一种带有隔离结构的MIMO天线的制作方法

本实用新型涉及MIMO天线，尤其涉及一种带有隔离结构的MIMO天线。

背景技术：

随着LTE技术的发展和4G系统规划的要求，作为移动通信系统重要环节的移动终端设备，也必然需要配备多个可以独立工作的天线。MIMO技术可以充分开发空间资源，在有限的频谱资源和固定的发射功率下，改善每个用户的通信质量或提高通信效率。MIMO技术实质上是为系统提供空间复用增益和空间分集增益。从传统单天线系统向MIMO天线系统演进是无线通信发展的不可逆转的趋势。MIMO天线作为MIMO无线通信系统的重要器件，具有举足轻重的地位。

然而天线单元间的耦合随着天线数目的增加或者天线单元间距的减小而急剧加强，这势必会使天线单元的阻抗带宽、辐射方向图、辐射效率等天线性能受到严重影响。且天线单元间的相关性也会变大，MIMO通信系统的信道容量随之大幅度的降低，因此研究多个小型多频天线单元之间的互耦机理，提出减小互耦、提高天线单元间隔离度的方法是很有必要的。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能够减少天线单元之间的互耦，并提高天线单元之间隔离度的MIMO天线。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案。

一种带有隔离结构的MIMO天线，其包括有两侧覆铜的主板，所述主板的左上角设有第一净空区，所述主板的右上角设有第二净空区，所述第一净空区内印制有第一单极天线和第一寄生单元，所述第一单极天线和第一寄生单元相邻设置，所述第二净空区内固定有长方体结构的支架，所述支架的顶部设有第二单极天线，且该第二单极天线靠近支架的右侧，所述第二单极天线是包括有水平部和竖直部的T形单极天线，所述第二单极天线的竖直部两侧分别设有第二寄生单元和第三寄生单元，所述支架的左侧端面设有隔离墙，所述隔离墙引出有第一枝节和第二枝节，所述第一枝节和第二枝节向支架的后侧延伸。

优选地，所述主板的尺寸为112mm×117mm×1.2mm。

优选地，所述第一净空区的尺寸为25mm×60mm。

优选地，所述第二净空区的尺寸为62mm×21mm。

优选地，所述支架的尺寸为72mm×20mm×10mm。

优选地，所述第一寄生单元是由两个支臂构成的L形寄生单元，所述第一单极天线设于第一寄生单元的两个支臂所形成的凹口内。

优选地，所述第二单极天线的竖直部、第二寄生单元和第三寄生单元分别向支架的前侧延伸。

优选地，所述第二单极天线、第二寄生单元、第三寄生单元、隔离墙、第一枝节和第二枝节均为铜片。

本实用新型公开的带有隔离结构的MIMO天线中，第一单极天线和第一寄生单元组成主集天线，支架、第二单极天线、第二寄生单元和第三寄生单元组成分集天线，该主集天线和分集天线分别设于主板的左右两侧，为了增加主集天线和分集天线之间的距离，本实用新型将第二单极天线、第二寄生单元和第三寄生单元设置于支架的右侧，而在支架的左侧端面设置了隔离墙，并且由隔离墙引出了第一枝节和第二枝节，在隔离墙、第一枝节和第二枝节的作用下，使得两个近距离天线之间的隔离度得以改善，而在相同频段的主集天线与分集天线达到一定距离的同时，通过加入隔离墙，有效改善了天线单元之间的隔离度，同时还保证了天线的阻抗匹配、天线的辐射效率等性能。

附图说明

图1为本实用新型MIMO天线的立体图。

图2为本实用新型MIMO天线另一视角的立体图。

图3为分集天线的回波损耗曲线图。

图4为主集天线的回波损耗曲线图。

图5为主集天线与分集天线之间的回波损耗曲线图。

图6为MIMO天线在去掉第三寄生单元后的回波损耗曲线图。

图7为MIMO天线在去掉第二寄生单元后的回波损耗曲线图。

图8为MIMO天线在去掉两个寄生单元后的回波损耗曲线图。

图9为分集天线在不加隔离墙时的回波损耗曲线图。

图10为主集天线在不加隔离墙时的回波损耗曲线图。

图11为主集天线和分集天线在不加隔离墙时的回波损耗曲线图。

图12为分集天线在去掉第一枝节后的回波损耗曲线图。

图13为主集天线在去掉第一枝节后的回波损耗曲线图。

图14为去掉第一枝节后主集天线与分集天线之间的回波损耗曲线图。

图15为分集天线在去掉第二枝节后的回波损耗曲线图。

图16为主集天线在去掉第二枝节后的回波损耗曲线图。

图17为去掉第二枝节后主集天线与分集天线之间的回波损耗曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作更加详细的描述。

