CN108336490B - 一种高隔离宽带mimo天线 - Google Patents
一种高隔离宽带mimo天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108336490B CN108336490B CN201810185010.5A CN201810185010A CN108336490B CN 108336490 B CN108336490 B CN 108336490B CN 201810185010 A CN201810185010 A CN 201810185010A CN 108336490 B CN108336490 B CN 108336490B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- patch
- parasitic
- dielectric substrate
- medium substrate
- convex
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
- H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/10—Resonant antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
- H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
- H01Q5/385—Two or more parasitic elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高隔离宽带MIMO天线,包括第一介质基板、第二介质基板、金属地板、四个贴片辐射单元及四个输入端口;第一介质基板位于第二介质基板上方,它们之间预留有空气层;四个贴片辐射单元关于中心旋转对称设在第一介质基板顶面,每个贴片辐射单元均包括凹形寄生贴片、具有半波长的矩形贴片、凸形寄生贴片,凹形寄生贴片和凸形寄生贴片分别平行耦合于矩形贴片的相对两侧,金属地板设在第二介质基板的顶面,并开有四条缝隙,四个输入端口的微带馈线是设在第二介质基板的底面,通过缝隙来激励相应的矩形贴片。本发明能够实现很好的阻抗匹配、隔离度和辐射特性,并且不需要额外的去耦结构,具有低剖面、交叉极化低、成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及天线的技术领域,尤其是指一种高隔离宽带MIMO天线。
背景技术
MIMO***,即多输入多输出***,通过设置多根发射和接收天线,再经过特定的数据处理,通信容量能够成倍的增加,从而满足现在日益增长的通信服务需求。现有的大部分MIMO***中,MIMO天线大部分都是关于窄带天线单元的设计,天线单元之间的隔离只能在很窄的一段频率内满足。并且为了减小天线单元之间的互耦,通常需要加入额外的去耦结构或者加大天线单元之间的距离。额外的去耦结构通常会引入不必要的辐射性能的恶化,并且随着现在电子器件小型化的发展趋势,增大天线单元之间距离的去耦方式也是不可取的。
对现有技术进行调查了解,具体如下:
2016年,Hongye Qi等人在"IEEE ANTENNAS WIRELESS PROPAGATION LETTER"上发表题为"“Improving isolation between closely spaced patch antennas usinginterdigital lines",文中通过在两个矩形贴片之间加入短路短截线来引入一个带阻结构,从而减小两个天线单元之间的互耦。通过使用三个短路短截线,文中的MIMO天线实现了大于20dB的隔离度。然而由于去耦结构上的强电流的存在,天线的反射系数和辐射方向图都受到了不同程度的恶化。
2017年,Seahee Hwangbo等人在"IEEE ANTENNAS WIRELESS PROPAGATIONLETTER"上发表题为"Mutual Coupling Reduction Using Micromachined ComplementaryMeander-Line Slots for a Patch Array Antenna",文中通过在地板上挖多个对称的弯折槽线来减小天线单元之间的互耦。地板上的槽线起到了一个带阻的选择性效果,增大了天线单元之间的隔离度,但是这些槽线会在反射系数中引入不必要的反射零点。文中测试的辐射方向图也受到了一定程度的影响。
总的来说,现有的工作中,有不少关于MIMO天线的研究,但是大部分都是注重于窄带的天线单元的设计,并且通常为了增强隔离度,需要使用额外的去耦结构。设计一款具有宽的阻抗带宽并且辐射特性好的MIMO天线具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提出了一种结构紧凑的高隔离宽带MIMO天线,能够实现很好的阻抗匹配、隔离度和辐射特性,并且不需要额外的去耦结构,具有设计灵活、低剖面、交叉极化低、成本低等优点。
为实现上述目的,本发明所提供的技术方案为:一种高隔离宽带MIMO天线,包括有第一介质基板、第二介质基板、金属地板、四个相同的贴片辐射单元及与该四个贴片辐射单元一一对应的四个输入端口;所述第一介质基板位于第二介质基板上方,且它们之间预留有空气层;所述四个贴片辐射单元关于中心旋转对称设置在第一介质基板的顶面,且相邻两个贴片辐射单元相互垂直,每个贴片辐射单元均包括有凹形寄生贴片、具有半波长的矩形贴片、凸形寄生贴片,所述凹形寄生贴片和凸形寄生贴片分别平行耦合于矩形贴片的相对两侧,以获得宽带特性,且所述凸形寄生贴片的凸起朝向凹形寄生贴片的凹槽位;所述金属地板设置在第二介质基板的顶面,并开有四条与四个贴片辐射单元一一对应的缝隙,所述四个输入端口的微带馈线是设置在第二介质基板的底面,通过金属地板上的四个缝隙来激励相应贴片辐射单元的矩形贴片。
所述凹形寄生贴片的谐振频率低于矩形贴片,所述凸形寄生贴片的谐振频率高于矩形贴片。
所述输入端口为50欧姆的阻抗匹配。
本发明与现有技术相比,具有如下优点与有益效果:
1、由于所用宽带单元在不同谐振频率处最大电流位置不同,该MIMO天线无需多余的去耦结构就能实现较高的隔离度。
