CN110247176A - 一种高隔离宽带mimo天线及印刷电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线通信技术领域,公开了一种高隔离宽带MIMO天线及印刷电路板,该高隔离宽带MIMO天线,包括:介质板、铺设于介质板一侧表面的左辐射贴片和右辐射贴片以及铺设于介质板背离左辐射贴片和右辐射贴片一侧表面的寄生辐射贴片,还包括铺设于部分介质板插脚第一侧表面和背离第一侧表面的接地固定贴片,其中,介质板包括介质板主体和多个介质板插脚;左辐射贴片与右辐射贴片镜像设置,左辐射贴片包括第一左辐射贴片和第二左辐射贴片、右辐射贴片包括第一右辐射贴片和第二右辐射贴片,寄生辐射贴片与第二左辐射贴片和第二右辐射贴片耦合配合;该高隔离宽带MIMO天线高集成度、小尺寸、高隔离度和较高的带宽,且安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,特别涉及一种高隔离宽带MIMO天线及印刷电路板。
背景技术
随着无线通信技术的飞速发展及普遍应用,对天线的要求越来越高,现有技术中的天线集成度低会占用较大的印刷电路板面积,不利于实现无线通信设备的集成化。
发明内容
本发明提供了一种高隔离宽带MIMO天线及印刷电路板,上述高隔离宽带MIMO天线高集成度、小尺寸、高隔离度和较高的带宽,且安装方便。
本发明设计出了一种在PCB占用面积较小,且MIMO天线本身采用一体化设计,其本身尺寸小,与此同时实现了MIMO天线间的高隔离、宽带宽及高增益的需求。
为达到上述目的,本发明提供以下技术方案:
一种高隔离宽带MIMO天线,包括:
介质板,所述介质板包括介质板主体和多个用于与印刷线路板直插式固定的介质板插脚,所述介质板插脚均形成于所述介质板主体的第一侧边;
铺设于所述介质板一侧表面的左辐射贴片和右辐射贴片,所述左辐射贴片与所述右辐射贴片镜像设置,所述左辐射贴片包括第一左辐射贴片和第二左辐射贴片、所述右辐射贴片包括第一右辐射贴片和第二右辐射贴片,其中,所述第一左辐射贴片和所述第一右辐射贴片相对且平行,所述第二左辐射贴片与所述第一左辐射贴片的第一端连接且向背离所述第一右辐射贴片的方向延伸、所述第一左辐射贴片的第二端延伸至与所述第一左辐射贴片相对的所述介质板插脚表面形成馈入点;所述第二右辐射贴片与所述第一右辐射贴片的第一端连接且向背离所述第一左辐射贴片的方向延伸、所述第一右辐射贴片的第二端延伸至与所述第一右辐射贴片相对的所述介质板插脚表面形成馈入点;
铺设于所述介质板背离所述左辐射贴片和右辐射贴片一侧表面并且与所述第二左辐射贴片和第二右辐射贴片耦合配合的寄生辐射贴片;
铺设于部分所述介质板插脚第一侧表面和背离所述第一侧表面的接地固定贴片。
上述高隔离宽带MIMO天线中包括介质板、铺设于介质板一侧表面的左辐射贴片和右辐射贴片以及铺设于介质板背离左辐射贴片和右辐射贴片一侧表面的寄生辐射贴片,还包括铺设于部分介质板插脚第一侧表面和背离第一侧表面的接地固定贴片,接地固定贴片可以铺设于未设置第一左辐射贴片和第一右辐射贴片的介质板插脚的表面;本发明所设计的高隔离宽带MIMO天线为双流天线,在工作过程中,左、右射频信号分别馈入到左辐射贴片和右辐射贴片,左射频信号通过左辐射贴片往外辐射能量,左射频信号馈入左辐射贴片后,一部分左射频信号通过第一左辐射贴片耦合到右辐射贴片,一部分左射频信号通过第二左辐射贴片耦合到寄生辐射贴片,并且寄生辐射贴片会将耦合的这部分左射频信号的一部分左射频信号通过第二右辐射贴片耦合到右辐射贴片上,且在右辐射贴片中,通过寄生辐射贴片耦合的左射频信号和通过第一左辐射贴片耦合的左射频信号相互抵消,从而使得左射频信号耦合到右辐射贴片的能量极少,从而实现较高的隔离度;右射