一種無去耦結構的四單元寬帶縫隙mimo天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及MMO天線領域，更具體地，涉及一種無去耦結構的高隔離度小型四單元寬帶縫隙MMO天線。
【背景技術】
[0002]在過去的二十年里，移動通信技術和移動通信業(yè)務取得了巨大的進步。如今第四代移動通信系統已投入商用，如LTE-Advanced系統和WirelessMAN-Advanced系統。其中LTE-Advance系統的上行速率可達500Mbps，下行速率可達lGbps。盡管第四代移動通信系統(4G)相較于第三代移動通信系統(3G)明顯改善了移動通信空中鏈路的質量，從而使得運營商能改善原有通信業(yè)務的質量。但是隨著移動用戶數量和需求的日益增長，而目前移動通信系統可利用的頻率資源又十分有限。這一現狀催生了通信領域對能更有效利用頻譜資源的新技術--MIMO (Multiple-1nput-Multiple-Output)技術的發(fā)明與研宄。
[0003]MMO技術對于盡可能接近甚至突破無線傳輸信道的物理限制有著明顯的優(yōu)勢:一是原數據流被分成N路子數據流并行發(fā)送，提高了數據的傳輸速率；二是原數據流被分為N路子數據流并行發(fā)送，為接收機提供更多的獨立樣本，提高信噪比。如今，MMO技術已被視為第四代移動通信技術的核心技術，甚至在未來的第五代移動通信技術也占有及其重要的位置。MMO天線的設計能從根本上影響系統實現好壞的因素，因此一個性能好的MMO天線是具有重大的工程應用價值的。
[0004]隨著移動通信終端逐漸向小型化和平面化發(fā)展，現今大多數通信設備都要求天線在保持能獲得好性能的狀態(tài)下，尺寸盡可能的小。然而隨著天線尺寸的減小，天線單元間的耦合會大大地增強。這會導致天線單元間的相關性大大地增加，結果MIMO通信系統的信道容量也自然隨之降低。目前已經報道的MMO天線都采用引入去耦結構來達到去耦的目的。但是引入去耦結構后，一是天線的工作特性如帶寬和方向圖等會因為天線結構的變化而發(fā)生改變；二是天線的尺寸會因為去耦結構的引入而增大。除此之外，目前大多數MIMO天線都是二元天線陣，而數目不多已經報道的四單元MMO天線都存在著窄帶寬、帶寬不可控的冋題。

【發(fā)明內容】

[0005]為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明提出一種無去耦結構的高隔離度小型四單元寬帶縫隙MMO天線。該MMO天線中未引入任何去耦機構，同樣能夠使得MMO天線具有高隔離度的特性。
[0006]為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案為:
一種無去親結構的四單元寬帶縫隙MIMO天線，包括介質基板、第一天線單元、第二天線單元、第三天線單元、第四天線單元；其中所述介質基板包括介質基板正面和介質基板背面，地板印制在介質基板背面，第一天線單元、第二天線單元、第三天線單元、第四天線單元結構相同； 所述第一天線單元、第二天線單元、第三天線單元、第四天線單元分別包括有印制在地板上的第一縫隙單元、第二縫隙單元、第三縫隙單元和第四縫隙單元，以及印制在介質基板正面的第一微帶饋線、第二微帶饋線、第三微帶饋線和第四微帶饋線；第一微帶饋線、第二微帶饋線、第三微帶饋線和第四微帶饋線分別通過一端的第一激勵端口、第二激勵端口、第三激勵端口、第四激勵端口為對應縫隙單元饋電；第一微帶饋線、第二微帶饋線、第三微帶饋線和第四微帶饋線的另一端分別開設有為金屬過孔；
所述地板為四方形地板，所述第一縫隙單元、第二縫隙單元、第三縫隙單元和第四縫隙單元分別設置在四方形地板的四邊，且相鄰的縫隙單元互相垂直，相對的縫隙單元短邊相對。
[0007]優(yōu)選的，所述第一微帶饋線、第二微帶饋線、第三微帶饋線和第四微帶饋線設置為L型，將四個天線單元中的激勵端口分別設置在介質基板的四邊。
[0008]優(yōu)選的，分別在第一微帶饋線、第二微帶饋線、第三微帶饋線和第四微帶饋線的金屬過孔端上加載與對應微帶饋線同寬的第一短路枝節(jié)、第二短路枝節(jié)、第三短路枝節(jié)和第四短路枝節(jié)，且短路枝節(jié)的另一端開設有對應的第一金屬過孔、第二金屬過孔、第三金屬過孔和第四金屬過孔，使微帶枝節(jié)實現短路的電路特性。
[0009]優(yōu)選的，所述第一短路枝節(jié)、第二短路枝節(jié)、第三短路枝節(jié)和第四短路枝節(jié)為L型，將對應的金屬過孔分別設置在介質基板的四邊。
[0010]優(yōu)選的，所述基板介質采用相對介質電常數為1-100，厚度為0.2-5mm的介質基板。
[0011]與現有的技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:本發(fā)明提出的一種無去耦結構的四單元寬帶縫隙MMO天線，克服了現有MMO天線必需要通過引入去耦結構來提高天線單元間隔離度的問題；是一種結構簡單、易于加工的四單元縫隙MIMO天線，采用短路枝節(jié)加載的方法能有效展寬天線的帶寬，并且實現帶寬獨立可控；本發(fā)明有效的克服了現有的四單元MIMO天線無法同時實現小尺寸、高隔離度、寬帶寬以及帶寬可控的難題。
