构，便可以达到很高的隔离度。
[0016]3、与已有的毫米波MMO天线阵比较，本实用新型具有更宽的阻抗带宽，更好的隔离度，更小的尺寸，适用于各种多功能小型手持设备系统中。
【附图说明】
[0017]图1为应用于Q-波段的毫米波MBTO天线的正面示意图。
[0018]图2为应用于Q-波段的毫米波MBTO天线的反面示意图。
[0019]图3为应用于Q-波段的毫米波MIMO天线的Sll仿真结果图。
[0020]图4为二单元毫米波MBTO天线阵的正面示意图。
[0021 ]图5为二单元毫米波MIMO天线阵的S参数仿真结果图。
[0022]图6为线性四单元毫米波MBTO天线阵的正面示意图。
[0023]图7为线性四单元毫米波MIMO天线阵的S参数仿真结果图。
[0024]图8为二维四单元毫米波MBTO天线阵的正面示意图。
[0025]图9为二维四单元毫米波MIMO天线阵的S参数仿真结果图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0027]如图1和图2所示，本实施例所述的毫米波MIMO天线，使用的介质基板材料为Rogers 5880，厚度为0.508mm，包括有两个不同的辐射单元，分别为第一辐射单元I和第二辐射单元2，以及激励端口9、馈电过孔3、底面圆盘的阻抗匹配结构6、阻抗变化器8、第一金属过孔4、第二金属过孔10;所述第一辐射单元I和第二辐射单元2印制在基板的正面，该第一辐射单元I为矩形贴片单元，该第二辐射单元2为U形贴片单元，该矩形贴片单元置于U形贴片单元的U形口中；所述激励端口9由50欧姆的共面波导直接馈电，蚀刻在基板的背面;所述馈电过孔3用于连接馈电部分和辐射单元部分，位于U形贴片单元中；所述阻抗匹配结构6的底面圆盘5蚀刻在基板的背面，其作用相当于一个电容，可抵消馈电过孔3引入的电感，实现阻抗匹配;所述阻抗变化器8蚀刻在基板的背面，可使得特性阻抗由75欧姆(图中的结构7)变为50欧姆(图中的结构9)，以实现辐射单元与馈电部分间的良好匹配;所述第一金属过孔4在馈电处两端形成有两排过孔，用于抑制馈电处表面波的产生;所述第二金属过孔10在两个辐射单元周围构成一个反射腔体，可提高天线的峰值增益，该反射腔体为介质集成波导(SIW)方形腔，两个辐射单元置于该介质集成波导方形腔的中间位置，通过贴片发挥的作用，可以使得天线的阻抗带宽非常宽，相对带宽达到24.4%，能有效覆盖了40.5GHz到50.2GHz整个Q-波段。
[0028]如图3所示，图中的第一个谐振点31主要由第一辐射单元I控制，调节第一辐射单元I的尺寸，就可以移动谐振点31;第二个谐振点32由底面圆盘的阻抗匹配结构6和馈电过孔3产生，其中调节馈电过孔3以及圆盘5的尺寸，就可以移动谐振点32;第三个谐振点33主要由第二辐射单元2控制，调节第二辐射单元2的尺寸，可以移动谐振点33。
[0029]除此之外，由于上述的介质集成波导方形腔形成了一个较为封闭的结构，过孔的大小以及过孔之间的距离，能抑制腔内能量的泄露，从而使得两个天线单元之间相互独立，因此还可以减小两个天线单元结构之间的互耦，使得MMO天线阵中天线单元的阻抗带宽(Sll)与图3的接近，同时减小天线单元之间的耦合度(S21，S31，S41)。因此，该介质集成波导方形腔使得天线单元之间无需在而外加入其他去耦的结构，但达到很高的隔离度。
[0030]在有限的空间中集成的天线数目越多，要得到高的隔离度就会越困难。而在已有的MMO天线阵设计，主要致力于如何减小天线单元间的互耦问题，所以会在天线之间加入去耦的结构、但这样也无形中使得天线阵的尺寸增大了。同时，Q-波段从40.5GHz到50.2GHz，跨度为9.7GHz，还需考虑到如何增大或者保留天线阵元原有的阻抗带宽，使其能覆盖整个Q-波段。
