一种利用三条缝隙解耦的mimo天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种移动终端天线，特别涉及一种利用三条缝隙解耦的MMO天线。
【背景技术】
[0002]随着移动通信技术的飞速发展，2G、3G移动通信系统已难以满足用户日益增长的需求。第4代移动通信系统(4G)与技术已成为目前及未来移动通信领域的研宄热点。与现有网络相比，4G移动通信无线网络不但具有较高的频谱利用率和数据速率，而且还能够实现全球无缝隙漫游，能够提供多媒体业务，具有更高的安全性、灵活性、智能性以及更高的传输质量和服务质量，能支持非对称性业务，并能支持多种业务。
[0003]MMO天线是MMO移动通信系统的关键技术。对于基站系统而言，由于可用空间大，多天线技术的应用十分容易实现，目前也已实现及使用。但对于小型手持移动通信设备来说，将多个天线集成在狭小的空间里，会引起很大的互耦，天线的性能就随之下降，从而无法实现信道容量随着天线数目的增加以线性比例增大。如何在减小天线阵列尺寸，同时减小天线单元间的耦合是MMO天线设计的难点。当下主要有如下几种方法可提高天线单元间的隔离度:采用中和线技术实现天线单元间的解耦；利用地板枝节减小地板表面波引起的互耦；在天线馈电处添加解耦网络；在天线单元间添加反射单元等，然而这些去耦方法大部分只适用在窄频段内或高频段去耦，而在实际移动终端系统中需要兼顾低频模式，因此大部分去耦方法无法满足实际需求。因此设计低耦合、宽频带、小尺寸及易调节的手持移动终端设备MIMO天线具有非常重要的意义。
【实用新型内容】
[0004]为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种利用三条缝隙解耦的MIMO天线，该MIMO天线结构简单，制作容易，具有低耦合、宽频带、小尺寸及易调节等优点。
[0005]本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种利用三条缝隙解耦的MMO天线，包括介质基板，所述介质基板正面印刷关于介质基板中线对称的第一、第二单极子及关于介质基板中线对称的第一微带线、第二微带线，所述第一、第二单极子分别与第一、第二微带线连接，印刷在介质基板背面关于介质基板中线对称的第一、第二接地枝节，所述第一、第二微带线通过连接线连接，所述介质基板背面还印刷系统地板，所述系统地板嵌入三条缝隙。
[0007]所述第一单极子与第一接地枝节构成第一耦合结构，所述第二单极子与第二接地枝节构成第二耦合结构。
[0008]所述第一微带线和第二微带线跨越三条缝隙，所述第一微带线、第二微带线和连接线与三条缝隙构成第三耦合结构。
[0009]所述第一微带线及第二微带线的特征阻抗为50欧姆。
[0010]所述三条缝隙包括第一、第二及第三缝隙，所述第二缝隙中部的宽度大于第二缝隙两端的宽度。
[0011]所述第一单极子和所述第一接地枝节构成第一天线单元，所述第二单极子和所述第二接地枝节构成第二天线单元。
[0012]本实用新型的有益效果:
[0013](I)与已有应用在MMO天线中的缝隙设计相比较，本实用新型提出的三条缝隙能在较宽的工作带宽内有效地提高MIMO天线单元间的隔离度；
[0014](2)本实用新型中的三条缝隙可以独立调节相应的频带，不同频带之间影响小，三条缝隙结合使用得以实现较宽频带内的高隔离度；
[0015](3)本实用新型的MIMO天线结构简单，调试方便，工作模式清晰，适用用于各种多功能小型手持移动设备中。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构示意图；
[0017]图2是本实用新型的参数示意图；
[0018]图3是本实用新型仿真的回波损耗图；
[0019]图4是本实用新型仿真的隔离度图。
[0020]图中示出:
[0021 ] Ia-第一接地枝节，Ib-第二接地枝节，2a-第一单极子，2b-第二单极子，3a-第一微带线，3b_第二微带线，4-第一缝隙，5-第二缝隙，6-第三缝隙，7-连接线，8-系统地板。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0023]实施例
[0024]如图1所示，一种利用三条缝隙解耦的MMO天线，包括介质基板，印刷在介质基板背面的系统地板8、第一、第二接地枝节la、lb，所述系统地板上嵌入三条缝隙4、5、6，具体为第一、第二及第三缝隙，所述三条缝隙水平放置，相互平行，其中第二缝隙5的中部宽度大于两端缝隙的宽度，印刷在介质基板正面的第一、第二单极子2a、2b及第一、第二微带线3a、3b，所述第一、第二接地枝节la、lb，第一、第二单极子2a、2b及第一、第二微带线3a、3b均关于介质基板中线对称，所述第一、第二单极子2a、2b分别与第一、第二微带线3a、3b连接，所述第一、第二微带线通过连接线7连接，所述两条微带线的特征阻抗均为50欧姆。