本实用新型公开了一种带有隔离结构的MIMO天线，结合图1和图2所示，其包括有两侧覆铜的主板1，所述主板1的左上角设有第一净空区2，所述主板1的右上角设有第二净空区3，所述第一净空区2内印制有第一单极天线4和第一寄生单元5，所述第一单极天线4和第一寄生单元5相邻设置，所述第二净空区3内固定有长方体结构的支架6，所述支架6的顶部设有第二单极天线7，且该第二单极天线7靠近支架6的右侧，所述第二单极天线7是包括有水平部和竖直部的T形单极天线，所述第二单极天线7的竖直部两侧分别设有第二寄生单元8和第三寄生单元9，所述支架6的左侧端面设有隔离墙10，所述隔离墙10引出有第一枝节11和第二枝节12，所述第一枝节11和第二枝节12向支架6的后侧延伸。

上述MIMO天线中，第一单极天线4和第一寄生单元5组成主集天线，支架6、第二单极天线7、第二寄生单元8和第三寄生单元9组成分集天线，该主集天线和分集天线分别设于主板1的左右两侧，为了增加主集天线和分集天线之间的距离，本实用新型将第二单极天线7、第二寄生单元8和第三寄生单元9设置于支架6的右侧，而在支架6的左侧端面设置了隔离墙10，并且由隔离墙10引出了第一枝节11和第二枝节12，在隔离墙10、第一枝节11和第二枝节12的作用下，使得两个近距离天线之间的隔离度得以改善，而在相同频段的主集天线与分集天线达到一定距离的同时，通过加入寄生结构的隔离墙，有效改善了天线单元之间的隔离度，同时还保证了天线的阻抗匹配、天线的辐射效率等性能。

作为一种优选方式，所述主板1的尺寸为112mm×117mm×1.2mm。主板1的中间基材为FR4，介电常数为4.3、正切角损耗为0.025。

本实施例中，所述第一净空区2的尺寸为25mm×60mm。其中主集天线的尺寸为47mm×19mm。

本实施例中，所述第二净空区3的尺寸为62mm×21mm。其中，分集天线的尺寸为43mm×20mm×10mm，所述支架6的尺寸为72mm×20mm×10mm。

作为一种优选方式，所述第一寄生单元5是由两个支臂构成的L形寄生单元，所述第一单极天线4设于第一寄生单元5的两个支臂所形成的凹口内。

本实施例中，所述第二单极天线7的竖直部、第二寄生单元8和第三寄生单元9分别向支架6的前侧延伸。

进一步地，所述第二单极天线7、第二寄生单元8、第三寄生单元9、隔离墙10、第一枝节11和第二枝节12均为铜片。

上述结构的MIMO天线，经过测试有如下结果：

请参照图3、图4和图5，主集天线、分集天线性能在790-2690MHz整个带内回波损耗都基本小于-6dB，而两天线之间的隔离度S21整体在-10dB以下，在所要求的频段790-960MHz/1450-1500MHz/1710-2690MH内S21基本都小于-15dB。

分集天线中，第二寄生单元8和第三寄生单元9分别设于第二单极天线7竖直部的左右两侧，由于分集天线主体是一个单极分支，添加寄生是常见的做法，而两侧的寄生对驻波有不同的作用，请参照图6，当去掉右侧的第三寄生单元9时，高频末端2170MHz以后回损变化较大，变浅；请参照图7，当去掉左侧的第二寄生单元8后，960MHz-1710MHz部分都浮起，回损变差。可见，左侧寄生对中频部分影响较大，右侧寄生对高频部分影响较大，调节过程中，天线本体与寄生之间的缝隙较为敏感，这是由于寄生本就是通过与天线本体的耦合来产生作用。请参照图8，当完全去掉分集天线两侧寄生时，天线整体的回损基本都浮起变差，高频末端没有好的谐振，同时由于谐振的变差，S21有了明显的改善。

本实用新型主要是针对有效改善MIMO天线之间的隔离度，因此在分集天线支架的左端加上了适当的隔离墙10。在不加隔离墙时，如图9、10、11所示，分集天线和主天线在1450-1500MHz/1710MHz部分的两个谐振消失，其他部分的回损没有太大的变化，而S21在1450-1500MHz/1710MHz的值由-17dB以下变为-11dB，可以看到，针对1450-1500MHz及1710MHz所做的隔离墙，隔离效果明显。

本实施例中的隔离墙仅有两个分枝，其中第一枝节11为1710MHz部分产生陷波，如图14所示，1710MHz的隔离度有6dB的提升，且同时影响了1450MHz处S21的陷波频偏；如图12、13所示，当去掉第一枝节11后，分集天线和主集天线在1710处的陷波消失。

本实施例中，第二枝节12为1450-1500MHz部分产生陷波，如图17所示，当去掉第二枝节12，1450-1500MHz处的隔离度陷波消失，S21由-20dB变为-11dB；如图15、16所示，分集天线和主集天线在1450-1500MHz处的陷波消失。

本实用新型公开的带有隔离结构的MIMO天线，其针对两个近距离天线之间隔离度进行改善。通过加入寄生结构的隔离墙，有效改善了天线单元之间的隔离度，同时还保证了天线的阻抗匹配、天线的辐射效率等性能受到的影响小，并且主分集天线带宽足以覆盖到790-2690MHz。

以上所述只是本实用新型较佳的实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本实用新型所保护的范围内。