一种小尺寸双频WIFI天线MIMO系统的制作方法

本实用新型属于天线，具体涉及的是一种小尺寸双频WIFI天线MIMO系统。

背景技术：

MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。

随着WIFI频段在世界范围通用，WIFI的使用在我们的日常生活中越来越频繁，同时我们对WIFI信号的覆盖范围和强度也越来越关心。5GWIFI相对于2.4GWIFI具有更高的传输速度，未来双频WIFI是必然趋势。双频WIFI是指设备同时支持2.4GHz/5GHz双频段无线信号，可支持包含802.11a/b/g/n完整无线网络，其属于第五代WIFI传输技术(5GWIFI)，双频WIFI设备的优点在于具备更强更稳定的的WIFI无线信号，更高速的传输速度，并且可以让无线设备更省电，满足未来高清以及大数据无线传输需求。虽然目前也有一些双频WIFI设备，但是其实际上还是工作在2.4GWIFI的频段下，5GWIFI的覆盖范围很小，而且此类设备受制于天线尺寸，存在体积较大，携带使用不便以及成本较高等问题。

技术实现要素：

为此，本实用新型的目的在于提供一种5GWIFI覆盖范围广、体积小、携带使用方便的小尺寸双频WIFI天线MIMO系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种小尺寸双频WIFI天线MIMO系统，包括一矩形PCB板，所述PCB板的中间设置有一线路区，一侧设置有第一净空区，另一对立侧设置有第二净空区；所述第一净空区上设置有第一双频WIFI天线天线和第二双频WIFI天线，所述第二净空区上设置有第三双频WIFI天线和第四双频WIFI天线，且第一双频WIFI天线天线与第四双频WIFI天线，第二双频WIFI天线与第三双频WIFI天线分别以线路区的中心线为对称轴对称。

优选地，所述第一双频WIFI天线天线由第一2.4G谐振天线分支、第一5G谐振天线分支、第一引线、第一回地位和第一连接线构成，所述第一连接线设置于第一净空区上且与线路区相对立的外侧边，所述第一连接线的下端与第一2.4G谐振天线分支垂直连接，上端通过第一回地位与线路区连接，中间通过第一引线连接第一5G谐振天线分支，所述第一5G谐振天线分支与第一2.4G谐振天线分支垂直且不接触，且所述第一5G谐振天线分支上设置有一不与线路区接触的第一馈电位。

优选地，所述第二双频WIFI天线由第二2.4G谐振天线分支、第二5G谐振天线分支、第二引线、第二回地位和第二连接线构成，所述第二连接线设置于第一净空区上且与线路区相对立的外侧边，所述第二连接线的上端与第二2.4G谐振天线分支垂直连接，下端通过第二回地位与线路区连接，中间通过第二引线连接第二5G谐振天线分支，所述第二5G谐振天线分支与第二2.4G谐振天线分支垂直且不接触，且所述第二5G谐振天线分支上设置有一不与线路区接触的第二馈电位。

优选地，所述第一净空区下方与线路区下方之间形成有一第一开放式开口槽，所述第一2.4G谐振天线分支对应位于该第一开放式开口槽中；所述第一净空区上方与线路区上方之间形成有一第二开放式开口槽，所述第二2.4G谐振天线分支对应位于该第二开放式开口槽中。

优选地，所述第一回地位与第二回地位对应重合；所述第一连接线与第二连接线连接为一体且位于同一外侧边上。

优选地，所述第三双频WIFI天线由第三2.4G谐振天线分支、第三5G谐振天线分支、第三引线、第三回地位和第三连接线构成，所述第三连接线设置于第二净空区上且与线路区相对立的外侧边，所述第三连接线的上端与第三2.4G谐振天线分支垂直连接，下端通过第三回地位与线路区连接，中间通过第三引线连接第三5G谐振天线分支，所述第三5G谐振天线分支与第三2.4G谐振天线分支垂直且不接触，且所述第三5G谐振天线分支上设置有一不与线路区接触的第三馈电位。

