本發(fā)明屬于通信設(shè)備，具體涉及一種雙頻低剖面緊耦合高隔離度MIMO天線。

背景技術(shù)：

MIMO技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于不增加系統(tǒng)發(fā)射功率及帶寬的情況下，能夠成倍地提高M(jìn)IMO系統(tǒng)的信道容量和頻譜利用率。MIMO技術(shù)被認(rèn)為是新一代無線通信技術(shù)的革命,受到了越來越多的關(guān)注，并廣泛應(yīng)用于移動基站和終端中。近年來，多頻段低剖面天線的研發(fā)一直受到國內(nèi)外各學(xué)者的廣泛關(guān)注。因此研究設(shè)計(jì)低剖面、高隔離度的MIMO天線具有重要的應(yīng)用前景。到目前為止，最寬的WLAN傳輸協(xié)議是應(yīng)用于5GHz U-NII頻段和ISM頻段 (5.15-5.825GHz)的IEEE 802.11a協(xié)議。而目前市場上的一些MIMO天線存在頻率單一的缺點(diǎn)，不能夠?qū)崿F(xiàn)對WLAN所有頻段的覆蓋；一些MIMO天線采取增加單元天線之間距離的方式提高隔離度，從而大大增加了移動終端設(shè)備的體積；多數(shù)MIMO天線因受到移動終端尺寸空間的限制，隔離度較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的提供一種雙頻低剖面緊耦合高隔離度MIMO天線，用于改善傳統(tǒng)的定向輻射/接收的MIMO 天線存在隔離度差、頻帶單一、剖面高的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種雙頻低剖面緊耦合高隔離度MIMO天線，其特征在于：包括上層介質(zhì)板、下層介質(zhì)板、第一短路探針、第二短路探針、第一饋電探針及第二饋電探針；所述上層介質(zhì)板的上表面設(shè)置有輻射貼片和隔離裝置，所述下層介質(zhì)板的下表面設(shè)置有接地板，兩層介質(zhì)板之間設(shè)置有一定高度的空氣層；所述第一短路探針、第二短路探針穿過所述空氣層中；第一短路探針、第二短路探針的一端分別與所述輻射貼片相連，第一短路探針、第二短路探針的另一端分別與所述接地板相連；第一饋電探針、第二饋電探針的一端分別與所述輻射貼片相連，第一饋電探針、第二饋電探針的另一端分別與所述接地板相連。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述輻射貼片包括兩個鏡像設(shè)置的輻射單元；每個輻射單元均包括一內(nèi)部矩形貼片及一外部U形貼片；所述內(nèi)部矩形貼片與外部U形貼片通過三個連接橋連接；所述內(nèi)部矩形貼片上設(shè)有與饋電探針連接的饋電點(diǎn)；所述外部U形貼片上設(shè)有與短路探針連接的短路點(diǎn)。

進(jìn)一步的，所述隔離裝置包括用于連接兩個鏡像設(shè)置的輻射單元的Z形中和線及矩形寄生貼片；所述矩形寄生貼片設(shè)置在兩個鏡像設(shè)置的輻射單元下方。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，還包括與第一饋電探針底端連接的第一SMA接頭及與第二饋電探針底端連接的第二SMA接頭；第一SMA接頭、第二SMA接頭焊接在接地板上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的能夠用于WLAN頻段（2.4GHz-2.5GHz以及5.15GHz-5.85GHz）信號的收發(fā)，具有剖面低、帶寬大和低互耦的優(yōu)點(diǎn)，適用于移動基站和終端。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的上層介質(zhì)板結(jié)構(gòu)及短路探針位置示意圖（俯視圖）。

圖3是本發(fā)明的上層介質(zhì)板結(jié)構(gòu)示意圖（仰視圖）。

圖4是天線的頻率響應(yīng)電磁仿真曲線。

圖5是天線在工作頻率為2.45GHz 和5. 5G時E面增益方向圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步解釋說明。