频信号通过右辐射贴片往外辐射能量,右射频信号馈入右辐射贴片后,一部分右射频信号通过第一右辐射贴片耦合到左辐射贴片,一部分右射频信号通过第二右辐射贴片耦合到寄生辐射贴片,并且寄生辐射贴片会将耦合的这部分右射频信号的一部分右射频信号通过第二左辐射贴片耦合到左辐射贴片上,且在左辐射贴片中,通过寄生辐射贴片耦合的右射频信号和通过第一右辐射贴片耦合的右射频信号相互抵消,从而使得右射频信号耦合到左辐射贴片的能量极少,从而实现较高的隔离度;通过寄生辐射贴片耦合左、右射频信号,会增加高隔离宽带MIMO天线的谐振频率点,从而使高隔离宽带MIMO天线的频率实现较大的带宽。
本发明中的高隔离宽带MIMO天线为双流天线,实现了一体化设计,相比于现有技术中天线分成若干个天线分别安装,本发明的高隔离宽带MIMO天线安装方便、安装要求低、不需要多天线方案对多个天线的天线间安装距离和安装方式的规定和限制;且由于其与印刷电路板采用直插式固定,因而安装方便且占用印刷电路板的空间资源小,同时通过寄生辐射贴片与第二左辐射贴片和第二右辐射贴片耦合配合使得本发明提供的高隔离宽带MIMO天线具有高隔离、宽带宽的特性。
优选地,所述寄生辐射贴片包括相互平行的第一寄生辐射贴片和第二寄生辐射贴片。
优选地,所述介质板的介质的厚度为1毫米,所述介质板主体的形状为矩形,所述介质板主体中第一侧边和与所述第一侧边平行的侧边的尺寸均为23毫米,与所述第一侧边垂直的两个侧边的尺寸均为8.5毫米;
每个所述介质板插脚中与所述第一侧边平行的侧边的尺寸为1.8-2.2毫米,与所述第一侧边垂直的侧边的尺寸为2.3-2.7毫米。
优选地,所述第一左辐射贴片与所述第二左辐射贴片之间的夹角为直角,所述第一右辐射贴片与所述第二右辐射贴片之间的夹角为直角。
优选地,当所述第一左辐射贴片与所述第二左辐射贴片之间的夹角为直角、所述第一右辐射贴片与所述第二右辐射贴片之间的夹角也为直角时,所述第一左辐射贴片与所述第二左辐射贴片均为矩形,所述第一左辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为1.8-2.2毫米、垂直于所述第一侧边的尺寸为6.4-6.8毫米、厚度为1盎司;所述第二左辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为5.4-5.8毫米、垂直于所述第一侧边的尺寸为0.66-0.70毫米、厚度为1盎司;
所述第一右辐射贴片与所述第二右辐射贴片均为矩形,所述第一右辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为1.8-2.2毫米、垂直于所述第一侧边的尺寸为6.4-6.8毫米、厚度为1盎司;所述第二右辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为5.4-5.8毫米、垂直于所述第一侧边的尺寸为0.66-0.70毫米、厚度为1盎司;
所述第一左辐射贴片和第一右辐射贴片间距为1.8-2.2毫米。
优选地,所述第一寄生辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为18.3-18.7毫米、垂直于所述第一侧边的侧边的尺寸为0.5-0.9毫米、厚度为1盎司;
所述第二寄生辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为15-19毫米、垂直于所述第一侧边的侧边的尺寸为1.1-1.5毫米、厚度为1盎司;
所述第一寄生辐射贴片与所述第一侧边之间的距离为3.70-3.74毫米,所述第一寄生辐射贴片和第二寄生辐射贴片之间的间距为1.70-1.74毫米。
