一種基于H型槽中和線的MIMO天線制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于H型槽中和線的MIMO天線，其特征在于，它包括：天線陣列(1)其中包括鏡像對稱的第一天線單元(A)、第二天單元(B)，矩形介質(zhì)基板(2)，50歐姆饋線(3)，隔離中和線(4)，介于介質(zhì)基板背面的金屬接地板(5),其中兩圓形天線單元位于(A、B)位于介質(zhì)基板(5)的上表面，并且關(guān)于中心軸鏡像對稱；中和線(5)位于兩圓形天線的中間，并且關(guān)于中心軸鏡像對稱。該天線利用具有H型槽的中和線實現(xiàn)了兩天線單元之間高度隔離，兩天線單元之間的距離僅為2.2mm，天線結(jié)構(gòu)緊湊，小型化符合現(xiàn)代天線設(shè)計的要求。

A MIMO antenna based on H slot and neutral line

The present invention relates to a MIMO H slot antenna and line based, characterized in that it comprises: (1) the first antenna array antenna unit including mirror symmetry (A), second days (B), unit of rectangular dielectric substrate (2), 50 ohm (3), isolation and feeder line (4), the metal ground floor between the back surface of a dielectric substrate (5), including two circular antenna unit is located at (A, B) is positioned on the dielectric substrate (5) on the surface, and on the central axis of the mirror symmetry; and the line (5) located in the middle of two circular antenna, and on the central axis of mirror symmetry. The antenna uses a neutral line with a H slot to achieve high isolation between the two antenna elements. The distance between the two antenna elements is only 2.2mm, and the antenna structure is compact and compact, which meets the requirements of modern antenna design.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于H型槽中和線的MIMO天線
本專利技術(shù)涉及一種用于無線通信領(lǐng)域的MIMO天線，具體涉及到一種基于H型槽中和線的MIMO天線。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)是由一個發(fā)射天線和一個接收天線組成的單輸入單輸出(SISO:Single-InputSingle-Output)通信系統(tǒng)。由香農(nóng)定理的信道容量計算公式可以得知，SISO系統(tǒng)在有噪聲的信道中進行可靠通信有一個上限容量。不管采用哪種調(diào)制技術(shù)、編碼類型或者其他方式進行通信傳輸,只能接近但無法超越香農(nóng)定理的極限值。然而,隨著移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展,消費者對無線通信服務的質(zhì)量和業(yè)務的要求越來越高,稀缺的頻譜資源已經(jīng)成為通信發(fā)展的一個瓶頸,而MIMO(Multiple-InputMultiple-Output),多輸入多輸出)技術(shù)能夠在不提高發(fā)射功率和增加帶寬的前提下,利用多個發(fā)射天線和接收天線組成的收發(fā)系統(tǒng)來減少信道衰落,并成倍地提高頻率利用率和系統(tǒng)容量。