本發(fā)明提供一種雙頻低剖面緊耦合高隔離度MIMO天線，其包括上層介質(zhì)板、下層介質(zhì)板、第一短路探針、第二短路探針、第一饋電探針及第二饋電探針；所述上層介質(zhì)板的上表面設(shè)置有輻射貼片和隔離裝置，所述下層介質(zhì)板的下表面設(shè)置有接地板，兩層介質(zhì)板之間設(shè)置有一定高度的空氣層；所述第一短路探針、第二短路探針穿過所述空氣層中；第一短路探針、第二短路探針的一端分別與所述輻射貼片相連，第一短路探針、第二短路探針的另一端分別與所述接地板相連；第一饋電探針、第二饋電探針的一端分別與所述輻射貼片相連，第一饋電探針、第二饋電探針的另一端分別與所述接地板相連。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述輻射貼片包括兩個鏡像設(shè)置的輻射單元；每個輻射單元均包括一內(nèi)部矩形貼片及一外部U形貼片；所述內(nèi)部矩形貼片與外部U形貼片通過三個連接橋連接；所述內(nèi)部矩形貼片上設(shè)有與饋電探針連接的饋電點(diǎn)；所述外部U形貼片上設(shè)有與短路探針連接的短路點(diǎn)。進(jìn)一步的，所述隔離裝置包括用于連接兩個鏡像設(shè)置的輻射單元的Z形中和線及矩形寄生貼片；所述矩形寄生貼片設(shè)置在兩個鏡像設(shè)置的輻射單元下方。

本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1至圖3所示。本實(shí)例包括上層介質(zhì)板5和下層介質(zhì)板6，兩層介質(zhì)之間存在一定厚度的空氣層2，并且設(shè)置有第一饋電探針1a、第二饋電探針1b、第一短路探針3a和第一短路探針3b。上層介質(zhì)板頂部設(shè)置有兩個天線單元輻射貼片，第一外部U型輻射貼片9a、第一內(nèi)部矩形輻射貼片11a、第一天線單元的第一連接橋8a、第一天線單元的第二連接橋10a及第一天線單元的第三連接橋12a共同構(gòu)成第一天線單元輻射貼片；第二外部U型輻射貼片9b、第二內(nèi)部矩形輻射貼片11b、第二天線單元的第一連接橋8b、第二天線單元的第二連接橋10b及第二天線單元的第三連接橋12b共同構(gòu)成第二天線單元輻射貼片。第一饋電探針1a的頂端焊接于第一內(nèi)部矩形輻射貼片11a的饋電點(diǎn)處，第一短路探針3a的頂端焊接于第一外部U型輻射貼片9a的短路點(diǎn)處，第一外部U型輻射貼片9a和第一內(nèi)部矩形輻射貼片11a通過第一天線單元的第一連接橋10a、第二連接橋12a和第三連接橋8a進(jìn)行連接，通過對第一內(nèi)部矩形輻射貼片11a饋電來激勵上層輻射貼片，使其輻射電磁波，第二天線單元的實(shí)施方式參照第一天線單元。兩個天線單元鏡像放置，并通過Z形中和線7進(jìn)行連接，通過使用Z形中和線7和矩形寄生貼片13組成的隔離裝置，MIMO天線低頻段的隔離度得到了較為明顯的提高。下層介質(zhì)板6的下表面為接地板14，第一短路探針3a和第二短路探針3b的底端分別穿過下層介質(zhì)板6，通過焊錫與接地板14焊接；第一SMA接頭4a與第一饋電探針1a的底端連接，第二SMA接頭4b與第二饋電探針1b的底端連接，并均通過焊錫與接地板14焊接。

