CN103187622B - 一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线 - Google Patents

一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线 Download PDF

Info

Publication number
CN103187622B
CN103187622B CN201110144971.XA CN201110144971A CN103187622B CN 103187622 B CN103187622 B CN 103187622B CN 201110144971 A CN201110144971 A CN 201110144971A CN 103187622 B CN103187622 B CN 103187622B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sheet metal
antenna
micro groove
groove structure
asymmetrical
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
Application number
CN201110144971.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103187622A (zh
Inventor
刘若鹏
徐冠雄
杨松涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuang Chi Institute of Advanced Technology
Original Assignee
Kuang Chi Intelligent Photonic Technology Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuang Chi Intelligent Photonic Technology Ltd filed Critical Kuang Chi Intelligent Photonic Technology Ltd
Priority to CN201110144971.XA priority Critical patent/CN103187622B/zh
Priority to PCT/CN2011/080436 priority patent/WO2012122793A1/zh
Priority to TW100135539A priority patent/TWI501468B/zh
Publication of CN103187622A publication Critical patent/CN103187622A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103187622B publication Critical patent/CN103187622B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本发明公开一种非对称天线，其包括馈线、第一金属片、第二金属片；所述馈线通过耦合方式馈入所述第一金属片，所述第二金属片与所述第一金属片相对设置且与所述馈线电连接；所述第一金属片上至少镂刻有非对称的第一微槽结构和第二微槽结构，使得所述天线具有至少两个不同的谐振频段。根据本发明的非对称天线，在第一金属片上至少镂刻有不对称的第一微槽结构及第二微槽结构，因此能够很容易地产生多个谐振点，且谐振点不易抵消，很容易实现多模谐振。进一步地，本发明增设第二金属片，使得天线在低频工作时无需延长馈线长度保证天线低频工作时仍具有较小的尺寸与良好的性能。同时，本发明还公开一种包括上述非对称天线的MIMO天线，该MIMO天线具有高隔离度。