隨著用戶日漸增長的需求，移動通信的傳輸也逐漸需要變得更可靠、更高效和更高速。但是目前移動通信系統(tǒng)可利用的頻率資源已經(jīng)變得十分有限和珍貴，因此不能再通過過多的頻譜來增加系統(tǒng)的信道容量和可靠性。MIMO技術(shù)作為4G通信中的關(guān)鍵技術(shù)之一，在信號傳輸過程中，可以在不犧牲額外的頻譜資源的基礎(chǔ)上成倍地提高通信系統(tǒng)的信道容量，同時也可以提高信道的可靠性，降低誤碼率等。一個MIMO系統(tǒng)通常包含了空時編解碼模塊，模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、調(diào)制/解調(diào)模塊和天線系統(tǒng)。其中天線系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的最前端，天線的好壞將直接的影響整個系統(tǒng)性能的好壞。MIMO技術(shù)是指是在發(fā)射和接收端分別采用多個發(fā)射天線和接收天線進行空間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。通常來說,信道的多徑衰落視為危害的因素，信息論已經(jīng)證明，當不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時，MIMO技術(shù)對多徑效應可以加以利用，將多徑衰落信道的有害因素變?yōu)橛欣蛩?，從而提高整個MIMO系統(tǒng)的抗衰落和噪聲性能，因此可以獲得巨大的容量。MIMO天線設(shè)計是MIMO通信技術(shù)的三大關(guān)鍵技術(shù)之一。受到接收機或者發(fā)射機尺寸及結(jié)構(gòu)的限制，需要在有限的空間盡可能多地布置天線單元，對天線單元和天線陣列設(shè)計提出更高要求。因為天線單元的設(shè)計、陣列單元的數(shù)目、陣列結(jié)構(gòu)以及排列方式等因素直接影響MIMO信道的空間相關(guān)性。如何在有限的空間里使得陣列中各天線單元具有較小的相關(guān)性，使得MIMO信道相應矩陣接近滿秩，并取得MIMO系統(tǒng)最大容量是MIMO天線設(shè)計的難點。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于設(shè)計一款適用于MIMO系統(tǒng)的緊湊高隔離的MIMO天線陣列，該天線利用中和線很好的實現(xiàn)了兩圓形天線單元的高度隔離，較好的減少了天線單元的互耦特性，使天線的結(jié)構(gòu)更加緊湊、小型化，滿足現(xiàn)代MIMO系統(tǒng)的要求。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案：一種基于H型槽中和線的MIMO天線，其特征在于，它包括：天線陣列(1)其中包括鏡像對稱的第一天線單元(A)、第二天單元(B)，矩形介質(zhì)基板(2)，50歐姆饋線(3)，,隔離中和線(4)，介于介質(zhì)基板背面的金屬接地板(5),其中兩圓形天線單元位于(A、B)位于介質(zhì)基板(5)的上表面，并且關(guān)于中心軸鏡像對稱；中和線(5)位于兩圓形天線的中間，并且關(guān)于中心軸鏡像對稱。所述的一種基于H型槽中和線的MIMO天線，其特征在于：天線的輻射單元為關(guān)于中心軸鏡像對稱的圓形輻射片。所述的一種基于H型槽中和線的MIMO天線，其特征在于：電流中和線為中心刻蝕有H型槽的圓形結(jié)構(gòu)。所述的一種基于H型槽中和線的MIMO天線，其特征在于，金屬接地板為部分接地板，接地板的高度和50歐姆饋線的高度相同。該專利技術(shù)具有以下的特性和優(yōu)點：該天線結(jié)構(gòu)簡單，天線單元為兩圓形的輻射單元，結(jié)構(gòu)緊湊，兩天單元的間距較小，可以在不影響性能的前提下使天線更加小型化。通過中和線可以有效的減少天線單元之間的互耦，使天線之間的隔離度達到-30dB?？梢酝ㄟ^改變中和線的H結(jié)構(gòu)的尺寸，改善天線之間的耦合程度。金屬接地板采用部分金屬接地板，增加了天線的帶寬。