T型结构馈电双频应用于wlan的两单元平面微带mimo天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无源器件中天线领域，尤其是一种平面微带MBTO天线。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信技术的迅速发展，人们对无线终端的依赖性越来越强，传统的技术 已经无法满足数据传输速率和质量的要求。在多径的环境中，多输入多输出（Multiple-input Multiple-Output ，ΜΙΜ0) 技术能够在不增加工作带宽与发射功率的前提下 ，提高无 线信道的通信质量和容量，并且已经被列为LTE(Long Term Evolution)的核心技术之一。
[0003] 国内外学者对MIMO天线做出了很多研究，例如:Y.Gao等人设计了一个中心频率工 作在5.2GHz，应用于WLAN，具有极小地板的两单元MMO天线系统，经过修正，将两个天线之 间親合度降到-28dB以下；Shuai Zhang等人提出一种针对PIFA天线的去親合技术，利用一 种T型缝隙阻抗变换器，可以将单频以及双频工作的MMO天线之间的耦合度得到有效地降 低。但是以上的天线都具有天线体积较大的缺点，不利于当前器件小型化的需求，另外，天 线单元的隔离度也相对较低，干扰较大，同时没有极化分集特性。因此如何设计出具有分集 特性的小型化的高隔离度M頂0天线就成了我们研究的方向。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的不足，本专利旨在设计出具有极化正交分集特性的适用于手 机终端的高隔离度MBTO天线，具有以下特性：电尺寸小，隔离度高，具有极化分集功能和便 于集成加工。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006] 本发明所设计的MMO天线由四部分组成：1号天线单元，2号天线单元，介质基板 (3)和接地板(4)。
[0007] 1号天线单元和2号天线单元均由一个T字型50欧姆端口馈电耦合线和边长为Lpatch 的正方形福射贴片Ic组成，Lpatch的取值范围为24.5mm~26.5mm，1号天线单元与2号天线单 元的50欧姆端口馈电耦合线尺寸完全相同，1号天线单元和2号天线单元共用正方形辐射贴 片（Ic)，选取正方形辐射贴片Ic的任意两个相邻边，将1号天线单元和2号天线单元的T字型 50欧姆端口馈电耦合线与所选取的两个边分别平行放置，1号天线单元和2号天线单元的T 字型50欧姆端口馈电親合线和福射贴片Ic之间的距离均为g，g的取值范围0.08mm~1.0mm， 即1号天线单元和2号天线单元的两条端口馈电耦合线分别平行于正方形辐射贴片（Ic)中 选取的两个边且相互垂直，在正方形辐射贴片（I c)正中心位置开一个边长为Lslcit的正方形 缺口，Lsiot的取值范围为9.5mm~10.5mm，在正方形缺口的四个顶角处垂直于天线表面方向 分别竖立四个尺寸相同的的长方体柱Id~4d，长方体柱Id~4d的底面是边长为W= Imm的正 方形，长方体柱I d~4d的高为h = 5mm，长方体柱I d~4d底面的顶点与正方形缺口的顶点均 对应重合，在四个长方体柱Id~4d的顶面放置一个边长为Lup的正方形贴片（Ie)，L UP的取值 范围为11.5mm~12.5mm，长方体柱Id~4d顶面的顶点和两条邻边与正方形贴片I e的顶点和 两条邻边均对应重合。
[0008] 1号天线单元和2号天线单元印刷在正方形介质基板(3)上，正方形介质基板(3)采 用相对介电常数为4.4,损耗角正切为0.02,厚度为h sub的聚四氟乙烯材料，hsub的取值范围 为1 · 5mm~1.7mm〇
[0009] 接地板(4)贴在正方形介质基板（3)的正下方，尺寸与正方形介质基板（3)的尺寸 相同。
