案:
[0008]—种新型超宽带ΜΜ0天线，包括介质基板，所述介质基板的正面印制关于介质基板中线对称的两个梯形辐射单元，所述介质基板的背面印制地板，还包括两条输入端馈线，所述输入端馈线与梯形辐射单元连接，所述梯形辐射单元的外侧设置U形延伸枝节，所述U形延伸枝节与梯形福射单元连接。
[0009]还包括宽度渐增的地板延伸枝节，所述地板延伸枝节与地板垂直连接，所述地板延伸枝节关于介质基板中心对称。
[0010]所述地板具体是带有两个四分之一圆角的矩形。
[0011]所述输入端馈线为特征阻抗50欧姆的微带线。
[0012]所述地板延伸枝节由地板到介质基板边缘方向宽度逐渐增加。
[0013]所述四分之一圆角的半径为6毫米。
[0014]U形延伸枝节的末端与梯形辐射单元不接触，并与梯形辐射单元形成矩形槽。
[0015]所述梯形辐射单元的高与输入端馈线连接，梯形辐射单元的下底边设置U形延伸枝节。
[0016]所述地板正中间延伸出的宽度渐增的地板延伸枝节，起到了对两个梯形辐射单极子方向图的反射作用，同时在地板延伸枝节和两个梯形辐射单元之间引入了新的谐振模式，从而进一步优化天线的阻抗带宽。也就是说，地板延伸枝节的存在使得电流汇聚在地板延伸枝节的周围，从而减少了耦合到另外一个端口的能量，从而实现了两个间隔距离很小的天线间的高隔离度-15dB ；
[0017]本发明的有益效果:
[0018](1)用平面的结构不仅完全覆盖了超宽带频段，3.lGHz-10.6GHz，同时能够有效地兼容更低的频段:2.4GHz-3.lGHzo使得该天线可以兼容多个不同频段的通信系统:蓝牙 Bluetooth 系统的 2.4GHz_2.484GHz，无线局域网系统 wireless local areanetwork (WLAN)的 2.4GHz_2.484GHz, 5.15GHz_5.35GHz, 5.725GHz_5.825GHz，全球微波互联接入系统 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)的
2.5GHz-2.69GHz, 3.4GHz-3.69GHz, 5.25GHz-5.85GHz，超宽带 ultra-wideband(UWB)的
3.lGHz-10.6GHzo进一步展宽了工作频带。
[0019](2)整个天线的平面尺寸，包含地板为40mmX 36mm，占用的尺寸极其小，而且可用平面印刷工艺和低成本的FR4板材，降低了制造成本。
[0020](3)天线的结构简单，调试方便，工作模式清晰，而且各个频段内的模式可灵活的调节。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的结构示意图；
[0022]图2是图1的俯视图；
[0023]图3是图1的仰视图；
[0024]图4是图1的侧视图；
[0025]图5是本发明实施例仿真的回波损耗与频率关系图；
[0026]图6是本发明实施例仿真的端口间隔离度与频率关系图；
[0027]图7是本发明实施例仿真的增益图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0029]实施例
[0030]如图1所示，一种新型超宽带Μ頂0天线，能够兼容蓝牙，WIMAX，WLAN，UWB的新型超宽带ΜΜ0天线，包括介质基板，所述介质基板的正面印制关于介质基板中线对称的两个梯形辐射单元1、2，所述介质基板的背面印制地板7，还包括两条输入端馈线3、4，所述输入端馈线与梯形福射单元连接，且--对应，所述梯形福射单元的外侧设置U形延伸枝节5、
6，所述U形延伸枝节与梯形福射单元连接。
[0031]两个梯形辐射单元相当于两个单极子天线，用来初步形成频带宽度大概能够覆盖
3.1-10.6GHz的工作频带。
[0032]所述梯形辐射单元的外侧设置U形延伸枝节5、6，本实施例中外侧是指远离介质基板中线一侧，U形延伸枝节的末端与梯形福射单元不接触，与梯形福射单元之间形成19.5mmX 3mm的矩形缝隙，这种特殊的梯形福射单元外侧添加延伸U形枝节的结构可以覆盖低频段2.4GHz-3.1GHz，最终实现2.4GHz-llGHz全频段的覆盖。
[0033]所述梯形辐射单元的高与输入端馈线连接，梯形辐射单元的下底边延伸设置U形延伸枝节。
[0034]所述地板为带有两个四分之一圆角的矩形，两个四分之一圆角位于矩形顶端的两个角，有两个圆角，用来调节6.7GHz-8.5GHz的阻抗匹配特性，使得高频段的回波损耗全部小于-lOdBo
[0035]所述地板的中间位置设置宽度渐增的地板延伸枝节8，所述地板延伸枝节8与地板7垂直连接，且关于介质基板中心对称，地板延伸枝节从地板到介质基板边缘的宽度逐渐增大来来调节整个蓝牙和超宽带频带的隔离度。