附圖說明圖1-1是本專利技術(shù)實施實例1的基本結(jié)構(gòu)俯視圖；圖1-2是本專利技術(shù)實施實例1的側(cè)視圖；圖2-1是本專利技術(shù)實施實例1的天線陣列的基本結(jié)構(gòu)；圖2-2是本專利技術(shù)實施實例1的金屬接地板的基本結(jié)構(gòu)；具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)做進一步的描述，但本專利技術(shù)的保護范圍不局限于以下所述。本專利技術(shù)的一個實例如圖1-1所示，一種基于H型槽中和線的MIMO天線，它包括：天線陣列(1)其中包括鏡像對稱的第一天線單元(A)、第二天單元(B)，矩形介質(zhì)基板(2)，50歐姆饋線(3)，,隔離中和線(4)，介于介質(zhì)基板背面的金屬接地板(5),其中兩圓形天線單元位于(A、B)位于介質(zhì)基板(5)的上表面，并且關(guān)于中心軸鏡像對稱；中和線(5)位于兩圓形天線的中間，并且關(guān)于中心軸鏡像對稱。本專利技術(shù)的一個實例如圖1-1所示，介質(zhì)基板(2)是相對介電常數(shù)為4.4的FR-4。該介質(zhì)基板的厚度為0.8mm，寬度為W，長度為L。如圖1-2所示，該天線的輻射單元位于介質(zhì)基板的上表面，金屬接地板位于介質(zhì)基板的下表面，金屬接地板的高度為H。如圖2-1所示，天線的輻射單元為圓形的微帶線，圓的半徑為R1，兩天線單元關(guān)于軸向成鏡像對稱，天線單元之間的距離為d；50歐姆饋線的下邊緣和介質(zhì)基板的下邊緣對齊，饋線的線寬為g。如圖2-1所示，中和線的線寬為S2，與50歐姆饋線的距離為S1；在中和線圓形結(jié)構(gòu)上刻蝕一個寬度為W2的H型槽，該H型槽位于圓形結(jié)構(gòu)的中心，其尺寸如圖所示，分別為W2、W3和L3。如圖2-2所示，金屬接地板為矩形，其寬為h，與50歐姆饋線的長度相同。該專利技術(shù)一種基于H型槽中和線的MIMO天線，設(shè)計參數(shù)：介質(zhì)基板的選擇：相對介電常數(shù)為4.4的FR4材料，F(xiàn)R4材料具有電絕緣性能穩(wěn)定、平整度好、表面光滑、無凹坑、厚度公差標準的特點，它的電氣性能優(yōu)良，工作溫度較高，本身性能受環(huán)境影響小，是常用材料，便于制作和工業(yè)生產(chǎn)。介質(zhì)基板上的多輻射貼片和介質(zhì)基板下的金屬接地板均采用銅材料。一般來說單極子天線的中心輻射頻率大概等于同等面積的圓柱線的輻射頻率，設(shè)計該天線的中心頻率為4.5GHz，根據(jù)圓柱線的諧振頻率計算公式可以計算得到輻射片的尺寸。如圖1-1，圖2-1，圖2-2所示，該MIMO天線的具體尺寸為：W＝35mm，L＝33mm，R1＝5.1mm，R2＝4.5mm，W2＝1.2mm，W3＝2.4mm，L3＝4mm，S1＝1.3mm，S2＝1mm，h＝17mm，g＝1mm，d＝2.2mm，h2＝7.2mm,L2＝17mm。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于H型槽中和線的MIMO天線，其特征在于，它包括：天線陣列(1)鏡像對稱的第一天線單元(A)、第二天單元(B)，矩形介質(zhì)基板(2)，50歐姆饋線(3)，隔離中和線(4)，介于介質(zhì)基板背面的金屬接地板(5),其中兩漸進圓形天線單元位于(A、B)位于介質(zhì)基板(2)的上表面，并且關(guān)于中心軸鏡像對稱；中和線(4)位于兩圓形天線的中間，并且關(guān)于中心軸鏡像對稱。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于H型槽中和線的MIMO天線，其特征在于，它包括：天線陣列(1)鏡像對稱的第一天線單元(A)、第二天單元(B)，矩形介質(zhì)基板(2)，50歐姆饋線(3)，隔離中和線(4)，介于介質(zhì)基板背面的金屬接地板(5),其中兩漸進圓形天線單元位于(A、B)位于介質(zhì)基板(2)的上表面，并且關(guān)于中心軸鏡像對稱；中和線(4)位于兩圓形天線的中間，并且關(guān)于中心軸鏡像對稱。2.根...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張小衛(wèi)，耿一方，孟祥余，
申請(專利權(quán))人：哈爾濱黑石科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：黑龍江,23