2、由于没有使用额外的去耦结构,该MIMO天线的方向图实现了很好的边射特性,并且通带内阻抗匹配良好。
3、本发明的高隔离宽带MIMO天线结构简单紧凑,加工简单,重量轻,加工成本低,具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的高隔离宽带MIMO天线的立体图。
图2为本发明的高隔离宽带MIMO天线的俯视图。
图3为本发明的高隔离宽带MIMO天线的反射系数和隔离度的仿真结果。
图4为本发明的高隔离宽带MIMO天线在工作通带中心频率处的归一化辐射方向图(H面和E面)仿真结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
参见图1和图2所示,本实施例所提供的高隔离宽带MIMO天线,包括有第一介质基板1、第二介质基板2、金属地板3、四个相同的贴片辐射单元4及与该四个贴片辐射单元4一一对应的四个输入端口;所述第一介质基板1位于第二介质基板2上方,且它们之间预留有空气层5;所述四个贴片辐射单元4关于中心旋转对称设置在第一介质基板1的顶面以获得足够的隔离度,且相邻两个贴片辐射单元4之间相互垂直,每个贴片辐射单元4均包括有凹形寄生贴片401、具有半波长的矩形贴片402、凸形寄生贴片403,所述凹形寄生贴片401和凸形寄生贴片403分别平行耦合于矩形贴片402的相对两侧,以获得宽带特性,且所述凸形寄生贴片403的凸起朝向凹形寄生贴片401的凹槽位;所述金属地板3设置在第二介质基板2的顶面,且该金属地板3上开有与四个贴片辐射单元4一一对应的四条缝隙31,所述四个输入端口的微带馈线6是设置在第二介质基板2的底面,通过金属地板3上的四个缝隙31来激励相应贴片辐射单元4的矩形贴片402。其中,四个输入端口均为50欧姆的阻抗匹配,第一介质基板1和第二介质基板2的介电常数均为2.55,损耗角正切为0.0029,厚度均为0.8毫米;每两个贴片辐射单元4之间的距离为0.09λ0,其中λ0自由空间波长;设计空气层5的厚度为1毫米。
参见图3所示,显示了本实施例上述高隔离宽带MIMO天线的反射系数和隔离度的仿真结果。从图中可以看到,天线在通带内实现了良好的阻抗匹配并且贴片辐射单元之间的隔离度S31和S21均大于20dB。隔离度曲线S31和S21上都出现了多个传输零点,这大大减小了贴片辐射单元之间的互耦。
参见图4所示,显示了本实施例上述高隔离宽带MIMO天线在通带中心频率处E面和H面的归一化辐射方向图仿真结果。从图中可以看到,该天线在E面和H面均实现了良好的定向辐射特性,并且边射方向的交叉极化均低于-30dBi。因此,本发明天线具有很好的应用前景,值得推广。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例,并非以此限制本发明的实施范围,故凡依本发明之形状、原理所作的变化,均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种高隔离宽带MIMO天线,其特征在于:包括有第一介质基板、第二介质基板、金属地板、四个相同的贴片辐射单元及与该四个贴片辐射单元一一对应的四个输入端口;所述第一介质基板位于第二介质基板上方,且它们之间预留有空气层;所述四个贴片辐射单元关于中心旋转对称设置在第一介质基板的顶面,且相邻两个贴片辐射单元相互垂直,每个贴片辐射单元均包括有凹形寄生贴片、具有半波长的矩形贴片、凸形寄生贴片,所述凹形寄生贴片和凸形寄生贴片分别平行耦合于矩形贴片的相对两侧,以获得宽带特性,且所述凸形寄生贴片的凸起朝向凹形寄生贴片的凹槽位;所述金属地板设置在第二介质基板的顶面,并开有四条与四个贴片辐射单元一一对应的缝隙,所述四个输入端口的微带馈线是设置在第二介质基板的底面,通过金属地板上的四个缝隙来激励相应贴片辐射单元的矩形贴片;所述凹形寄生贴片的谐振频率低于矩形贴片,所述凸形寄生贴片的谐振频率高于矩形贴片;所述输入端口为50欧姆的阻抗匹配。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810185010.5A CN108336490B (zh) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | 一种高隔离宽带mimo天线 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810185010.5A CN108336490B (zh) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | 一种高隔离宽带mimo天线 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108336490A CN108336490A (zh) | 2018-07-27 |
CN108336490B true CN108336490B (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=62928847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810185010.5A Active CN108336490B (zh) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | 一种高隔离宽带mimo天线 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108336490B (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110970719A (zh) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 中兴通讯股份有限公司 | 微带mimo天线结构及其移动终端 |
CN109755743B (zh) * | 2019-03-11 | 2021-06-01 | 青岛海信移动通信技术股份有限公司 | 天线和终端 |
CN110429384A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种极化分集介质谐振天线 |