优选地,所述接地固定贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为1.8-2.2毫米、垂直于所述第一侧边的侧边的尺寸为2.3-2.7毫米、厚度为1盎司。
优选地,所述左辐射贴片、右辐射贴片、第一寄生辐射贴片、第二寄生辐射贴片和接地固定贴片的材质均为铜箔。
优选地,所述介质板的材料为玻璃纤维环氧树脂。
本发明还提供了一种印刷电路板,安装有上述技术方案中提供的任意一种高隔离宽带MIMO天线。
优选地,包括用于安装高隔离宽带MIMO天线的安装区域,所述安装区域的长度为23毫米、宽度为1毫米。
优选地,还包括用于与所述高隔离宽带MIMO天线中的左辐射贴片连接的左天线馈电端口和设置于所述左天线馈电端口内的微带线、用于与所述高隔离宽带MIMO天线中的右辐射贴片连接的右天线馈电端口和设置于所述右天线馈电端口内的微带线。
附图说明
图1为本发明提供的一种高隔离宽带MIMO天线中设有左、右辐射贴片的一侧表面的结构示意图;
图2为本发明提供的一种高隔离宽带MIMO天线中设有左、右辐射贴片的一侧表面的尺寸示意图;
图3为本发明提供的一种高隔离宽带MIMO天线中设有寄生辐射贴片的一侧表面的结构示意图;
图4为本发明提供的一种高隔离宽带MIMO天线中设有寄生辐射贴片的一侧表面的尺寸示意图;
图5为本发明提供的一种印刷电路板中朝向高隔离宽带MIMO天线的左、右辐射贴片的一侧表面的结构示意图;
图6为本发明提供的一种印刷电路板中朝向高隔离宽带MIMO天线的寄生辐射贴片的一侧表面的结构示意图;
图7为本发明一种优选的实施方式中两个馈入点的电压驻波比随频率变化指标示意图;
图8为本发明一种优选的实施方式中两个馈入点的隔离度随频率变化指标示意图;
图9为本发明一种优选的实施方式中高隔离宽带MIMO天线的辐射效率和增益指标示意图;
图10为本发明一种优选的实施方式中高隔离宽带MIMO天线中两个射频信号馈电的辐射平面图。
图标:
1-介质板;11-介质板主体;12-介质板插脚;2-左辐射贴片;21-第一左辐射贴片;22-第二左辐射贴片;3-右辐射贴片;31-第一右辐射贴片;32-第二右辐射贴片;4-寄生辐射贴片;41-第一寄生辐射贴片;42-第二寄生辐射贴片;5-接地固定贴片;6-印刷电路板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参考图1和图3,本发明提供一种高隔离宽带MIMO天线,包括:
介质板1,介质板1包括介质板主体11和多个用于与印刷线路板直插式固定的介质板插脚12,介质板插脚12均形成于介质板主体11的第一侧边;
铺设于介质板一侧表面的左辐射贴片2和右辐射贴片3,左辐射贴片2与右辐射贴片3镜像设置,左辐射贴片2包括第一左辐射贴片21和第二左辐射贴片22、右辐射贴片3包括第一右辐射贴片31和第二右辐射贴片32,其中,第一左辐射贴片21和第一右辐射贴片31相对且平行,第二左辐射贴片22与第一左辐射贴片21的第一端连接且向背离第一右辐射贴片31的方向延伸、第一左辐射贴片21的第二端延伸至与第一左辐射贴片21相对的介质板插脚12表面形成馈入点;第二右辐射贴片32与第一右辐射贴片31的第一端连接且向背离第一左辐射贴片21的方向延伸、第一右辐射贴片31的第二端延伸至与第一右辐射贴片31相对的介质板插脚12表面形成馈入点;
铺设于介质板背离左辐射贴片2和右辐射贴片3一侧表面并且与第二左辐射贴片22和第二右辐射贴片32耦合配合的寄生辐射贴片4;
铺设于部分介质板插脚12第一侧表面和背离第一侧表面的接地固定贴片5。
上述高隔离宽带MIMO天线中包括介质板1、铺设于介质板1一侧表面的左辐射贴片2和右辐射贴片3以及铺设于介质板1背离左辐射贴片2和右辐射贴片3一侧表面的寄生辐射贴片4,还包括铺设于部分介质板插脚12第一侧表面和背离第一侧表面的接地固定贴片5,接地固定贴片5可以铺设于未设置第一左辐射贴片21和第一右辐射贴片31的介质板插脚12的表面;本发明所设计的高隔离宽带MIMO天线为双流天线,在工作过程中,左、右射频信号分别馈入到左辐射贴片2和右辐射贴片3,左射频信号通过左辐射贴片2往外辐射能量,左射频信号馈入左辐射贴片2后,一部分左射频信号通过第一左辐射贴片21耦合到右辐射贴片3,一部分左射频信号通过第二左辐射贴片22耦合到寄生辐射贴片4,并且寄生辐射贴片4会将耦合的这部分左射频信号的一部分左射频信号通过第二右辐射贴片32耦合到右辐射贴片3上,且在右辐射贴片中,这部分左射频信号与通过第一左辐射贴片21耦合到右辐射贴片3的左射频信号抵消,从而使得左射频信号耦合到右辐射贴片3的能量极少,从而实现较高的隔离度;右射频信号通过右辐射贴片3往外辐射能量,右射频信号馈入右辐射贴片3后,一部分右射频信号通过第一右辐射贴片31耦合到左辐射贴片2,一部分右射频信号通过第二右辐射贴片32耦合到寄生辐射贴片4,并且寄生辐射贴片4会将耦合的这部分右射频信号的一部分右射频信号通过第二左辐射贴片22耦合到左辐射贴片2上,且在左辐射贴片中,这部分右射频信号与通过第一右辐射贴片31耦合到左辐射贴片2的左射频信号抵消,从而使得右射频信号耦合到左辐射贴片2的能量极少,从而实现较高的隔离度;通过寄生辐射贴片4耦合左、右射频信号,会增加高隔离宽带MIMO天线的谐振频率点,从而使高隔离宽带MIMO天线的频率实现较大的带宽。
本发明中的高隔离宽带MIMO天线为双流天线,实现了一体化设计,相比于现有技术中天线分成若干个天线分别安装,本发明的高隔离宽带MIMO天线安装方便、安装要求低、不需要多天线方案对多个天线的天线间安装距离和安装方式的规定和限制;且由于其与印刷电路板6采用直插式固定,因而安装方便且占用印刷电路板6的空间资源小,同时通过寄生辐射贴片4与第二左辐射贴片22和第二右辐射贴片32耦合配合使得本发明提供的高隔离宽带MIMO天线具有高隔离、宽带宽的特性。
具体地,寄生辐射贴片4包括相互平行的第一寄生辐射贴片41和第二寄生辐射贴片42。
寄生辐射贴片4包括相互平行的第一寄生辐射贴片41和第二寄生辐射贴片42,第一寄生辐射贴片41和第二寄生辐射贴片42中与第二左辐射贴片22相对的部分与第二左辐射贴片22平行且耦合配合、与第二右辐射贴片32相对的部分与第二右辐射贴片32平行且耦合配合,从而实现了尽管两个馈入点以及左、右辐射贴片之间的距离非常近,两个射频信号的隔离度依然很高,大大提高了高隔离宽带MIMO天线的隔离度,同时增加了天线的宽带。
具体地,如图2所示,介质板1的介质的厚度为1毫米,介质板主体11的形状为矩形,介质板主体11中第一侧边和与第一侧边平行的侧边的尺寸a均为23毫米,与第一侧边垂直的两个侧边的尺寸b均为8.5毫米;
每个介质板插脚12中与第一侧边平行的侧边的尺寸c为1.8-2.2毫米,与第一侧边垂直的侧边的尺寸d为2.3-2.7毫米。
由于介质板1的介质的厚度为1毫米,介质板主体11的形状为矩形,介质板主体11中第一侧边和与第一侧边平行的侧边的尺寸a为23毫米,与第一侧边垂直的两个侧边的尺寸b为8.5毫米,因此天线自身尺寸较小,且在与印刷电路板6采用直插式固定后,占用印刷电路板6面积较小,仅仅23mm*1mm=23mm2;每个介质板插脚12中与第一侧边平行的侧边的尺寸c为1.8-2.2毫米,具体的,介质板插脚12中与第一侧边平行的侧边的尺寸c可以为1.8毫米、1.9毫米、2.0毫米、2.1毫米、2.2毫米等;介质板插脚12中与第一侧边垂直的侧边的尺寸d为2.3-2.7毫米,具体地,介质板插脚12中与第一侧边垂直的侧边的尺寸d可以为2.3毫米、2.4毫米、2.5毫米、2.6毫米、2.7毫米等。
具体地,如图2所示,第一左辐射贴片21与第二左辐射贴片22之间的夹角为直角、第一右辐射贴片31与第二右辐射贴片32之间的夹角也为直角。
具体地,如图2所示,当第一左辐射贴片21与第二左辐射贴片22之间的夹角为直角时,第一左辐射贴片21与第二左辐射贴片22均为矩形,第一左辐射贴片21中平行于第一侧边的侧边的尺寸e为1.8-2.2毫米、垂直于第一侧边的尺寸f为6.4-6.8毫米、厚度为1盎司;第二左辐射贴片22中平行于第一侧边的侧边的尺寸g为5.4-5.8毫米、垂直于第一侧边的尺寸h为0.66-0.70毫米、厚度为1盎司;
第一右辐射贴片31与第二右辐射贴片32之间的夹角也为直角,第一右辐射贴片31与第二右辐射贴片32均为矩形,第一右辐射贴片31中平行于第一侧边的侧边的尺寸e为1.8-2.2毫米、垂直于第一侧边的尺寸f为6.4-6.8毫米、厚度为1盎司;第二右辐射贴片32中平行于第一侧边的侧边的尺寸g为5.4-5.8毫米、垂直于第一侧边的尺寸h为0.66-0.70毫米、厚度为1盎司;
第一左辐射贴片21和第一右辐射贴片31间距i为1.8-2.2毫米。
当第一左辐射贴片21与第二左辐射贴片22之间的夹角为直角时,第一左辐射贴片21与第二左辐射贴片22均为矩形,具体地,第一左辐射贴片21中平行于第一侧边的侧边的尺寸e可以为1.8毫米、1.9毫米、2.0毫米、2.1毫米、2.2毫米等;具体地,第一左辐射贴片21中垂直于第一侧边的尺寸f可以为6.4毫米、6.5毫米、6.6毫米、6.7毫米、6.8毫米等;第二左辐射贴片22中平行于第一侧边的侧边的尺寸g可以为5.4毫米、5.5毫米、5.6毫米、5.7毫米、5.8毫米等;第二左辐射贴片22中垂直于第一侧边的尺寸h可以为0.66毫米、0.67毫米、0.68毫米、0.69毫米、0.70毫米等;
当第一左辐射贴片21与第二左辐射贴片22之间的夹角为直角时,第一右辐射贴片31与第二右辐射贴片32之间的夹角也为直角,第一右辐射贴片31与第二右辐射贴片32均为矩形,具体地,第一右辐射贴片31中平行于第一侧边的侧边的尺寸e可以为1.8毫米、1.9毫米、2.0毫米、2.1毫米、2.2毫米等;第一右辐射贴片31中垂直于第一侧边的尺寸f可以为6.4毫米、6.5毫米、6.6毫米、6.7毫米、6.8毫米等;第二右辐射贴片32中平行于第一侧边的侧边的尺寸g可以为5.4毫米、5.5毫米、5.6毫米、5.7毫米、5.8毫米等;第二右辐射贴片32中垂直于第一侧边的尺寸h可以为0.66毫米、0.67毫米、0.68毫米、0.69毫米、0.70毫米等;
第一左辐射贴片21和第一右辐射贴片31间距i可以为1.8毫米、1.9毫米、2.0毫米、2.1毫米、2.2毫米等。
本发明提供的高隔离宽带MIMO天线中,第一左辐射贴片21与第二左辐射贴片22之间的夹角不限定为直角,在另一种实施方式中,第一左辐射贴片21与第二左辐射贴片22之间的夹角为钝角,此时,第一寄生辐射贴片41和第二寄生辐射贴片42平行且形状均为“V”型,寄生辐射贴片的一部分与第二左辐射芯片耦合且平行、寄生辐射贴片4的另一部分与第二右辐射芯片耦合且平行。
具体地,如图4所示,第一寄生辐射贴片41中平行于第一侧边的侧边的尺寸j为18.3-18.7毫米、垂直于第一侧边的侧边的尺寸k为0.5-0.9毫米、厚度为1盎司;
第二寄生辐射贴片42中平行于第一侧边的侧边的尺寸l为15-19毫米、垂直于第一侧边的侧边的尺寸m为1.1-1.5毫米、厚度为1盎司;
第一寄生辐射贴片41与第一侧边之间的距离n为3.70-3.74毫米,第一寄生辐射贴片41和第二寄生辐射贴片42之间的间距o为1.70-1.74毫米。
第一寄生辐射贴片41中平行于第一侧边的侧边的尺寸j可以为18.3毫米、18.4毫米、18.5毫米、18.6毫米、18.7毫米等;第一寄生辐射贴片41中垂直于第一侧边的侧边的尺寸k可以为0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.9毫米等;
第二寄生辐射贴片42中平行于第一侧边的侧边的尺寸l可以为15毫米、16毫米、17毫米、18毫米、19毫米等;第二寄生辐射贴片42中垂直于第一侧边的侧边的尺寸m可以为1.1毫米、1.2毫米、1.3毫米、1.4毫米、1.5毫米等;
第一寄生辐射贴片41与第一侧边之间的距离n可以为3.70毫米、3.71毫米、3.72毫米、3.73毫米、3.74毫米等;第一寄生辐射贴片41和第二寄生辐射贴片42之间的间距o可以为1.70毫米、1.71毫米、1.72毫米、1.73毫米、1.74毫米等。
具体地,接地固定贴片5中平行于第一侧边的侧边的尺寸为1.8-2.2毫米、垂直于第一侧边的侧边的尺寸为2.3-2.7毫米、厚度为1盎司。
接地固定贴片5中平行于第一侧边的侧边的尺寸可以为1.8毫米、1.9毫米、2.0毫米、2.1毫米、2.2毫米等;接地固定贴片5中垂直于第一侧边的侧边的尺寸可以为2.3毫米、2.4毫米、2.5毫米、2.6毫米、2.7毫米等;接地贴片用于在高隔离宽带MIMO天线安装在印刷电路板6上时,焊接在印刷电路板6的铜箔上,从而起到加固高隔离宽带MIMO天线、使高隔离宽带MIMO天线结构稳定的效果。
一种优选地实施方式中:如图2和图4所示,介质板1的介质的厚度为1毫米,介质板主体11的形状为矩形,介质板主体11中第一侧边和与第一侧边平行的侧边的尺寸a为23毫米,与第一侧边垂直的两个侧边的尺寸b为8.5毫米;每个介质板插脚12中与第一侧边平行的侧边的尺寸c为2毫米,与第一侧边垂直的侧边的尺寸d为2.5毫米。第一左辐射贴片21与第二左辐射贴片22之间的夹角为直角,第一左辐射贴片21与第二左辐射贴片22均为矩形,其中:第一左辐射贴片21中平行于第一侧边的侧边的尺寸e为2毫米、垂直于第一侧边的尺寸f为6.6毫米、厚度为1盎司;第二左辐射贴片22中平行于第一侧边的侧边的尺寸g为5.6毫米、垂直于第一侧边的尺寸h为0.68毫米、厚度为1盎司;第一右辐射贴片31与第二右辐射贴片32之间的夹角也为直角,第一右辐射贴片31与第二右辐射贴片32均为矩形,第一右辐射贴片31中平行于第一侧边的侧边的尺寸e为2毫米、垂直于第一侧边的尺寸f为6.6毫米、厚度为1盎司;第二右辐射贴片32中平行于第一侧边的侧边的尺寸g为5.6毫米、垂直于第一侧边的尺寸h为0.68毫米、厚度为1盎司;第一左辐射贴片21和第一右辐射贴片31间距i为2毫米。第一寄生辐射贴片41中平行于第一侧边的侧边的尺寸j为18.5毫米、垂直于第一侧边的侧边的尺寸k为0.7毫米、厚度为1盎司;第二寄生辐射贴片42中平行于第一侧边的侧边的尺寸l为17毫米、垂直于第一侧边的侧边的尺寸m为1.3毫米、厚度为1盎司;第一寄生辐射贴片41与第一侧边之间的距离n为3.72毫米,第一寄生辐射贴片41和第二寄生辐射贴片42之间的间距o为1.72毫米。接地固定贴片5中平行于第一侧边的侧边的尺寸为2.0毫米、垂直于第一侧边的侧边的尺寸为2.5毫米、厚度为1盎司。
在这种优选的实施方式中,通过优化第一寄生辐射贴片41和第二寄生辐射贴片42的尺寸、间隔及和左、右辐射贴片的尺寸和距离,使第一寄生辐射贴片41和第二寄生辐射贴片42耦合左、右辐射贴片的射频信号,并刚好抵消了左辐射贴片2和右辐射贴片3之间的相互耦合的射频信号,增加了两个馈入点之间的隔离度,从而在空间资源有限的条件下即左、右辐射贴片3距离很近的情况下,也能实现MIMO天线的两个射频信号之间的高隔离度,如图8所示,两个射频信号的隔离度在5GHz频段内隔离度最高能达到28dB的优良指标,同时,通过优化尺寸,实现了天线较高的辐射效率和较高的天线增益,如图9、图10所示,其辐射效率高达92.9%,且增益高达5.7dBi,如图9所示,辐射效率的具体计算如下:
输入功率(Incident Power)为1W,辐射功率(Radiated Power)为929.32mW,辐射效率为:辐射功率/输入功率*100%=92.9%;
如图9所示,辐射峰值实增益(Peak Realized Gain)为3.7462,增益为:10*log(3.7462)=5.7dBi。
如图10所示,由该水平二维辐射切面示出了本发明提供的高隔离宽带MIMO天线中的两个天线的水平辐射增益变化,可以看出在高隔离宽带MIMO天线的正面180°对水平范围两个天线基本覆盖完全,增益值均在0dBi以上。
同时通过第一寄生辐射贴片41和第二寄生辐射贴片42耦合的左、右辐射贴片的射频信号增加了天线的谐振频率,从而增加了辐射带宽,实现了MIMO天线的很宽的工作频率带宽,如图7所示的两个馈入点的端口电压驻波比指标,在4.14GHz~6.46GHz的超宽频率范围内驻波比均优于2,完全覆盖了WLAN的5GHz频段。
具体地,左辐射贴片2、右辐射贴片3、第一寄生辐射贴片41、第二寄生辐射贴片42和接地固定贴片5的材质均为铜箔。
具体地,介质板1的材料为玻璃纤维环氧树脂。
介质板1采用玻璃纤维环氧树脂材质,玻璃纤维环氧树脂材质成本较低,能够节约本发明中高隔离宽带MIMO天线的成本。
本发明还提供了一种印刷电路板6,如图5和图6所示,安装有上述技术方案中提供的任意一种高隔离宽带MIMO天线。
具体地,上述印刷电路板6包括用于安装高隔离宽带MIMO天线的安装区域,安装区域的长度为23毫米、宽度为1毫米。
具体地,上述印刷电路板6还包括用于与高隔离宽带MIMO天线中的左辐射贴片2连接的左天线馈电端口和设置于左天线馈电端口内的微带线、用于与高隔离宽带MIMO天线中的右辐射贴片3连接的右天线馈电端口和设置于右天线馈电端口内的微带线。
印刷电路板6中的天线的安装区域可以设置于印刷电路板6的任一边沿,即本发明所设计的高隔离宽带MIMO天线可安装在印刷电路板6的任意边沿,安装位置灵活,方便印刷电路板6的射频布线,且占印刷电路板6的面积较小,适应性强,同时天线能很方便的和微带线互连,采用直插的安装方式,馈电、安装方便。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种高隔离宽带MIMO天线,其特征在于,包括:
介质板,所述介质板包括介质板主体和多个用于与印刷线路板直插式固定的介质板插脚,所述介质板插脚均形成于所述介质板主体的第一侧边;
铺设于所述介质板一侧表面的左辐射贴片和右辐射贴片,所述左辐射贴片与所述右辐射贴片镜像设置,所述左辐射贴片包括第一左辐射贴片和第二左辐射贴片、所述右辐射贴片包括第一右辐射贴片和第二右辐射贴片,其中,所述第一左辐射贴片和所述第一右辐射贴片相对且平行,所述第二左辐射贴片与所述第一左辐射贴片的第一端连接且向背离所述第一右辐射贴片的方向延伸、所述第一左辐射贴片的第二端延伸至与所述第一左辐射贴片相对的所述介质板插脚表面形成馈入点;所述第二右辐射贴片与所述第一右辐射贴片的第一端连接且向背离所述第一左辐射贴片的方向延伸、所述第一右辐射贴片的第二端延伸至与所述第一右辐射贴片相对的所述介质板插脚表面形成馈入点;
铺设于所述介质板背离所述左辐射贴片和右辐射贴片一侧表面并且与所述第二左辐射贴片和第二右辐射贴片耦合配合的寄生辐射贴片;
铺设于部分所述介质板插脚第一侧表面和背离所述第一侧表面的接地固定贴片。