【附圖說明】
[0012]圖1是沒有加載短路枝節(jié)的縫隙天線單元的結構示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明所涉及的加載短路枝節(jié)的縫隙天線單元的結構示意圖。
[0014]圖3是采用圖1、2縫隙天線單元所對應的頻率響應的電磁仿真曲線。
[0015]圖4是本發(fā)明所涉及的一種無去耦結構的高隔離度小型四單元寬帶縫隙MIMO天線的結構示意圖。
[0016]圖5為圖4中涉及的一種無去親結構的高隔離度小型四單元寬帶縫隙MIMO天線的Is11U |s22|、S33和Is44I的頻率響應的電磁仿真曲線圖。
[0017]圖6為圖4中涉及的一種無去親結構的高隔離度小型四單元寬帶縫隙MIMO天線的IS211、IS311、IS411的頻率響應的電磁仿真曲線圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的描述，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。
[0019]圖1至3中介質基板，12-介質基板的正面，13-介質基板的背面，14-印制在介質基板背面的地板，15-印制在地板上的縫隙，16-金屬過孔，17-印制在介質基板正面的50歐姆微帶饋線，18-縫隙天線單元的激勵端口，19-短路枝節(jié)。110-沒有加載短路枝節(jié)的縫隙天線單元的基模的諧振頻率，111-加載短路枝節(jié)的縫隙天線單元的新增諧振頻率。
[0020]圖4中:11_介質基板、12-介質基板的正面，13-介質基板的背面，14-印制在介質基板背面的地板，15a-第一縫隙單元、15b-第二縫隙單元、15c-第三縫隙單元、15d第四縫隙單元、16a-第一金屬過孔、16b-第二金屬過孔、16c-第三金屬過孔、16d_第四金屬過孔、17a-第一微帶饋線、17b-第二微帶饋線、17c-第三微帶饋線、17d_第四微帶饋線、18a_第一激勵端口、18b-第二激勵端口、18c-第三激勵端口、18d-第四激勵端口、19a-第一短路枝節(jié)、19b-第二短路枝節(jié)、19c-第三短路枝節(jié)、19d-第四短路枝節(jié)、21a-第一天線單元、21b-第二天線單元、21c-第三天線單元、21d-第四天線單元。
[0021]在有限的空間中集成的天線數目越多，要得到寬阻抗帶寬就會越困難。已有的MMO天線設計，主要致力于如何減小天線單元間的互耦問題，幾乎沒有考慮到如何增大阻抗帶寬的問題，更不考慮帶寬獨立可控的問題。本發(fā)明中的M頂O天線利用枝節(jié)加載的方法，在一個開路縫隙的天線單元上加載一段與微帶饋線同寬的短路枝節(jié)。加載的短路枝節(jié)會使原來的縫隙天線的輸入阻抗發(fā)生變化，從而多產生了一個諧振模式。對應于S參數就是多產生了一個諧振頻率，展寬了原有縫隙天線單元的阻抗帶寬。調整短路枝節(jié)的長度以及短路枝節(jié)與開路縫隙的相對位置就可以改變新增諧振頻率的大小，達到控制天線帶寬的效果。因此該MMO天線單元能在小尺寸的情況下，得到很好的阻抗帶寬，并且?guī)挭毩⒖煽亍?br>[0022]具體如圖4，一種無去耦結構的四單元寬帶縫隙MMO天線，包括介質基板11、第一天線單元21a、第二天線單元21b、第三天線單元21c、第四天線單元21d;其中所述介質基板11包括介質基板正面12和介質基板背面13，地板14印制在介質基板背面13，第一天線單元21a、第二天線單元21b、第三天線單元21c、第四天線單元21d結構相同；
其中所述第一天線單元21a、第二天線單元21b、第三天線單元21c、第四天線單元21d分別包括有印制在地板14上的第一縫隙單元15a、第二縫隙單元15b、第三縫隙單元15c和第四縫隙單元15d，以及印制在介質基板正面12的第一微帶饋線17a、第二微帶饋線17b、第三微帶饋線17c和第四微帶饋線17d ;第一微帶饋線17a、第二微帶饋線17b、第三微帶饋線17c和第四微帶饋線17d分別通過一端的第一激勵端口 18a、第二激勵端口 18b、第三激勵端口 18c、第四激勵端口 18d為對應縫隙單元饋電；第一微帶饋線17a、第二微帶饋線17b、第三微帶饋線17c和第四微帶饋線17d的另一端分別加載第一短路枝節(jié)19a、第二短路枝節(jié)19b、第三短路枝節(jié)19c和第四短路枝節(jié)19d。其中第一短路枝節(jié)19a、第二短路枝節(jié)19b、第三短路枝節(jié)19c和第四短路枝節(jié)19d分別通過第一金屬過孔16a、第二金屬過孔16b、第三金屬過孔16c和第四金屬過孔16d實現短路的電路特性。
[0023]所述地板14為四方形地板，所述第一縫隙單元15a、第二縫隙單元15b、第三縫隙單元15c和第四縫隙單元15d分別設置在四方形地板的四邊，且相鄰的縫隙單元互相垂直，相對的縫隙單元短邊