优选地，第四双频WIFI天线由第四2.4G谐振天线分支、第四5G谐振天线分支、第四引线、第四回地位和第四连接线构成，所述第四连接线设置于第二净空区上且与线路区相对立的外侧边，所述第四连接线的下端与第四2.4G谐振天线分支垂直连接，上端通过第四回地位与线路区连接，中间通过第四引线连接第四5G谐振天线分支，所述第四5G谐振天线分支与第四2.4G谐振天线分支垂直且不接触，且所述第四5G谐振天线分支上设置有一不与线路区接触的第四馈电位。

优选地，所述第二净空区上方与线路区上方之间形成有一第三开放式开口槽，所述第三2.4G谐振天线分支对应位于该第三开放式开口槽中；所述第二净空区下方与线路区下方之间形成有一第四开放式开口槽，所述第四2.4G谐振天线分支对应位于该第四开放式开口槽中。

优选地，所述第三回地位与第四回地位对应重合；所述第三连接线与第四连接线连接为一体且位于同一外侧边上。

优选地，所述矩形PCB板的尺寸为80mm*26mm*1.6mm，其采用介电常数ε＝4.3，介质损耗正切值tanδ＝0.025的FR4基材。

本实用新型提供的小尺寸双频WIFI天线MIMO系统，通过在矩形PCB板的线路区两侧各设置两个相对称的双频WIFI天线，且利用四个2.4G天线分支控制2.4G谐振以及利用四个5G天线分支控制5G谐振。与现有技术相比，本系统占用空间小，体积小，成本低，而且信号覆盖范围广，WIFI2.4G辐射具有全向性。