Description

一种非对称天线及具有该非对称天线的MIMO天线
技术领域
本发明涉及无线通信领域，更具体地说，涉及一种非对称天线及具有该非对称天线的MIMO天线。
背景技术
在传统天线设计中当遇到天线使用空间小、工作频率低、工作在多模等问题时，天线的性能将极大的受制于天线体积大小。天线体积的减小对应的天线的电长度也将受到影响，天线辐射效率及工作频率将改变。传统的偶极子天线及PIFA天线在面对现有通讯终端小体积、宽频带等问题时就显得力不从心，设计难度极大最终也不能满足使用的要求。传统的天线在低频段设计中只用通过外部的匹配线路来实现多模的辐射要求，在天馈系统中加入匹配网络后功能上是可实现低频、多模的工作要求，但是其辐射效率将极大的降低因为非常大的一部分能量损失在匹配网络上。现有的超材料小天线，如公开号为CN201490337的中国专利，在设计中集成了新型人工电磁材料，因此其辐射具有非常丰富的色散特性，可以形成多种辐射模式，即可免去繁琐的阻抗匹配网络，这种丰富的色散特性为多频点的阻抗匹配带来了极大的便利。尽管如此现有的超材料小天线在面对现有终端设备小体积、低工作频率、宽带多模等问题时，设计的过程中也受到了极大的制约。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种易于实现多模化且在低工作频率仍然性能良好的非对称天线及具有该非对称天线的MIMO天线。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是提出一种非对称天线，其包括馈线、第一金属片、第二金属片；所述馈线通过耦合方式馈入所述第一金属片，所述第二金属片与所述第一金属片相对设置且与所述馈线电连接；所述第一金属片上至少镂刻有非对称的第一微槽结构和第二微槽结构，使得所述天线具有至少两个不同的谐振频段。
进一步地，所述第一微槽结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构以及互补式弯折线结构中的一种或者是通过前面几种结构衍生、复合或组阵得到的微槽结构。
进一步地，所述第二微槽结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构以及互补式弯折线结构中的一种或者是通过前面几种结构衍生、复合或组阵得到的微槽结构。
进一步地，所述天线还包括填充于所述第一金属片与所述第二金属片之间的介质。
进一步地，所述介质为空气、陶瓷、环氧树脂基板或聚四氟乙烯基板。
进一步地，所述第二金属片与所述馈线通过形成于所述介质上的金属化通孔电连接。
进一步地，所述第一微槽结构和所述第二微槽结构通过蚀刻、钻刻、光刻、电子刻、离子刻镂空于所述第一金属片上。
进一步地，所述馈线与所述第一金属片不接触，通过容性耦合方式馈入所述第一金属片。
进一步地，所述馈线通过可短接点连接所述第一金属片使得所述馈线通过感性耦合方式馈入所述第一金属片。
本发明还提供一种MIMO天线，其包括多个权利要求1所述的非对称天线，多个所述非对称天线的每一馈线均连接一接收/发射机，全部的接收/发射机连接于基带信号处理器。
根据本发明的非对称天线，在第一金属片上至少镂刻有不对称的第一微槽结构及第二微槽结构，因此能够很容易地产生多个谐振点，且谐振点不易抵消，很容易实现多模谐振。进一步地，本发明增设第二金属片，使得天线在低频工作时无需延长馈线长度保证天线低频工作时仍具有较小的尺寸与良好的性能。同时，本发明还公开一种包括上述非对称天线的MIMO天线，该MIMO天线具有高隔离度。
附图说明
图1为本发明非对称天线结构示意图；
图2为本发明非对称天线第一较佳实施方式正视图；
图3为本发明非对称天线第二较佳实施方式正视图；
图4为本发明非对称天线第三较佳实施方式正视图。
图5a为互补式开口谐振环结构的示意图；
图5b所示为互补式螺旋线结构的示意图；
图5c所示为开口螺旋环结构的示意图；
图5d所示为双开口螺旋环结构的示意图；
图5e所示为互补式弯折线结构的示意图；
图6a为图5a所示的互补式开口谐振环结构其几何形状衍生示意图；
图6b为图5a所示的互补式开口谐振环结构其扩展衍生示意图；
图7a为三个图5a所示的互补式开口谐振环结构的复合后的结构示意图；
图7b为两个图5a所示的互补式开口谐振环结构与图5b所示为互补式螺旋线结构的复合示意图；