[0031]通过以上分析可以知道，本实用新型既包含了增加带宽，改善阻抗匹配，提高隔离度的结构，还具有独立可调的性能。下面我们将图1和图2所示的毫米波MMO天线应用于二单元及四单元的MIMO天线阵中进行具体说明。
[0032]图4为二单元毫米波MMO天线阵的正面图，图6为线性四单元毫米波MMO天线阵的正面图，图8为二维四单元毫米波MMO天线阵的正面图。从图1和图2提供的毫米波MMO天线可知，图4提供的二单元毫米波MMO天线阵包含了两个天线单元以及两个激励端口 9，激励端口 9在介质基板的两端，两个SIW腔之间紧挨着，没有外加更多的去耦结构，此时S21在整个工作频段内都小于_15dB，如图5所示。图6提供的线性四单元毫米波MMO天线阵包含了四个天线单元以及四个激励端口 9，类比于二单元的MMO天线阵，相邻的激励端口 9在介质基板的两端，相邻SIW腔之间共用腔体的一面，没有外加更多的去耦结构，此时S21，S31，S41在整个工作频段内都小于_15dB，如图7所示。图8提供的二维四单元毫米波MMO天线阵包含了四个天线单元以及四个激励端口 9，激励端口 9在介质基板的各个边上，相邻SIW腔之间共用腔体的一面，没有外加更多的去耦结构，此时S21，S31，S4i在整个工作频段内也都小于_15dB，如图9所示。
[0033]以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种毫米波MMO天线，其特征在于:包括有两个不同的辐射单元，分别为第一辐射单元和第二辐射单元，以及激励端口、馈电过孔、底面圆盘的阻抗匹配结构、阻抗变化器、第一金属过孔、第二金属过孔;所述第一辐射单元和第二辐射单元印制在基板的正面，该第一辐射单元为矩形贴片单元，该第二辐射单元为U形贴片单元，该矩形贴片单元置于U形贴片单元的U形口中；所述激励端口由50欧姆的共面波导直接馈电，蚀刻在基板的背面;所述馈电过孔用于连接馈电部分和辐射单元部分，位于U形贴片单元中；所述阻抗匹配结构的底面圆盘蚀刻在基板的背面，其作用相当于一个电容，能够抵消馈电过孔引入的电感，实现阻抗匹配;所述阻抗变化器蚀刻在基板的背面，使得特性阻抗由75欧姆变为50欧姆，以实现辐射单元与馈电部分间的阻抗匹配;所述第一金属过孔在馈电处两端形成有两排过孔，用于抑制馈电处表面波的产生;所述第二金属过孔在两个辐射单元周围构成一个反射腔体，用于提高天线的峰值增益。2.根据权利要求1所述的一种毫米波MIMO天线，其特征在于:所述反射腔体为介质集成波导方形腔，两个辐射单元置于该介质集成波导方形腔的中间位置。
【专利摘要】本实用新型公开了一种毫米波MIMO天线，包括第一辐射单元、第二辐射单元、激励端口、馈电过孔、阻抗匹配结构、阻抗变化器、第一金属过孔、第二金属过孔；第一、二辐射单元印制在基板正面，激励端口由50欧姆的共面波导直接馈电，蚀刻在基板的背面；馈电过孔用于连接馈电部分和辐射单元部分，阻抗匹配结构的底面圆盘蚀刻在基板的背面，其作用相当于一个电容，抵消馈电过孔引入的电感，实现阻抗匹配；阻抗变化器蚀刻在基板的背面，实现辐射单元与馈电部分间的良好匹配；第一金属过孔在馈电处两端形成有两排过孔；第二金属过孔在两个辐射单元周围构成一个反射腔体。本实用新型天线独立可控、结构紧凑、尺寸小、特性好、隔离度高。
【IPC分类】H01Q21/00, H01Q19/10, H01Q1/38, H01Q1/50, H01Q1/52
【公开号】CN205355249
【申请号】CN201620018983
【发明人】褚庆昕, 翁佳钿
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月7日