附图说明

图1为本实用新型PCB板的平面示意图；

图2为本实用新型PCB板上天线位置分布示意图一；

图3为本实用新型PCB板上天线位置分布示意图二；

图4为本实用新型第一双频WIFI天线与第二双频WIFI天线的回波损耗示意图；

图5为本实用新型第三双频WIFI天线与第四双频WIFI天线的回波损耗示意图；

图6为本实用新型第一双频WIFI天线与第二双频WIFI天线的隔离度示意图；

图7为本实用新型第一双频WIFI天线与第三双频WIFI天线的隔离度示意图；

图8为本实用新型第一双频WIFI天线与第四双频WIFI天线的隔离度示意图；

图9为本实用新型第二双频WIFI天线与第三双频WIFI天线的隔离度示意图；

图10为本实用新型第二双频WIFI天线与第四双频WIFI天线的隔离度示意图；

图11为本实用新型第三双频WIFI天线与第四双频WIFI天线的隔离度示意图；

图12为本实用新型的3D示意图；

图13为第一双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Phi＝90°时的2D方向图；

图14为第二双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Phi＝90°时的2D方向图；

图15为第三双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Phi＝90°时的2D方向图；

图16为第四双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Phi＝90°时的2D方向图；

图17为第一双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Theta＝90°时的2D方向图；

图18为第二双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Theta＝90°时的2D方向图；

图19为第三双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Theta＝90°时的2D方向图；

图20为第四双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Theta＝90°时的2D方向图；

图21为第一双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Phi＝90°时的2D方向图；

图22为第二双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Phi＝90°时的2D方向图；

图23为第三双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Phi＝90°时的2D方向图；

图24为第四双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Phi＝90°时的2D方向图；

图25为第一双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Theta＝90°时的2D方向图；

图26为第二双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Theta＝90°时的2D方向图；

图27为第三双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Theta＝90°时的2D方向图；

图28为第四双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Theta＝90°时的2D方向图。

图中标识说明：PCB板100、线路区101、第一净空区102、第二净空区103、第一双频WIFI天线200、第一2.4G谐振天线分支201、第一5G谐振天线分支202、第一馈电位2021、第一引线203、第一回地位204、第一连接线205、第二双频WIFI天线300、第二2.4G谐振天线分支301、第二5G谐振天线分支302、第二馈电位3021、第二引线303、第二回地位304、第二连接线305、第三双频WIFI天线400、第三2.4G谐振天线分支401、第三5G谐振天线分支402、第三馈电位4021、第三引线403、第三回地位404、第三连接线405、第四双频WIFI天线500、第四2.4G谐振天线分支501、第四5G谐振天线分支502、第四馈电位5021、第四引线503、第四回地位504、第四连接线505。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1所示，图1为本实用新型PCB板的平面示意图。本实施例提供了一种覆盖范围广、体积小、携带使用方便的小尺寸双频WIFI天线MIMO系统。

其中所述系统包括有一个尺寸为80mm*26mm*1.6mm的矩形PCB板100，该PCB板100采用介电常数ε＝4.3，介质损耗正切值tanδ＝0.025的FR4基材。

在PCB板100的中间部分形成有线路区101，两个各设置有一个净空区(第一净空区102和第二净空区103)，其中第一净空区102和第二净空区103以线路区101的中心线为轴线对称。

如图2所示，图2为本实用新型PCB板上天线位置分布示意图一。

在第一净空区102上形成有第一双频WIFI天线200和第二双频WIFI天线300。

在第二净空区103上形成有第三双频WIFI天线400和第四双频WIFI天线500。

其中第一双频WIFI天线200与第四双频WIFI天线500以线路区101的中心线为轴线对称；第二双频WIFI天线300与第三双频WIFI天线400线路区101的中心线为轴线对称。

如图3所示，图3为本实用新型PCB板上天线位置分布示意图二。

其中在第一净空区102上，第一双频WIFI天线200由第一2.4G谐振天线分支201、第一5G谐振天线分支202、第一引线203、第一回地位204和第一连接线205构成。

第一连接线205设置于第一净空区102上且位于线路区101相对立的外侧边。

第一连接线205的下端与第一2.4G谐振天线分支201垂直连接，上端通过第一回地位204与线路区101连接，中间通过第一引线203连接第一5G谐振天线分支202，第一5G谐振天线分支202与第一2.4G谐振天线分支201垂直且不接触。

第一5G谐振天线分支202上设置有一个不与线路区101接触的第一馈电位2021。

第一净空区102的下方与线路区101下方之间形成有一个第一开放式开口槽，第一2.4G谐振天线分支201对应位于该第一开放式开口槽中，且不与线路区101接触。

第二双频WIFI天线300由第二2.4G谐振天线分支301、第二5G谐振天线分支302、第二引线303、第二回地位304和第二连接线305构成。

第二连接线305设置于第一净空区102上且位于线路区101相对立的外侧边。

第二连接线305的上端与第二2.4G谐振天线分支301垂直连接，下端通过第二回地位304与线路区101连接，中间通过第二引线303连接第二5G谐振天线分支302，第二5G谐振天线分支302与第二2.4G谐振天线分支301垂直且不接触。

第二5G谐振天线分支302上设置有一个不与线路区101接触的第二馈电位3021。

第一净空区102的上方与线路区101的上方之间形成有一个第二开放式开口槽，第二2.4G谐振天线分支301对应位于该第二开放式开口槽中，且不与线路区101接触。

需要说明的是，第一双频WIFI天线200与第二双频WIFI天线300共用一个回地位，即第一回地位204与第二回地位304是对应重合的。

另外，第一连接线205与第二连接线305其实质是一根连接线，二者连接为一体且位于同一外侧边上。

在第二净空区103上，第三双频WIFI天线400由第三2.4G谐振天线分支401、第三5G谐振天线分支402、第三引线403、第三回地位404和第三连接线405构成。

第三连接线405设置于第二净空区103上且位于线路区101相对立的外侧边上。

第三连接线405的上端与第三2.4G谐振天线分支401垂直连接，下端通过第三回地位404与线路区101连接，中间通过第三引线403连接第三5G谐振天线分支402，第三5G谐振天线分支402与第三2.4G谐振天线分支401垂直且不接触。