2.根据权利要求1所述的高隔离宽带MIMO天线,其特征在于,所述寄生辐射贴片包括相互平行的第一寄生辐射贴片和第二寄生辐射贴片。
3.根据权利要求1所述的高隔离宽带MIMO天线,其特征在于,所述介质板的介质的厚度为1毫米,所述介质板主体的形状为矩形,所述介质板主体中第一侧边和与所述第一侧边平行的侧边的尺寸均为23毫米,与所述第一侧边垂直的两个侧边的尺寸均为8.5毫米;
每个所述介质板插脚中与所述第一侧边平行的侧边的尺寸为1.8-2.2毫米,与所述第一侧边垂直的侧边的尺寸为2.3-2.7毫米。
4.根据权利要求3所述的高隔离宽带MIMO天线,其特征在于,所述第一左辐射贴片与所述第二左辐射贴片之间的夹角为直角,所述第一右辐射贴片与所述第二右辐射贴片之间的夹角为直角。
5.根据权利要求4所述的高隔离宽带MIMO天线,其特征在于,所述第一左辐射贴片与所述第二左辐射贴片均为矩形,所述第一左辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为1.8-2.2毫米、垂直于所述第一侧边的尺寸为6.4-6.8毫米、厚度为1盎司;所述第二左辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为5.4-5.8毫米、垂直于所述第一侧边的尺寸为0.66-0.70毫米、厚度为1盎司;
所述第一右辐射贴片与所述第二右辐射贴片均为矩形,所述第一右辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为1.8-2.2毫米、垂直于所述第一侧边的尺寸为6.4-6.8毫米、厚度为1盎司;所述第二右辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为5.4-5.8毫米、垂直于所述第一侧边的尺寸为0.66-0.70毫米、厚度为1盎司;
所述第一左辐射贴片和第一右辐射贴片间距为1.8-2.2毫米。
6.根据权利要求5所述的高隔离宽带MIMO天线,其特征在于,所述第一寄生辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为18.3-18.7毫米、垂直于所述第一侧边的侧边的尺寸为0.5-0.9毫米、厚度为1盎司;
所述第二寄生辐射贴片中平行于所述第一侧边的侧边的尺寸为15-19毫米、垂直于所述第一侧边的侧边的尺寸为1.1-1.5毫米、厚度为1盎司;
所述第一寄生辐射贴片与所述第一侧边之间的距离为3.70-3.74毫米,所述第一寄生辐射贴片和第二寄生辐射贴片之间的间距为1.70-1.74毫米。
7.根据权利要求1所述的高隔离宽带MIMO天线,其特征在于,所述左辐射贴片、右辐射贴片、第一寄生辐射贴片、第二寄生辐射贴片和接地固定贴片的材质均为铜箔。
8.根据权利要求1所述的高隔离宽带MIMO天线,其特征在于,所述介质板的材料为玻璃纤维环氧树脂。
9.一种印刷电路板,其特征在于,安装有如权利要求1-8任一项所述的高隔离宽带MIMO天线。
10.根据权利要求9所述的印刷电路板,其特征在于,包括用于安装高隔离宽带MIMO天线的安装区域,所述安装区域的长度为23毫米、宽度为1毫米。
11.根据权利要求10所述的印刷电路板,其特征在于,还包括用于与所述高隔离宽带MIMO天线中的左辐射贴片连接的左天线馈电端口和设置于所述左天线馈电端口内的微带线、用于与所述高隔离宽带MIMO天线中的右辐射贴片连接的右天线馈电端口和设置于所述右天线馈电端口内的微带线。
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2019
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