图8为四个图5a所示的互补式开口谐振环结构组阵后的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明非对称天线结构示意图。图1中，本发明非对称天线包括馈线1、第一金属片2、第二金属片3。第一金属片2上镂刻有非对称的第一微槽结构100以及第二微槽结构200，使得非对称天线具有至少两个不同的谐振频率。此处的非对称是指第一微槽结构100与第二微槽结构200的图案、尺寸和/或空间位置不同，该些不同导致第一微槽结构100与第二微槽结构200的谐振频段不同。
馈线1部分围绕第一金属片2设置以对第一金属片2耦合馈电。馈线1对第一金属片2耦合馈电的方式可通过设置一可短接点连接馈线1与第一金属片2而形成的感性耦合馈电方式，也为馈线1不与第一金属片2连接而是二者相对的部分构成容性耦合而形成的容性耦合馈电方式。
本发明的第一微槽结构100与第二微槽结构200可以是图5a所示的互补式开口谐振环结构、图5b所示的互补式螺旋线结构、图5c所示的开口螺旋环结构、图5d所示的双开口螺旋环结构、图5e所示的互补式弯折线结构中的一种或者是通过前面几种结构衍生、复合或组阵得到的微槽结构。衍生分为两种，一种是几何形状衍生，另一种是扩展衍生，此处的几何形状衍生是指功能类似、形状不同的结构衍生，例如由方框类结构衍生到曲线类结构、三角形类结构及其它不同的多边形类结构；此处的扩展衍生即在图5a至图5e的基础上开设新的槽以形成新的微槽结构；以图5a所示的互补式开口谐振环结构为例，图6a为其几何形状衍生示意图，图6b为其几何形状衍生示意图。此处的复合是指，图5a至图5e的微槽结构多个叠加形成一个新的微槽结构，如图7a所示，为三个图5a所示的互补式开口谐振环结构复合后的结构示意图；如图7b所示，为两个图5a所示的互补式开口谐振环结构与图5b所示为互补式螺旋线结构共同复合后的结构示意图。此处的组阵是指由多个图5a至图5e所示的微槽结构在同一金属片上阵列形成一个整体的微槽结构，如图8所示，为多个如图5a所示的互补式开口谐振环结构组阵后的结构示意图。但是本发明第一微槽结构100与第二微槽结构200是非对称的，具体非对称方式在下面实施方式中详细说明。
在第一金属片2上形成第一微槽结构100和第二微槽结构200的方式可为蚀刻、钻刻、光刻、电子刻、离子刻等工艺，其中蚀刻为优选工艺，其主要步骤是在设计好合适的微槽结构后，然后通过蚀刻设备，利用溶剂与金属的化学反应去除掉预设微槽结构的箔片部分即可得到形成有上述第一微槽结构100和第二微槽结构200的第一金属片2。上述金属箔片的材质可以是铜、银等金属。
第一金属片2与第二金属片3之间存在介质，介质可为高分子聚合物、陶瓷材料等，也可为空气。当介质为空气时，馈线1与第二金属片3通过导线电连接，当介质为高分子聚合物或陶瓷材料时，馈线1与第二金属片3通过在介质上形成金属化通孔而相互电连接。金属化通孔可形成于介质任意位置，只要能达到电连接馈线与第二金属片的效果即可。本发明中，介质采用聚四氟乙烯(FR-4)并通过金属化通孔4电连接第二金属片3和馈线1。
第二金属片3的设置可有效解决现有专利天线在工作在低频时，低频段的电磁波对应的波长较长，根据天线设计原理，天线馈线的电辐射长度将要增大使得馈线长度变长，不利于天线整体的小型化并且较长的馈线使得馈线损耗增大从而使得天线性能下降的问题。其问题解决的原理是：第二金属片3与第一金属片2容性耦合，对第一金属片2上形成的第一微槽结构100和第二微槽结构200耦合馈电。第二金属片3对第一金属片2上形成的第一微槽结构100和第二微槽结构200耦合馈电有效的减少了馈线1对第一金属片2上形成的第一微槽结构100和第二微槽结构200耦合馈电的需求。因此当天线工作在低频段时无需增加馈线1的长度，且第二金属片3耦合馈电的面积易于调节，针对不同的工作频段只需简单的调整第二金属片3耦合馈电面积即可。
同时，本发明若在第一金属片2上采用对称的第一微槽结构和第二微槽结构，即第一微槽结构和第二微槽结构的谐振频率相同，在二者相互耦合之后将会导致天线Q值增大，相应的带宽BW变小，不利于多模谐振的实现。而若采用至少非对称的第一微槽结构和第二微槽结构，由于二者响应电磁波所产生的电容值和电感值会有所不同，从而产生多个不同的谐振点，且该多个不同的谐振点不易抵消，有利于实现天线丰富的多模化。
本发明的第一微槽结构100与第二微槽结构200的结构形式可以一样，也可以不一样。并且第一微槽结构100与第二微槽结构200的不对称程度可以根据需要调节。从而实现丰富的可调节的多模谐振。并且根据需要，本发明亦可在同一金属片上设置个数多于两个的微槽结构以使得天线具有三个以上的不同的谐振频段。
下面详细论述三种本发明第一金属片2上形成的非对称微槽结构。