CN110838619B (zh) * | 2019-11-19 | 2021-12-31 | 榆林学院 | 一种基于离散三角形寄生结构的双频二单元mimo天线 |
CN110828998A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 榆林学院 | 一种双频四单元毫米波微带缝隙mimo天线 |
CN111710971B (zh) * | 2020-07-01 | 2023-07-28 | 福建省汇创新高电子科技有限公司 | 一种应用于5g通信的高增益mimo天线及其终端 |
CN113346238B (zh) * | 2021-04-27 | 2022-06-24 | 荣耀终端有限公司 | 一种天线模组及电子设备 |
CN113644425A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-11-12 | 南京鲲瑜信息科技有限公司 | 一种用于近距离车载雷达的宽带宽波束天线 |
CN115441210B (zh) * | 2022-08-29 | 2023-07-25 | 西安电子科技大学 | 一种自解耦的圆极化滤波天线阵列 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104600432A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-05-06 | 北京理工雷科电子信息技术有限公司 | 一种小型化宽波束微带天线 |
CN107230840A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-03 | 广东通宇通讯股份有限公司 | 高增益宽带微带贴片天线 |
-
2018
- 2018-03-07 CN CN201810185010.5A patent/CN108336490B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104600432A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-05-06 | 北京理工雷科电子信息技术有限公司 | 一种小型化宽波束微带天线 |
CN107230840A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-03 | 广东通宇通讯股份有限公司 | 高增益宽带微带贴片天线 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
周兵 ; 邹传云 ; .宽频带缝隙馈电双层贴片微带天线设计.信息技术与网络安全.2018,(第02期),全文. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108336490A (zh) | 2018-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108336490B (zh) | 一种高隔离宽带mimo天线 | |
US6246377B1 (en) | Antenna comprising two separate wideband notch regions on one coplanar substrate | |
US6292153B1 (en) | Antenna comprising two wideband notch regions on one coplanar substrate | |
US7701395B2 (en) | Increasing isolation between multiple antennas with a grounded meander line structure | |
JPH11317615A (ja) | 多周波マイクロストリップアンテナと前記アンテナを備える装置 | |
CN104393416A (zh) | 一种用于双频毫米波***的平面天线 | |
CN107425272B (zh) | 滤波天线阵列 | |
CN112072294B (zh) | 一种宽带低剖面高隔离度双圆极化二维宽角扫描稀疏阵列 | |
CN113193371B (zh) | 基于双模谐振的小型化高隔离度圆极化分集天线 | |
CN113193360A (zh) | 基于电磁耦合抵消的自解耦mimo天线 | |
CN114156659B (zh) | Sub-6GHz和毫米波频段的宽带共口径偶极子阵列 | |
CN114256614A (zh) | 一种应用于毫米波通信***的超宽带平面天线阵列 | |
CN111541018B (zh) | 一种高增益陡峭滤波融合双工集成天线 | |
US20080150806A1 (en) | Multiple input multiple output antenna | |
CN115395232A (zh) | 一种具有高隔离度低相关性的同频同极化共口径天线 | |
CN115882220A (zh) | 全双工应用的宽带高隔离磁电偶极子天线及通信设备 | |
CN113871850B (zh) | 脊间隙波导馈电微波毫米波双频宽带超表面天线 | |
CN113889760B (zh) | 一种用于5g移动通信的紧凑去耦mimo终端天线 | |
CN113013610B (zh) | 集成sub-6GHz频段和毫米波频段的共口径天线体及相应的终端 | |
CN115395219A (zh) | 用于全双工通信的带宽可重构双极化介质贴片天线 | |
CN101847785A (zh) | 双频平面式微带天线 | |
CN114883799A (zh) | 一种方向图分集的宽带高增益贴片天线 | |
CN114843772A (zh) | 一种双频、双圆极化、高隔离法布里-珀罗腔mimo天线及其加工方法 | |
Lei et al. | Metamaterial-enhanced dual polarized HMSIW antenna for MIMO applications | |
CN113497362A (zh) | 天线组件和终端 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |