一种小型化差分陷波uwb-mimo天线的制作方法_2

文档序号:9813028阅读:来源:国知局
隔开。
[0017] 作为一种优选方案,所述第一缝隙、第二缝隙、第=缝隙和第四缝隙均包括宽缝、 第一细缝和第二细缝,所述第一细缝、宽缝和第二细缝依次相连;其中,所述第一缝隙的第 二细缝分别与介质基板的上边缘、左边缘相连,所述第二缝隙的第二细缝分别与介质基板 的左边缘、下边缘相连,所述第=缝隙的第二细缝分别与介质基板的下边缘、右边缘相连, 所述第四缝隙的第二细缝分别与介质基板的右边缘、上边缘相连。
[0018] 作为一种优选方案,所述四个天线单元的谐振枝节均为二分之一波长谐振器,用 于实现陷波功能,每个谐振枝节的长度为5.5G化陷波频率波导波长的1/2。
[0019] 作为一种优选方案,所述四个天线单元的差分馈电结构均采用微带馈线构成。
[0020] 作为一种优选方案,所述介质基板采用FR4介质基板,其介电常数为4.4,厚度为 1.6mm〇
[0021] 本发明相对于现有技术具有如下的有益效果:
[0022] 1、本发明的UWB-MIMO天线通过介质基板顶层的一对对角线和介质基板底层的一 对对角线分成四个天线单元,四个天线单元之间通过地板在对角线上刻蚀的四个缝隙隔 开,W增加隔离度,每个天线单元采用差分微带对地板上的T形缝隙进行临近禪合馈电,地 板上刻蚀的T形缝隙形成阶梯阻抗结构;此外,T形缝隙内加入谐振枝节,谐振频率对应为 5.5G化,可W达到陷波的功能,改变谐振枝节的长度可W控制陷波中屯、频率,W实现目标的 陷波频段(5-6GHZ ),从而可W消除UWB通信系统与WLAN、WiMAX系统的互扰。
[0023] 2、本发明的UWB-MIMO天线的每个天线单元通过差分馈电结构对T形缝隙进行馈 电,实现3. IG化~10.6G化的超宽带工作,并且差分馈电结构和T形缝隙的垂直放置,使得共 模信号不能激励缝隙,共模信号可W被一定程度的抑制掉。
[0024] 3、本发明的UWB-MIMO天线的每个天线单元的差分馈电结构为具有两个对称切角 的凹形结构,作切角处理后,可W达到更好的阻抗匹配。
[0025] 4、本发明的UWB-MIMO天线的四个天线单元结构基本相同,W运样的方式排列可大 大减小天线的尺寸。
[0026] 5、本发明的UWB-MIMO天线结构简单、尺寸小、易于加工,能够满足小型化需求,可 W很好的应用于UWB系统,与传统的UWB-MIMO天线相比,采用差分双端口馈电结构,更容易 与差分电路集成,与已有的差分UWB-MIMO天线相比,采用谐振枝节实现了陷波特性,消除了 UWB通信系统与WLAN及WiMAX系统的互扰。
【附图说明】
[0027]图巧本发明实施例1的UWB-MIMO天线顶层的结构示意图。
[002引图2为本发明实施例1的UWB-MIMO天线底层的结构示意图。
[0029] 图3为本发明实施例2的UWB-MIMO天线的电磁仿真S参数曲线图。
[0030] 其中,图1中用虚线表示底层结构,图2中用虚线表示顶层结构;1-介质基板,2-第 一天线单元,3-第二天线单元,4-第=天线单元,5-第四天线单元,6-第一 T形缝隙,7-第一 差分馈电结构,8-第一谐振枝节,9-第二T形缝隙,10-第二差分馈电结构,11-第二谐振枝 节,12-第ST形缝隙,13-第S差分馈电结构,14-第S谐振枝节,15-第四T形缝隙,16-第四 差分馈电结构,17-第四谐振枝节,18-第一缝隙,19-第二缝隙,20-第S缝隙,21-第四缝隙。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不 限于此。
[0032] 实施例1:
[0033] 如图1和图2所示,本实施例的UWB-MIMO天线包括介质基板1、设置在介质基板1顶 层的地板W及通过介质基板1顶层的一对对角线和介质基板1底层的一对对角线分开的四 个天线单元,所述地板在介质基板1顶层的一对对角线上刻蚀有相互对称的四个缝隙,四个 天线单元之间通过四个缝隙隔开,可W提高四个单元之间的隔离度;
[0034] 所述四个天线单元分别为第一天线单元2、第二天线单元3、第=天线单元4和第四 天线单元5;所述第一天线单元2包括刻蚀在地板上的第一 T形缝隙6和设置在介质基板1底 层的第一差分馈电结构7,所述第一 T形缝隙6内具有第一谐振枝节8;所述第二天线单元3包 括刻蚀在地板上的第二T形缝隙9和设置在介质基板1底层的第二差分馈电结构10,所述第 二T形缝隙9内具有第二谐振枝节11;所述第=天线单元4包括刻蚀在地板上的第=T形缝隙 12和设置在介质基板1底层的第=差分馈电结构13,所述第=T形缝隙12内具有第=谐振枝 节14;所述第四天线单元5包括刻蚀在地板上的第四T形缝隙15和设置在介质基板1底层的 第四差分馈电结构16,所述第四T形缝隙15内具有第四谐振枝节17;
[0035] 所述第一 T形缝隙6、第二T形缝隙9、第=T形缝隙12和第四T形缝隙15均分为矩形 宽缝和开路缝隙分为矩形宽缝和开路缝隙;所述第一 T形缝隙6的开路缝隙与介质基板1的 上边缘相连,所述第一谐振枝节8位于第一 T形缝隙6的矩形宽缝内;所述第二T形缝隙9的开 路缝隙与介质基板1的左边缘相连,所述第二谐振枝节11位于第二T形缝隙9的矩形宽缝内; 所述第=T形缝隙12的开路缝隙与介质基板1的下边缘相连,所述第=谐振枝节14位于第= T形缝隙12的矩形宽缝内;所述第四T形缝隙15的开路缝隙与介质基板1的右边缘相连,所述 第四谐振枝节17位于第四T形缝隙15的矩形宽缝内;
[0036] 所述第一差分馈电结构7、第二差分馈电结构10、第=差分馈电结构13和第四差分 馈电结构16均为具有两个对称切角的凹形结构,作切角处理是为了达到更好的阻抗匹配; 其中,所述第一差分馈电结构7的两端作为一对差分馈电端口P1(P1 +,P1-),并位于介质基 板1底层的上边缘处;所述第二差分馈电结构10的两端作为一对差分馈电端口 P2(P2+, P2-),并位于介质基板1底层的左边缘处;所述第=差分馈电结构13的两端作为一对差分馈 电端口 P3(P3+,P3-),并位于介质基板1底层的下边缘处;所述第四差分馈电结构16的两端 作为一对差分馈电端口P4(P4+,P4-),并位于介质基板1底层的右边缘处;W第一差分馈电 结构7为例,与一般的差分馈电不同的是,第一差分馈电结构7的两个端口 Pl+和Pl-直接连 在一起,从端口 Pl+和Pl-馈入幅度相同,相位相反的差分信号,第一差分馈电结构7对第一T 形缝隙6进行禪合馈电,实现3. IG化~10.6GHz的超宽带工作,并可W对共模信号进行一定 程度的抑制;
[0037] 所述第一谐振枝节8、第二谐振枝节11、第=谐振枝节14和第四谐振枝节17均为二 分之一波长谐振器,每个谐振枝节的长度大概等于5.5G化时的l/2Ag(^g ),其中入g 是指5.5G化时的波导波长,可W实现陷波功能,陷波的中屯、频率可W通过调整谐振枝节的 长度进行控制,适当调整之后,可实现5.05GHz~5.9GHz的陷波频段,从而可W避免UWB系统 工作时与WLAN、WiMAX系统产生不必要的互扰;
[0038] 所述四个缝隙分别为第一缝隙18、第二缝隙19、第=缝隙20和第四缝隙21,所述第 一缝隙18将第一天线单元2和第二天线单元3隔开,所述第二缝隙1則尋第二天线单元3和第 =天线单元4隔开,所述第=缝隙20将第=天线单元4和第四天线单元5隔开,所述第四缝隙 21将第一天线单元2和第四天线单元5隔开;
[0039] 所述第一缝隙18、第二缝隙19、第=缝隙20和第四缝隙21均包括宽缝、
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