圖 4是本實(shí)施例天線的電磁仿真圖，可以看出天線-10dB的工作頻段能夠?qū)崿F(xiàn)對WLAN頻段的全部覆蓋，且天線在低頻頻段內(nèi)的隔離度小于-25dB，最低值可以達(dá)到-50dB，天線在高頻頻段內(nèi)的隔離度小于-20dB，較好地滿足了設(shè)計(jì)要求。圖5是天線在工作頻率為2.45GHz和5. 5G時E面增益方向圖，從圖中可以看出兩個頻率點(diǎn)對應(yīng)增益分別大于7dB和8dB。

在本發(fā)明具體實(shí)施例中，上層介質(zhì)板的尺寸為142mm×80mm×0.6mm；兩個輻射單元邊緣之間的距離為11mm；所述內(nèi)部矩形貼片的長度為26.3mm，寬度為14mm，所述外部U型貼片由一個尺寸為55.1mm×51mm的大矩形貼片挖去一個尺寸為35.1mm×18mm的小矩形貼片組成；第一連接橋與第三連接橋分別位于所述內(nèi)部矩形貼片的兩側(cè)，所述第一連接橋與第三連接橋的尺寸均為4mm×2mm，所述第一連接橋距對應(yīng)天線單元垂直中心線的位置為6.5mm，所述第三連接橋距對應(yīng)天線單元垂直中心線的位置為13mm，中心位于對應(yīng)天線單元垂直中心線上的第二連接橋的尺寸為5.5mm×3mm。下層介質(zhì)板的尺寸為142mm×80mm×0.6mm；所述下層介質(zhì)板的下表面設(shè)置有尺寸為142mm×80mm的矩形接地板，所述接地板與所述的兩根短路探針、所述的兩根饋電探針以及兩個SMA 接頭相連。

兩根饋電探針的半徑均為0.45mm，位于對應(yīng)天線單元的垂直中心線上，距對應(yīng)天線單元的垂直中心線的位置為20.1mm，底端分別與所述的兩個SMA接頭相連。

所述短路探針的半徑為0.45mm，所述短路探針距對應(yīng)天線單元的水平中心線的位置分別為8.1mm，距對應(yīng)天線單元的垂直中心線的位置為-17.5mm。

所述隔離裝置包括連接兩個輻射單元的Z形中和線以及設(shè)置在兩個輻射單元下方的矩形寄生貼片；中心位于MIMO天線的垂直中心線上的Z形中和線由兩個尺寸為5.25mm×0.5mm的水平設(shè)置的矩形貼片和一個尺寸為11mm×0.5mm的垂直設(shè)置的矩形貼片連接組成，中心距MIMO天線水平中心線的位置為-1mm；所述矩形寄生貼片的尺寸為32mm×1mm，中心位于MIMO天線的垂直中心線上，距MIMO天線水平中心線位置為30.5mm。

較佳的，所述空氣層的高度為5mm。

本發(fā)明提供的一種雙頻低剖面緊耦合高隔離度MIMO天線，能夠用于WLAN頻段（2.4GHz-2.485GHz以及5.15GHz-5.85GHz）信號的收發(fā)，旨在改善傳統(tǒng)的定向輻射/接收的MIMO 天線存在隔離度差、頻帶單一、剖面高的問題，并且該天線可以完美覆蓋WLAN所有波段。天線采用在單層貼片上開槽的方式實(shí)現(xiàn)WLAN兩個頻段的覆蓋，并采用空氣層代替?zhèn)鹘y(tǒng)的介質(zhì)板材，大大降低了天線的剖面高度；采用增加短路探針及適當(dāng)添加連接橋的方式，在保證天線小型化的同時，增加了天線的阻抗帶寬；采用設(shè)置Z形中和線和矩形寄生貼片的方式提高兩緊耦合天線單元之間的隔離度。本發(fā)明在具備雙頻特性的基礎(chǔ)上，具有結(jié)構(gòu)緊湊、帶寬大、低互耦、低剖面和定向輻射的優(yōu)點(diǎn)，能夠完美覆蓋WLAN的所有波段,適用于移動基站和終端。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。