[0025]本实用新型第一单极子与第一接地枝节位于介质基板的两面构成第一耦合结构，第一单极子与第二接地枝节构成第二耦合结构，第一、第二耦合结构给天线引入额外的电容，从而有效地增大天线的电长度，减小天线的物理尺寸。在第一、第二微带线的馈线作用下，形成一个较宽的带宽，通过具体调节，可在1.71GHZ-2.69GHz内实现回波损耗小于-10dB。
[0026]在系统地板上嵌入三条缝隙，其中第二缝隙5中间宽，两边窄，连接线、第一、第二微带线跨越三条缝隙，构成第三耦合结构，在第三耦合结构的馈电下，三条缝隙构成的耦合路径所产生的作用与MMO天线原有的耦合路径产生的作用相反，故可以抵消MMO天线单元间原有的耦合，提高MMO天线单元间的隔离度，即实现解耦。三条缝隙的长度和宽度及相邻缝隙之间的距离，以及三条缝隙与连接线距离介质基板顶端的距离没有具体限定，根据具体频率调节。
[0027]本实施例采用相对介电常数为4.4损耗角正切为0.02，厚度为0.8mm的FR4介质基板，介质基板的平面尺寸为10mmX 60mm。
[0028]第一微带线和第二微带线的宽度为1.5mm，第一缝隙4和第三缝隙6的长度为56mm，第二缝隙5的长度为57mm，第二缝隙5中间较宽的部分长度为30mm，其余部分的具体尺寸如图2。在实际实施中，可适当延长或缩短至电路中射频馈入部分，也可在系统地板上开孔，用50欧姆的同轴线直接馈电，同轴线的内导体与激励单元相连接，外导体与系统地板相连接。
[0029]本实施例中，第一、第二接地枝节为矩形，宽度为wl = 2.5mm,长度为I = 16.5mm，第一、第二单极子为矩形，宽度w2 = 2.5mm,长度为I = 16.5mm,接地枝节与地板连接线为倒L型宽度分别为w3 = 0.5mm和w4 = 1.2mm,长度分别为Idl = 3.5mm和ld2 = 6mm,第三缝隙6与介质基板板顶端的距离hi = 5mm,连接线与介质板顶端的距离h2 = 6mm,第一缝隙4与介质基板顶端的距离h3 = 9mm,连接线的宽度swl = 0.3mm,第二缝隙5两端的宽度sw2 = 0.3mm及中间的宽度sw4 = 1mm，第一缝隙4的宽度sw3 = 0.3mm,第一缝隙4和第二缝隙5之间的距离sw5 = 0.7mm,两条馈线之间的距离LW = 50mm。
[0030]按照上述所示尺寸制作的MIMO天线仿真的回波损耗和隔离度结果分别如图3和图4。由图可知，该MMO天线在1710-2690MHZ内，回波损耗小于-10dB，隔离度小于_15dB，覆盖了 GSM1800、GSM1900、UMTS2100、LTE2300、LTE2500 和 2.4GHz WLAN 六个工作频段。
[0031]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种利用三条缝隙解耦的MMO天线，包括介质基板，其特征在于，所述介质基板正面印刷关于介质基板中线对称的第一、第二单极子及关于介质基板中线对称的第一微带线、第二微带线，所述第一、第二单极子分别与第一、第二微带线连接，印刷在介质基板背面关于介质基板中线对称的第一、第二接地枝节，所述第一、第二微带线通过连接线连接，所述介质基板背面还印刷系统地板，所述系统地板嵌入三条缝隙。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一单极子与第一接地枝节构成第一耦合结构，所述第二单极子与第二接地枝节构成第二耦合结构。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一微带线和第二微带线跨越三条缝隙，所述第一微带线、第二微带线和连接线与三条缝隙构成第三耦合结构。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一微带线及第二微带线的特征阻抗为50欧姆。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述三条缝隙包括第一、第二及第三缝隙，所述第二缝隙中部的宽度大于第二缝隙两端的宽度。
6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一单极子和所述第一接地枝节构成第一天线单元，所述第二单极子和所述第二接地枝节构成第二天线单元。
【专利摘要】本实用新型公开了一种利用三条缝隙解耦的MIMO天线，包括介质基板，介质基板正面印刷关于介质基板中线对称的第一、第二单极子及关于介质基板中线对称的第一微带线、第二微带线，所述第一、第二单极子分别与第一、第二微带线连接，印刷在介质基板背面关于介质基板中线对称的第一、第二接地枝节，所述第一、第二微带线通过连接线连接，所述介质基板背面还印刷系统地板，所述系统地板嵌入三条缝隙。本实用新型的MIMO天线结构简单，调试方便，工作模式清晰，适用用于各种多功能小型手持移动设备中。
【IPC分类】H01Q1-48, H01Q1-50, H01Q21-00, H01Q1-38, H01Q1-52
【公开号】CN204441476
【申请号】CN201520133232
【发明人】黄惠芬, 吴俊锋
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月9日