[0010]本发明的有益效果是设计的MMO天线，两个天线单元具有T型馈电耦合线端口互 相垂直，辐射贴片共用的特征，使天线电尺寸极大缩小，在手机等移动终端的应用中，小尺 寸可以极大地减小占用空间;耦合馈电线及以及辐射单元均采用微带线，使天线剖面较低， 且易于加工;在辐射贴片中心挖正方形缺口和在辐射贴片上方覆盖贴片，极大增加天线隔 离度，最大可以达到-31.52dB;设计的天线具有双频工作特性，具有稳定的极化分集特性， 在两个天线单元共用辐射贴片的情况下，两个天线单元具有线极化正交分集的特性;介质 基板采用介电常数为4.4的FR4材料，价格低廉，易于购买。总之，本发明制作成本低，易于加 工，可批量生产，具有较大的实际应用价值。
【附图说明】
[0011]图1是本天线的结构示意图，其中图1(a)是MMO天线的俯视图，图1(b)是MMO天线 的主视图。
[0012]图2为天线的仿真S参数，其中图2(a)是MMO天线在2.4GHz的S参数，图2(b)是MMO 天线在5.9GHz的S参数。
[0013]图3为天线的辐射方向图特性，图3(a)是MIMO天线在2.4GHz的xoz方向辐射方向 图，图3(b)是MMO天线在2.4GHz的yoz方向辐射方向图，图3(c)是MMO天线在5.9GHz的xoz 方向辐射方向图，图3(d)是MIMO天线在5.9GHz的yoz方向辐射方向图。
[0014] 图中：Ia-I号天线单元的T型馈电耦合线馈电部分，Ib-I号天线单元的T型馈电耦 合线耦合部分，Ic-两天线单元正方形辐射贴片，Id~4d_缝隙上方正方形贴片的支柱，Ie-正方形辐射贴片缝隙上方的正方形贴片，2a-2号天线单元的T型馈电耦合线馈电部分，2b-2 号天线单元的T型馈电親合线親合部分，3-聚四氟乙稀介质基板，4-地板，Portl-馈电端口 l，Port2-馈电端口 2。
[0015] Lfe3e3d-I号天线单元和2号天线单元的T型馈电耦合线耦合部分长度，Wfe3e3d-I号天线 单元和2号天线单元的T型馈电耦合线耦合部分宽度，L pcirt-I号天线单元和2号天线单元的T 型馈电親合线端口馈电部分长度，Wpcjrt-I号天线单元和2号天线单元的T型馈电親合线端口 馈电部分宽度，L patch-I号天线单元和2号天线单元共用的正方形辐射贴片Ic的边长，Lslcit-正方形辐射贴片开的正方形缝隙的边长，L up-正方形辐射贴片开的正方形缝隙上方正方形 贴片的边长，W-正方形辐射贴片缝隙外侧长方体柱的底面边长，h-正方形辐射贴片缝隙外 侧长方体柱的高，g-Ι号天线单元和2号天线单元的T型馈电耦合线和辐射贴片之间的距离， Lsub-正方形介质基板的长度，hsub-正方形介质基板的高度，x，y，z-坐标轴。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0017] 本发明所设计的MMO天线由四部分组成：1号天线单元，2号天线单元，介质基板 (3)和接地板(4)。
[0018] 1号天线单元和2号天线单元均由一个T字型50欧姆端口馈电耦合线和边长为Lpatch 的正方形福射贴片（Ic)组成，Lpatch的取值范围为24.5mm~26.5mm，1号天线单元与2号天线 单元的50欧姆端口馈电耦合线尺寸完全相同，1号天线单元和2号天线单元共用正方形辐射 贴片（Ic)，选取正方形辐射贴片（Ic)的任意两个相邻边，将1号天线单元和2号天线单元的T 字型50欧姆端口馈电耦合线与所选取的两个边分别平行放置，1号天线单元和2号天线单元 的T字型50欧姆端口馈电耦合线和辐射贴片（Ic)之间的距离均为g，g的取值范围0.08mm~ 1.0mm，即1号天线单元和2号天线单元的两条端口馈电耦合线分别平行于正方形辐射贴片 (Ic)中选取的两个边且相互垂直，在正方形辐射贴片（Ic)正中心位置开一个边长为L slcit的 正方形缺口，Lsiot的取值范围为9.5mm~10.5mm，在正方形缺口的四个顶角处垂直于天线表 面方向分别竖立四个尺寸相同的的长方体柱Id~4d，长方体柱Id~4d的底面是边长为W = Imm的正方形，长方体柱I d~4d的高为h = 5mm，长方体柱I d~4d底面的顶点与正方形缺口的 顶点均对应重合，在四个长方体柱Id~4d的顶面放置