第三5G谐振天线分支402上设置有一个不与线路区101接触的第三馈电位4021。

第二净空区103上方与线路区101上方之间形成有一个第三开放式开口槽，第三2.4G谐振天线分支401对应位于该第三开放式开口槽中，且第三2.4G谐振天线分支401不与线路区101接触。

第四双频WIFI天线500由第四2.4G谐振天线分支501、第四5G谐振天线分支502、第四引线503、第四回地位504和第四连接线505构成。

第四连接线505设置于第二净空区103上且位于与线路区101相对立的外侧边上。

第四连接线505的下端与第四2.4G谐振天线分支501垂直连接，上端通过第四回地位504与线路区101连接，中间通过第四引线503连接第四5G谐振天线分支502，第四5G谐振天线分支502与第四2.4G谐振天线分支501垂直且不接触。

第四5G谐振天线分支502上设置有一个不与线路区101接触的第四馈电位5021。

第二净空区103下方与线路区101下方之间形成有一个第四开放式开口槽，所述第四2.4G谐振天线分支501对应位于该第四开放式开口槽中，且第四2.4G谐振天线分支501不与线路区101接触。

需要说明的是，第三双频WIFI天线400与第四双频WIFI天线500也是共用一个回地位，即第三回地位404与第四回地位504是对应重合的。

另外，第三连接线405与第四连接线505其实质是一根连接线，二者连接为一体且位于同一外侧边上。

其中第一2.4G谐振天线分支201、第二2.4G谐振天线分支301、第三2.4G谐振天线分支401和第四2.4G谐振天线分支501为控制2.4G谐振。

第一5G谐振天线分支202、第二5G谐振天线分支302、第三5G谐振天线分支402和第四5G谐振天线分支502为控制5G谐振。

图4为本实用新型第一双频WIFI天线与第二双频WIFI天线的回波损耗；图5为本实用新型第三双频WIFI天线与第四双频WIFI天线的回波损耗。

图6为本实用新型第一双频WIFI天线与第二双频WIFI天线的隔离度S12，图7为本实用新型第一双频WIFI天线与第三双频WIFI天线的隔离度S13；图8为本实用新型第一双频WIFI天线与第四双频WIFI天线的隔离度S14；图9为本实用新型第二双频WIFI天线与第三双频WIFI天线的隔离度S23；图10为本实用新型第二双频WIFI天线与第四双频WIFI天线的隔离度S24；图11为本实用新型第三双频WIFI天线与第四双频WIFI天线的隔离度S34。

图12为本实用新型的仿真模型3D坐标示意图。

图13为第一双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Phi＝90°时的2D方向图；图14为第二双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Phi＝90°时的2D方向图；图15为第三双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Phi＝90°时的2D方向图；图16为第四双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Phi＝90°时的2D方向图。

图17为第一双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Theta＝90°时的2D方向图；图18为第二双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Theta＝90°时的2D方向图；图19为第三双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Theta＝90°时的2D方向图；图20为第四双频WIFI天线在频率f＝2.45GHz，Theta＝90°时的2D方向图。

从图13～图20可以看出WIFI2.4G具有全向性。

图21为第一双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Phi＝90°时的2D方向图；图22为第二双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Phi＝90°时的2D方向图；图23为第三双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Phi＝90°时的2D方向图；图24为第四双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Phi＝90°时的2D方向图。

图25为第一双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Theta＝90°时的2D方向图；图26为第二双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Theta＝90°时的2D方向图；图27为第三双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Theta＝90°时的2D方向图；图28为第四双频WIFI天线在频率f＝5.5GHz，Theta＝90°时的2D方向图。

从图21～图28可以看出WIFI5G的覆盖范围广。

综上所述，本实用新型具有占用空间小，体积小的优点；而且本系统具有双频WIFI，其采用四根WIFI天线，信号覆盖范围广，采用MIMO技术能够提高下载速度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。