專利名稱：一種非對稱天線及具有該非對稱天線的mimo天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種非對稱天線及具有該非對稱天線的MIMO天線。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)天線設(shè)計(jì)中當(dāng)遇到天線使用空間小、工作頻率低、工作在多模等問題時(shí)，天線的性能將極大的受制于天線體積大小。天線體積的減小對應(yīng)的天線的電長度也將受到影響，天線輻射效率及工作頻率將改變。傳統(tǒng)的偶極子天線及PIFA天線在面對現(xiàn)有通訊終端小體積、寬頻帶等問題時(shí)就顯得力不從心，設(shè)計(jì)難度極大最終也不能滿足使用的要求。傳統(tǒng)的天線在低頻段設(shè)計(jì)中只用通過外部的匹配線路來實(shí)現(xiàn)多模的輻射要求，在天饋系統(tǒng)中加入匹配網(wǎng)絡(luò)后功能上是可實(shí)現(xiàn)低頻、多模的工作要求，但是其輻射效率將極大的降低因?yàn)榉浅４蟮囊徊糠帜芰繐p失在匹配網(wǎng)絡(luò)上?，F(xiàn)有的超材料小天線，如公開號為CN201490337 的中國專利，在設(shè)計(jì)中集成了新型人工電磁材料，因此其輻射具有非常豐富的色散特性，可以形成多種輻射模式，即可免去繁瑣的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，這種豐富的色散特性為多頻點(diǎn)的阻抗匹配帶來了極大的便利。盡管如此現(xiàn)有的超材料小天線在面對現(xiàn)有終端設(shè)備小體積、低工作頻率、寬帶多模等問題時(shí)，設(shè)計(jì)的過程中也受到了極大的制約。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種易于實(shí)現(xiàn)多?；以诘凸ぷ黝l率仍然性能良好的非對稱天線及具有該非對稱天線的MIMO天線。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是提出一種非對稱天線，其包括饋線、金屬片，所述饋線通過耦合方式饋入所述金屬片，所述金屬片上至少鏤刻有非對稱的第一微槽結(jié)構(gòu)和第二微槽結(jié)構(gòu)，使得所述天線具有至少兩個(gè)不同的諧振頻段。進(jìn)一步地，所述第一微槽結(jié)構(gòu)為互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)、互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)、開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)、雙開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)以及互補(bǔ)式彎折線結(jié)構(gòu)中的一種。進(jìn)一步地，所述第二微槽結(jié)構(gòu)為互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)、互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)、開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)、雙開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)以及互補(bǔ)式彎折線結(jié)構(gòu)中的一種。進(jìn)一步地，所述天線還包括用于放置所述饋線與所述金屬片的介質(zhì)。進(jìn)一步地，所述介質(zhì)為空氣、陶瓷、環(huán)氧樹脂基板或聚四氟乙烯基板。進(jìn)一步地，所述第一微槽結(jié)構(gòu)和所述第二微槽結(jié)構(gòu)通過蝕刻、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻鏤空于所述金屬片上。進(jìn)一步地，所述饋線與所述金屬片不接觸，通過容性耦合方式饋入所述金屬片。進(jìn)一步地，所述饋線通過可短接點(diǎn)連接所述金屬片使得所述饋線通過感性耦合方式饋入所述金屬片。本實(shí)用新型還提供一種MIMO天線，其包括多個(gè)權(quán)利要求1所述的非對稱天線。[0013]進(jìn)一步地，多個(gè)所述非對稱天線的每一饋線均連接一接收/發(fā)射機(jī)，全部的接收/ 發(fā)射機(jī)連接于基帶信號處理器。根據(jù)本實(shí)用新型的非對稱天線，在金屬片上至少鏤刻有不對稱的第一微槽結(jié)構(gòu)及第二微槽結(jié)構(gòu)，因此能夠很容易地產(chǎn)生多個(gè)諧振點(diǎn)，且諧振點(diǎn)不易抵消，很容易實(shí)現(xiàn)多模諧振。本實(shí)用新型還公開一種包括上述非對稱天線的MIMO天線，該MIMO天線具有高隔離度。

圖1為本實(shí)用新型非對稱天線結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型非對稱天線第一較佳實(shí)施方式正視圖；圖3為本實(shí)用新型非對稱天線第二較佳實(shí)施方式正視圖；圖4為本實(shí)用新型非對稱天線第三較佳實(shí)施方式正視圖。圖fe為互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖恥所示為互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5c所示為開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5d所示為雙開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖k所示為互補(bǔ)式彎折線結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6a為圖fe所示的互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)其幾何形狀衍生示意圖；圖6b為圖fe所示的互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)其擴(kuò)展衍生示意圖；圖7a為三個(gè)圖如所示的互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的復(fù)合后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7b為兩個(gè)圖fe所示的互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)與圖恥所示為互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)的復(fù)合示意圖；圖8為四個(gè)圖fe所示的互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)組陣后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，圖1為本實(shí)用新型非對稱天線結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，本實(shí)用新型非對稱天線包括饋線1、金屬片2。