7]图1是由圆形缝隙天线单元半切获取半圆缝隙天线单元的示意图。
[0018]图2是圆形缝隙天线单元和半圆缝隙天线单元频率响应的电磁仿真曲线。
[0019]图3是传统的地板结构的MMO天线的示意图。
[0020]图4是本发明所涉带有地板细缝结构MMO天线的结构示意图。
[0021]图5是图3、4的频率响应的电磁仿真曲线。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
[0023]其中:图1 (a)为圆形缝隙天线单元，图1 (b)为本发明所涉及利用半切技术的半圆缝隙天线单元，图2为图1中涉及的圆形缝隙天线单元和半圆缝隙天线单元的I S111频率响应曲线图。
[0024]图1中，11-FR4介质基板，12-FR4介质基板的正面，13-FR4介质基板的背面，14-印制在FR4介质基板背面的地板，15-印制在地板的圆形缝隙，16-印制在FR4介质基板正面的50欧姆圆形馈线，17-圆形缝隙天线单元的激励端口，19-利用半切技术得到的半圆缝隙，20-利用半切技术得到了 50欧姆半圆馈线，21-半圆缝隙天线单元的激励端口。
[0025]图3为传统地板结构的MIMO天线结构图，图4为本发明所涉及利基于地板细缝结构来提高天线单元间隔离度的MIMO天线，
图3、4中，18a-第一天线单元、18b-第二天线单元、19a-为第一半切圆形缝隙、19b_第二半切圆形缝隙、20a-第一圆形馈线、20b-第二圆形馈线、21a-第一激励端口、21b-第二激励端口、22为印制在地板上的地板细缝组。
[0026]图5为图3、4中涉及的传统地板结构的MMO天线和利用地板细缝结构来提高天线单元间隔离度的MMO天线的Is11I和Is21I频率响应曲线图。
[0027]本实施例中设计了一种结构简单，易于加工的圆形缝隙MIMO天线，并提出利用半切技术来改善阻抗带宽和减小尺寸的方法；同时还提出利用地板细缝结构来提高MMO天线单元间隔离度的方法。本MMO天线克服了现有的MMO天线阵无法同时实现小尺寸、低互耦、超宽带以及易加工的难题。
[0028]图4中的Ant-2为本发明所涉及的利用地板细缝结构来提高天线单元间隔离度的小型超宽带半切圆形缝隙MIMO天线。它包含了两个天线单元，分别为第一天线单元18a和第二天线单元18b ;两个激励端口，分别为第一、二天线单元对应第一激励端口 21a和第二激励端口 21b，系统地板14和包括由9根地板细缝的组成地板细缝组22。两个半圆缝隙天线单元和系统地板14被印制在FR4基板的背面13，第一天线单元18a由印制在FR4基板正面12的一组50欧姆的圆形馈线20a进行馈电；第二天线单元18b由印制在FR4基板正面12的另一组50欧姆圆形馈线20b进行馈电。被印制在FR4基板背面的地板14中央的地板细缝组22包括9根地板细缝。这组地板细缝的长度与地板长度相等，并且相互之间同长同宽，而且相邻的间距相同。
[0029]半切技术的作用，从比较图1中Ant-1和Ant_2的尺寸大小以及图2所示的频率响应的电磁仿真曲线可以得到很好的理解。从图1可以观察到，半切技术能使圆形缝隙天线单元的尺寸有效地减小一半。而比较图2的所示的两天线单元的频率响应的电磁仿真曲线可以看出，虽然天线单元的尺寸减小了，但是天线单元的阻抗匹配却得到了改善，尤其是在超宽带频段内的低频段，从而增加了阻抗带宽(IS11I ^:-10 dB)o由此可见，本发明提出的半切技术不仅能减小了天线单元的尺寸还能拓宽了天线单元的阻抗带宽。
[0030]地板细缝结构的作用，从比较图3、4所示的两个MMO天线的频率响应的电磁仿真曲线(如图5所示)可以看出，相对于传统地板结构的MMO天线Ant-1而言，使用地板细缝结构的MIMO天线Ant-2的| S211大幅度的减小，尤其是在超宽带频段内的中低频段。同时引入了地板细缝结构对于MIMO天线的IS11I，即阻抗带宽，并没有负面的影响。由此可见，地板细缝结构在没有额外增加MMO天线的尺寸或者牺牲MMO天线的阻抗带宽的前提下，能够很好地起到阻碍地板表面电流从MIMO天线的一个端口流向另一个端口的作用，从而提高MIMO天线单元间隔离度。
[0031]本发明将半切技术应用到MMO天线设计中，利用唯一的一组地板细缝结构减小MIMO天线单元间的耦合，达到提高隔离度的效果，将地板细缝结构和半切技术的结合，保证不牺牲天线阻抗带宽，能同时实现减小天线单元尺寸和提高隔离度。
[0032]以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种超宽带半切圆形缝隙MIMO天线，包括印制在基板背面的地板、第一天线单元、第二天线单元、设置在基板边缘的第一激励端口和第二激励端口，第一天线单元和第二天线单元形成对称结构，其特征在于，第一天线单元和第二天线单元均为半切圆形缝隙天线单元，且第一天线单元和第二天线单元分别被放置在基板的两侧，第一天线单元和第二天线单元对称轴处的地板上印制有地板细缝组；所述第一、二天线单元包括印制在地板的半圆形缝隙和印制在基板正面的半圆形馈线。
2.根据权利要求1所述的超宽带半切圆形缝隙MIMO天线，其特征在于，所述地板细缝组包括若干条地板细缝，各细缝是等长等宽，且相邻细缝间的间距相同。
3.根据权利要求1或2所述的超宽带半切圆形缝隙MIMO天线，其特征在于，所述半切圆形缝隙天线单元的制作方式为:以正方形地板中心为圆心，在地板上印制一个圆形缝隙，并通过一段50欧姆的圆形馈线进行馈电；采用半切方法对圆形缝隙天线单元进行切割，使切割后的半切圆形缝隙天线单元包括半圆形缝隙和半圆形馈线。
4.根据权利要求3所述的超宽带半切圆形缝隙MIMO天线，其特征在于，所述地板细缝组包括9条等长等宽的地板细缝，且相邻细缝间的间距相同。
【专利摘要】本发明公开一种超宽带半切圆形缝隙MIMO天线，包括印制在基板背面的地板、第一天线单元、第二天线单元、设置在基板边缘的第一激励端口和第二激励端口，第一天线单元和第二天线单元形成对称结构，第一天线单元和第二天线单元均为半切圆形缝隙天线单元，且第一天线单元和第二天线单元分别被放置在基板的两侧，第一天线单元和第二天线单元对称轴处的地板上印制有地板细缝组；所述第一、二天线单元包括印制在地板的半圆形缝隙和印制在基板正面的半圆形馈线。本MIMO天线不仅能提高隔离度，还具有易于加工，且改善阻抗带宽，尺寸小的特点。
【IPC分类】H01Q1-36, H01Q5-25, H01Q13-10
【公开号】CN104638369
【申请号】CN201410830253
【发明人】吴裕婷
【申请人】中国电子科技集团公司第七研究所
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月25日