具平坦陷波特性的高隔离度双陷波uwb_mimo天线的制作方法_2

文档序号:8771933阅读:来源:国知局
线单元和第二矩形天线单元对称地放置在基板的两边,且所述第一微带线偏离第一矩形天线单元的中心,所述第二微带线偏离第二矩形天线单元的中心;所述第一地板缝隙、第二地板缝隙、第三地板缝隙、第四地板缝隙的末端开路;所述第一地板缝隙和第三地板缝隙的长度不同,共享同一个开路端,并放置在矩形地板上,且接近第一微带线;所述第二地板缝隙和第四地板缝隙的长度不同,共享同一个开路端,并放置在矩形地板上,且接近第二微带线;所述第一金属带接近第一矩形天线单元,并与第一矩形天线单元之间存在耦合;所述第二金属带接近第二矩形天线单元,并与第二矩形天线单元之间存在耦合;所述地板枝节放置在第一矩形天线单元和第二矩形天线单元之间,作为反射单元。
[0015]所述第一激励端口和第二激励端口放置在基板的同一边缘。
[0016]所述第一微带线和第二微带线呈镜像对称。
[0017]所述第一地板缝隙和第二地板缝隙呈镜像对称。
[0018]所述第三地板缝隙和第四地板缝隙呈镜像对称。
[0019]所述第一金属带和第二金属带呈镜像对称,并位于地板枝节的两侧。
[0020]所述地板枝节位于第一矩形天线单元和第二矩形天线单元的中间。
[0021 ] 所述第一微带线和第二微带线为50欧姆微带馈线。
[0022]本实用新型与现有技术相比,具有如下优点与有益效果:
[0023]1、在保证天线单元之间高隔离度的前提下,已有移动终端设备小型UWB_MMO天线设计只有少数大能实现陷波功能,但是往往也只是实现了单陷波功能。数量不多的、能实现双陷波功能的小型高隔离度UWB_MIMO天线,它们的陷波特性也仅仅是一阶,不能实现二阶或二阶以上的陷波特性。本专利中提出的具平坦陷波特性的高隔离度双陷波UWB_MMO天线采用末端开路、而且开路端相连的,即共享一个开路端口的两地板缝隙,还引入放置在天线单元背后的耦合金属带。这些结构的引入,其中一条末端开路的地板缝隙在WiMax3.5GHz产生一阶陷波效应,而另外一条末端开路的缝隙和耦合金属带相互作用,在WLAN5.5GHz频域范围内成功产生了二阶陷波效应,陷波的频率选择性非常好,而且该在陷波频域内,天线特性曲线的平坦性良好。
[0024]2、本专利提出的末端开路、而且开路端相连的两条地板缝隙放置在矩形地板上,并接近50欧姆微带馈线,50欧姆微带馈线通过耦合的方式对这两条地板缝隙进行馈电,则在UWB频域的高频处,这两条地板缝隙发生谐振,扩展天线单元的阻抗带宽,使得天线单元的工作带宽可以有效地覆盖整个UWB频段,而不增加天线的尺寸,也不增加天线单元之间的互耦。
[0025]3、本专利提出的UWB_MMO天线的两天线单元具有比较好的稳定性,故仅在两天线单元之间放置一个细长型的地板枝节就可以在整个天线工作带宽内,将天线单元间的隔离度提高到满意的水平,而且该地板枝节的引入对天线单元的陷波特性没有造成负面的影响。
[0026]4、与已有移动终端设备UWB_MMO天线设计相比较,本实用新型实现了二阶陷波特性,陷波频域的频率选择性良好,而且具有更小的尺寸,更简单的结构,从而可以降低生产成本,适用于各种多功能小型手持设备中。
【附图说明】
[0027]图1a为本实用新型所述具平坦陷波特性的高隔离度双陷波UWB_MIMO天线的结构示意图。
[0028]图1b为图1a所示UWB_MIMO天线的仿真与测试的频率响应电磁仿真曲线图。
[0029]图2a为采用偏离矩形天线单元的50欧姆微带馈线的UWB_MMO天线的结构示意图。
[0030]图2b为图2a所示UWB_MMO天线应用传统地板缝隙产生一阶双陷波效果时的频率响应的电磁仿真曲线图。
[0031]图3a为采用地板缝隙产生一阶、双陷波特性时的UWB_MMO天线的结构示意图。
[0032]图3b为图3a所示UWB_MMO天线频率响应的电磁仿真曲线图。
[0033]图4a为采用地板缝隙和金属带产生一个一阶陷波频带和一个二阶陷波频带时的UWB_MIMO天线的结构示意图。
[0034]图4b为图4a所示UWB_MMO天线频率响应的电磁仿真曲线图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0036]如图1a所示,本实施例所述的具平坦陷波特性的高隔离度双陷波UWB_MMO天线,包括有矩形地板1、地板枝节2、第一矩形天线单元3、第二矩形天线单元4、第一微带线5 (具体为50欧姆微带馈线)、第二微带线6 (具体为50欧姆微带馈线)、第一激励端口 7、第二激励端口 8、第一地板缝隙9、第二地板缝隙10、第三地板缝隙11、第四地板缝隙12、第一金属带13、第二金属带14。其中,所述矩形地板1、地板枝节2、第一金属带13、第二金属带14印制在基板15的正面,所述第一矩形天线单元3、第二矩形天线单元4、第一微带线5、第二微带线6印制在基板15的背面。