如图2所示，为本发明的第一较佳实施方式的正视图，图2中，第一微槽结构100及第二微槽结构200为非对称结构，其中，第一微槽结构100与第二微槽结构200连接在一起，由于图案的不同导致其结构的不对称，使得第一微槽结构100与第二微槽结构200各自区域的谐振频率不同。本实施方式中以图5b所示的互补式螺旋线结构与互补式螺旋线结构的衍生结构为例说明，二者相互连接。
如图3所示，为本发明的第二较佳实施方式的正视图，图3中，第一微槽结构100及第二微槽结构200为非对称结构，其中，第一微槽结构100与第二微槽结构200是各自独立的，由于图案的不同导致其结构的不对称，使得第一微槽结构100与第二微槽结构200各自区域的谐振频率不同。本实施方式中第一微槽结构100以图5c所示开口螺旋环结构为例说明，第二微槽结构200以图5b所示互补式螺旋线结构为例说明。
如图4所示，为本发明的第三较佳实施方式的正视图，图4中，第一微槽结构100及第二微槽结构200为非对称结构，其中，第一微槽结构100与第二微槽结构200是各自独立的，其图案相同，但是其尺寸的不同导致其结构的不对称，使得第一微槽结构100与第二微槽结构200各自区域的谐振频率不同。本实施方式中，第一微槽结构100与第二微槽结构200均以图5c所示的互补式螺旋线结构为例说明。
本发明还提供一种包括多个上述非对称天线的多输入多输出(MIMO)天线。该MIMO天线中每一非对称天线的每一馈线均各自接入一发射/接收机，所有的发射/接收机接入基带信号处理器。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种非对称天线，其特征在于：包括馈线、第一金属片、第二金属片；所述馈线通过耦合方式馈入所述第一金属片，所述第二金属片与所述第一金属片相对设置且与所述馈线电连接；所述第一金属片上至少镂刻有非对称的第一微槽结构和第二微槽结构，使得所述天线具有至少两个不同的谐振频段，其中，所述第二金属片呈方块状且没有形成微槽结构，且所述第二金属片与第一金属片容性耦合，并对所述第一金属片上形成的微槽结构耦合馈电，所述非对称是指所述第一微槽结构与所述第二微槽结构的图案、尺寸和/或空间位置不同，
其中，所述非对称天线还包括填充于所述第一金属片与所述第二金属片之间的介质，所述第二金属片与所述馈线通过形成于所述介质上的金属化通孔电连接且连接点设置在所述馈线上，所述馈线上还设置有可短接点且通过可短接点连接所述第一金属片使得所述馈线通过感性耦合方式馈入所述第一金属片。
2.如权利要求1所述的非对称天线，其特征在于：所述第一微槽结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构以及互补式弯折线结构中的一种或者是通过前面几种结构衍生、复合或组阵得到的微槽结构。
3.如权利要求1所述的非对称天线，其特征在于：所述第二微槽结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构以及互补式弯折线结构中的一种或者是通过前面几种结构衍生、复合或组阵得到的微槽结构。
4.如权利要求1所述的非对称天线，其特征在于：所述介质为空气、陶瓷、环氧树脂基板或聚四氟乙烯基板。
5.如权利要求1或2或3所述的非对称天线，其特征在于：所述第一微槽结构和所述第二微槽结构通过蚀刻、钻刻、光刻、电子刻、离子刻镂空于所述第一金属片上。
6.一种MIMO天线，其特征在于：包括多个权利要求1所述的非对称天线，多个所述非对称天线的每一馈线均连接一接收/发射机，全部的接收/发射机连接于基带信号处理器。
CN201110144971.XA 2011-03-14 2011-05-31 一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线 Active CN103187622B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110144971.XA CN103187622B (zh) 2011-05-31 2011-05-31 一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线
PCT/CN2011/080436 WO2012122793A1 (zh) 2011-03-14 2011-09-30 非对称天线及mimo天线
TW100135539A TWI501468B (zh) 2011-03-14 2011-09-30 非對稱天線及ｍｉｍｏ天線