金屬片2上至少鏤刻有非對稱的第一微槽結(jié)構(gòu)100以及第二微槽結(jié)構(gòu)200，使得非對稱天線具有至少兩個(gè)不同的諧振頻率。此處的非對稱是指第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200的圖案、尺寸和/或空間位置不同，該些不同導(dǎo)致第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200的諧振頻段不同。饋線1部分圍繞金屬片2設(shè)置以對金屬片2耦合饋電。饋線1對金屬片2耦合饋電的方式可通過設(shè)置一可短接點(diǎn)連接饋線1與金屬片2而形成的感性耦合饋電方式，也為饋線1不與金屬片2連接而是二者相對的部分構(gòu)成容性耦合而形成的容性耦合饋電方式。本實(shí)用新型的第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200可以是圖fe所示的互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)、圖恥所示的互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)、圖5c所示的開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)、圖5d所示的雙開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)、圖5e所示的互補(bǔ)式彎折線結(jié)構(gòu)中的一種或者是通過前面幾種結(jié)構(gòu)衍生、復(fù)合或組陣得到的微槽結(jié)構(gòu)。衍生分為兩種，一種是幾何形狀衍生，另一種是擴(kuò)展衍生，此處的幾何形狀衍生是指功能類似、形狀不同的結(jié)構(gòu)衍生，例如由方框類結(jié)構(gòu)衍生到曲線類結(jié)構(gòu)、三角形類結(jié)構(gòu)及其它不同的多邊形類結(jié)構(gòu)；此處的擴(kuò)展衍生即在圖如至圖5e的基礎(chǔ)上開設(shè)新的槽以形成新的微槽結(jié)構(gòu)；以圖fe所示的互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)為例，圖6a為其幾何形狀衍生示意圖，圖6b為其幾何形狀衍生示意圖。此處的復(fù)合是指，圖fe至圖k 的微槽結(jié)構(gòu)多個(gè)疊加形成一個(gè)新的微槽結(jié)構(gòu)，如圖7a所示，為三個(gè)圖如所示的互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)復(fù)合后的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖7b所示，為兩個(gè)圖如所示的互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)與圖恥所示為互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)共同復(fù)合后的結(jié)構(gòu)示意圖。此處的組陣是指由多個(gè)圖fe 至圖5e所示的微槽結(jié)構(gòu)在同一金屬片上陣列形成一個(gè)整體的微槽結(jié)構(gòu)，如圖8所示，為多個(gè)如圖fe所示的互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)組陣后的結(jié)構(gòu)示意圖。但是本實(shí)用新型第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200是非對稱的，具體非對稱方式在下面實(shí)施方式中詳細(xì)說明。在金屬片2上形成第一微槽結(jié)構(gòu)100和第二微槽結(jié)構(gòu)200的方式可為蝕刻、鉆刻、 光刻、電子刻、離子刻等工藝，其中蝕刻為優(yōu)選工藝，其主要步驟是在設(shè)計(jì)好合適的微槽結(jié)構(gòu)后，然后通過蝕刻設(shè)備，利用溶劑與金屬的化學(xué)反應(yīng)去除掉預(yù)設(shè)微槽結(jié)構(gòu)的箔片部分即可得到形成有上述第一微槽結(jié)構(gòu)100和第二微槽結(jié)構(gòu)200的金屬片2。上述金屬箔片的材質(zhì)可以是銅、銀等金屬。本實(shí)用新型還包括用于放置所述饋線與所述金屬片的介質(zhì)，介質(zhì)可以為空氣、陶瓷、環(huán)氧樹脂基板或聚四氟乙烯基板。本實(shí)用新型若在金屬片2上采用對稱的第一微槽結(jié)構(gòu)和第二微槽結(jié)構(gòu)，S卩第一微槽結(jié)構(gòu)和第二微槽結(jié)構(gòu)的諧振頻率相同，在二者相互耦合之后將會導(dǎo)致天線Q值增大， 相應(yīng)的帶寬BW變小，不利于多模諧振的實(shí)現(xiàn)。而若采用至少非對稱的第一微槽結(jié)構(gòu)和第二微槽結(jié)構(gòu)，由于二者響應(yīng)電磁波所產(chǎn)生的電容值和電感值會有所不同，從而產(chǎn)生多個(gè)不同的諧振點(diǎn)，且該多個(gè)不同的諧振點(diǎn)不易抵消，有利于實(shí)現(xiàn)天線豐富的多?；１緦?shí)用新型的第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200的結(jié)構(gòu)形式可以一樣，也可以不一樣。并且第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200的不對稱程度可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)。 從而實(shí)現(xiàn)豐富的可調(diào)節(jié)的多模諧振。并且根據(jù)需要，本實(shí)用新型亦可在同一金屬片上設(shè)置個(gè)數(shù)多于兩個(gè)的微槽結(jié)構(gòu)以使得天線具有三個(gè)以上的不同的諧振頻段。下面詳細(xì)論述三種本實(shí)用新型金屬片2上形成的非對稱微槽結(jié)構(gòu)。如圖2所示，圖2為本實(shí)用新型的第一較佳實(shí)施方式的正視圖，圖2中，第一微槽結(jié)構(gòu)100及第二微槽結(jié)構(gòu)200為非對稱結(jié)構(gòu)，其中，第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200 連接在一起，由于圖案的不同導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的不對稱，使得第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200各自區(qū)域的諧振頻率不同。