所述第一矩形天线单元3通过第一微带线5由第一激励端口 7进行馈电,所述第二矩形天线单元4通过第二微带线6由第二激励端口 8进行馈电,该第一微带线5和第二微带线6呈镜像对称,该第一激励端口 7和第二激励端口 8放置在基板15的同一边缘。所述第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4对称地放置在基板15的两边,且所述第一微带线5偏离第一矩形天线单元3的中心,所述第二微带线6偏离第二矩形天线单元4的中心,因为第一微带线5和第二微带线6分别偏离第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4的中心,所以对第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4而言,它们具有两条长度不同的辐射路径,所以可以在保证小天线单元尺寸的条件下,获得良好的阻抗带宽。所述第一地板缝隙9、第二地板缝隙10、第三地板缝隙11、第四地板缝隙12的末端开路,该第一地板缝隙9和第二地板缝隙10呈镜像对称,该第三地板缝隙11和第四地板缝隙12呈镜像对称。所述第一地板缝隙9和第三地板缝隙11的长度不同,共享同一个开路端16,并放置在矩形地板I上,且接近第一微带线5 ;所述第二地板缝隙10和第四地板缝隙12的长度不同,共享同一个开路端17,并放置在矩形地板I上,且接近第二微带线6 ;在WiMAX 3.5GHz频域内,第一地板缝隙9和第二地板缝隙10作为陷波结构产生陷波效果,在WLAN 5.5GHz频域内,第三地板缝隙11和第四地板缝隙12作为陷波结构产生陷波效果;因共有开路端16的存在,在两陷波频域外,末端开路的第一地板缝隙9和末端开路的第三地板缝隙11可以作为地板缝隙天线,第一微带线5通过耦合的馈电方式对该地板缝隙天线进行馈电;同样,因共有开路端17的存在,末端开路的第二地板缝隙10和末端开路的第四地板缝隙12也可以作为地板缝隙天线,第二微带线6通过耦合的馈电方式对该地板缝隙天线进行馈电,这地板缝隙天线在UWB的高频处发生谐振,有效地扩展了第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4的阻抗匹配带宽。所述第一金属带13接近第一矩形天线单元3,并与第一矩形天线单元3之间存在比较强的耦合,所述第二金属带14接近第二矩形天线单元4,并与第二矩形天线单元4之间存在比较强的耦合,这些耦合作用,也会使得第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4获得陷波特性,第一金属带13和第二金属带14产生的陷波效应与第二地板缝隙10和第三地板缝隙11产生的陷波效应会相互作用,从而使得本UWB_MIMO天线在WLAN5.5GHz的频域内获得二阶陷波特性,具有很好的频率选择性,特性曲线的平坦度也很好。所述地板枝节2放置在第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4的中间位置,作为反射单元,可以有效地降低第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4之间由于空间耦合而引发的互耦,上述第一金属带13和第二金属带14呈镜像对称,并位于该地板枝节2的两侧。
[0037] 第一微带线5和第二微带线6分别偏离第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4中心的作用可以从图2b看出来,从图2b可以观察到由于第一微带线5和第二微带线6偏离第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4的中心放置,可以在保持第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4很小的尺寸的条件下,得到很好的阻抗带宽。但是图2a所示UWB_MMO天线采用的是两条传统的地板缝隙以获得两个陷波频带的效果,如图2b所示这两个陷波均是一阶陷波,频率选择性比较差。比较图2a和图3a所示UWB_MM0天线的频率响应的电磁仿真曲线图2b和图3b,可以清楚地观察到由于图3a所示UWB_MM0天线采用了是新型的地板缝隙:第一地板缝隙9和第三地板缝隙11共享一个开路端16,第二地板缝隙10和第四地板缝隙12共享一个开路端17,则可以在保持对低频陷波频带几乎没受影响的情况下,有效地扩展了第一矩形天线单元3和第二矩形天线单元4的高频阻抗带宽,使得整个UWB工作频段(除了陷波频段外)得到有效地覆盖。比较图2a和图3a所示UWB_MM0天线的频率响应的电磁仿真曲线图2b和图3b,还可以观察到新型地板缝隙的应用对高频陷波有一定的影响,使得该高频陷波
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