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110144971.XA CN103187622B (zh) 2011-05-31 2011-05-31 一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103187622A CN103187622A (zh) 2013-07-03
CN103187622B true CN103187622B (zh) 2016-08-03

Family

ID=48678683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110144971.XA Active CN103187622B (zh) 2011-03-14 2011-05-31 一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103187622B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI614940B (zh) * 2016-05-10 2018-02-11 國防大學 多輸入多輸出天線系統
CN105990685A (zh) * 2016-06-27 2016-10-05 昆山联滔电子有限公司 天线系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101740862A (zh) * 2008-11-20 2010-06-16 东莞市启汉电子科技有限公司 一种射频芯片小天线

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101740862A (zh) * 2008-11-20 2010-06-16 东莞市启汉电子科技有限公司 一种射频芯片小天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN103187622A (zh) 2013-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202094299U (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN103187622B (zh) 一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线
CN202127088U (zh) 一种双极化天线及具有该双极化天线的mimo天线
CN202094288U (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN102810731B (zh) 一种双极化天线及具有该双极化天线的mimo天线
CN202275934U (zh) 一种双极化天线及具有该双极化天线的mimo天线
CN202127090U (zh) 一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线
CN202150546U (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN202275933U (zh) 一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线
CN202094295U (zh) 一种双极化天线及具有该双极化天线的mimo天线
CN102800938B (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN202094287U (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN102800941B (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN202127089U (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN202127094U (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN102800944B (zh) 一种非对称天线及具有该非对称天线的mimo天线
CN202434689U (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN102683804A (zh) 一种超材料射频天线
CN103036014B (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
TWI501468B (zh) 非對稱天線及ｍｉｍｏ天線
CN102800937B (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN202167615U (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN102810733B (zh) 一种双极化天线及具有该双极化天线的mimo天线
CN202167616U (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线
CN202094289U (zh) 一种天线及具有该天线的mimo天线

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Free format text: FORMER OWNER: SHENZHEN KUANG-CHI INNOVATION TECHNOLOGY CO., LTD.

Effective date: 20140422

Owner name: SHENZHEN KUANG-CHI INNOVATION TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SHENZHEN KUANG-CHI INSTITUTE OF ADVANCED TECHNOLOGY

Effective date: 20140422

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 518000 SHENZHEN, GUANGDONG PROVINCE TO: 518034 SHENZHEN, GUANGDONG PROVINCE

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140422

Address after: 518034 A international business center, No. 1061, Xiang Mei Road, Guangdong, Shenzhen, Futian District, China 18B

Applicant after: Shenzhen Kuang-Chi Innovation Technology Co., Ltd.

Address before: 518000 Nanshan District City, Guangdong province high tech Zone in the middle of a high tech building, No. 9 software building

Applicant before: Shenzhen Kuang-Chi Institute of Advanced Technology

Applicant before: Shenzhen Kuang-Chi Innovation Technology Co., Ltd.

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHENZHEN GUANGQI INTELLIGENT PHOTONICS TECHNOLOGY

Free format text: FORMER OWNER: SHENZHEN KUANG-CHI INNOVATION TECHNOLOGY CO., LTD.

Effective date: 20150720

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20150720

Address after: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Futian District Shennan Road and CaiTian Road intersection East Xintiandi Plaza C block 2007-27

Applicant after: Shenzhen Guang Qi intelligent photonic Technology Co., Ltd.

Address before: 518034 A international business center, No. 1061, Xiang Mei Road, Guangdong, Shenzhen, Futian District, China 18B

Applicant before: Shenzhen Kuang-Chi Innovation Technology Co., Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210218

Address after: 2 / F, software building, No.9, Gaoxin Zhongyi Road, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: KUANG-CHI INSTITUTE OF ADVANCED TECHNOLOGY

Address before: 518000 Guangdong, Shenzhen, Futian District, Shennan Road and colored field road intersection C East Block New World Plaza 2007-27

Patentee before: KUANG-CHI INTELLIGENT PHOTONIC TECHNOLOGY Ltd.

TR01 Transfer of patent right