本實(shí)施方式中以圖恥所示的互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)與互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)為例說明，二者相互連接。如圖3所示，圖3為本實(shí)用新型的第二較佳實(shí)施方式的正視圖，圖3中，第一微槽結(jié)構(gòu)100及第二微槽結(jié)構(gòu)200為圖案不同的非對稱結(jié)構(gòu)，其中，第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200是各自獨(dú)立的，由于圖案的不同導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的不對稱，使得第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200各自區(qū)域的諧振頻率不同。本實(shí)施方式中第一微槽結(jié)構(gòu)100以圖5c所示開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)為例說明，第二微槽結(jié)構(gòu)200以圖恥所示互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)為例說明。如圖4所示，為本實(shí)用新型的第三較佳實(shí)施方式的正視圖，圖4中，第一微槽結(jié)構(gòu) 100及第二微槽結(jié)構(gòu)200為非對稱結(jié)構(gòu)，其中，第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200是各自獨(dú)立的，其圖案相同，但是其尺寸的不同導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的不對稱，使得第一微槽結(jié)構(gòu)100 與第二微槽結(jié)構(gòu)200各自區(qū)域的諧振頻率不同。本實(shí)施方式中，第一微槽結(jié)構(gòu)100與第二微槽結(jié)構(gòu)200均以圖5c所示的互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)為例說明。
5[0040]本實(shí)用新型還提供一種包括多個(gè)上述非對稱天線的多輸入多輸出(MIMO)天線。 該MIMO天線中每一非對稱天線的每一饋線均各自接入一發(fā)射/接收機(jī)，所有的發(fā)射/接收機(jī)接入基帶信號處理器。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi).
權(quán)利要求1.一種非對稱天線，包括饋線與金屬片，所述饋線通過耦合方式饋入所述金屬片，其特征在于所述金屬片上至少鏤刻有非對稱的第一微槽結(jié)構(gòu)和第二微槽結(jié)構(gòu)，使得所述天線具有至少兩個(gè)不同的諧振頻段。
2.如權(quán)利要求1所述的非對稱天線，其特征在于所述第一微槽結(jié)構(gòu)為互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)、互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)、開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)、雙開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)以及互補(bǔ)式彎折線結(jié)構(gòu)中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的非對稱天線，其特征在于所述第二微槽結(jié)構(gòu)為互補(bǔ)式開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)、互補(bǔ)式螺旋線結(jié)構(gòu)、開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)、雙開口螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)以及互補(bǔ)式彎折線結(jié)構(gòu)中的一種。
4.如權(quán)利要去1所述的非對稱天線，其特征在于所述天線還包括用于放置所述饋線與所述金屬片的介質(zhì)。
5.如權(quán)利要求4所述的非對稱天線，其特征在于所述介質(zhì)為空氣、陶瓷、環(huán)氧樹脂基板或聚四氟乙烯基板。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的非對稱天線，其特征在于所述第一微槽結(jié)構(gòu)和所述第二微槽結(jié)構(gòu)通過蝕刻、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻鏤空于所述金屬片上。
7.如權(quán)利要求1所述的非對稱天線，其特征在于所述饋線與所述金屬片不接觸，通過容性耦合方式饋入所述金屬片。
8.如權(quán)利要求1所述的非對稱天線，其特征在于所述饋線通過可短接點(diǎn)連接所述金屬片使得所述饋線通過感性耦合方式饋入所述金屬片。
9.一種MIMO天線，其特征在于包括多個(gè)權(quán)利要求1所述的非對稱天線。
10.如權(quán)利要求9所述的MIMO天線，其特征在于多個(gè)所述非對稱天線的每一饋線均連接一接收/發(fā)射機(jī)，全部的接收/發(fā)射機(jī)連接于基帶信號處理器。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種非對稱天線，其包括饋線、金屬片，所述饋線通過耦合方式饋入所述金屬片；所述金屬片上至少鏤刻有非對稱的第一微槽結(jié)構(gòu)和第二微槽結(jié)構(gòu)，使得所述天線具有至少兩個(gè)不同的諧振頻段。根據(jù)本實(shí)用新型的非對稱天線，在金屬片上至少鏤刻有不對稱的第一微槽結(jié)構(gòu)及第二微槽結(jié)構(gòu)，因此能夠很容易地產(chǎn)生多個(gè)諧振點(diǎn)，且諧振點(diǎn)不易抵消，很容易實(shí)現(xiàn)多模諧振。同時(shí)，本實(shí)用新型還公開一種包括上述非對稱天線的MIMO天線，該MIMO天線具有高隔離度。
文檔編號H01Q21/00GK202127090SQ20112018101
公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者劉若鵬, 徐冠雄, 楊松濤 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司, 深圳光啟高等理工研究院