CN110444863A - 一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，包括第一基板和第二基板；第一基板正面设置有Sub6GHz天线单元；第一基板背面设置有系统地板；第二基板正面设置有多个MmWaveMIMO天线单元；第二基板背面与所述Sub6GHz天线单元正面叠合；MmWaveMIMO天线单元通过第二基板垂直设置于Sub6GHz天线单元上方；Sub6GHz天线单元包括第一馈电装置，MmWaveMIMO天线单元包括第二馈电装置；Sub6GHz天线单元通过短接装置与系统地板短接；本发明实现了Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共存的跨频段天线的共口径排布，有利于天线结构的小型化，同时确保各天线单元的良好辐射特性；通过引入短路针将Sub6GHz天线单元和系统地板短路，则Sub6GHz天线单元可作为为MmWaveMIMO天线单元的地板，抑制Sub6GHz天线单元对MmWave MIMO天线单元造成的性能衰减。

Description

一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小 尺寸天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别地是一种Sub6GHz天线MmWaveMIMO 天线共口径放置的跨频段小尺寸天线。
背景技术
5G(第五代)移动通信系统即将进入商用，研究者已着手开展B5G(后5G 时代)技术的研究。5G及B5G新空口可能都由Sub6GHz(频率≤6GHz)低频技术和MmWave(毫米波,24-300GHz)高频技术组成，MIMO(多输入多输出) 技术是5G及B5G提高频谱效率和功率效率的主要手段。因此，跨频段(天线同时覆盖Sub6GHz和MmWave频段)技术和MIMO技术的组合是实现未来通信系统高低频混合组网的关键技术。Sub6GHz频段信号有效传输距离大，Sub6GHzMIMO技术可用于广覆盖和深度覆盖，作为基础容量层。MmWave 频段具备充足的可用带宽，容易实现小收/发模块和高集成度，MmWaveMIMO 技术用于热点地区，能实现超高的数据传输率。基站及移动终端同时布局 Sub6GHzMIMO天线阵和MmWaveMIMO天线阵是未来移动通信系统发展趋势和必然要求。
将多个Sub6GHz天线单元和MmWave天线单元集成在一个空间有限的天线系统中，会引起很大的同频互耦，造成天线单元间的相关性很大，天线的分集性能就随之下降，无法达到信道容量与MIMO天线系统的天线数目成线性比例增量；此外，还会引发异频耦合，MmWave天线单元的性能极其容易受 Sub6GHz天线单元和系统内其它电气元件的影响。Sub6GHz天线单元和 MmWave天线单元在小系统空间中的共存对MIMO天线设计提出了更高、更加严苛的要求，存在亟待解决的问题，如小型化、低同/异频互耦、稳定的带内性能、共口径放置天线单元等等。
目前，相关报道如下：
[1]2016年Yao Zhang等人在发表在IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS ANDPROPAGATION上发表题为“Dual-band base station array using filtering antennaelements for mutual coupling suppression,”的文章。报道了利用滤波天线单元自身的带外辐射抑制能力降低天线阵之间的耦合，但两个天线阵的工作频率均位于Sub 6GHz频段，而且没有实现天线单元的共口径排布。
[2]2018年，Korany R.Mahmoud等人在IEEE ACCESS上发表题为“Performance ofTri-band multi-polarized array antenna for 5G mobile base station adoptingpolarization and directivity control”的文章，提出了一款适用于 5G基站的工作在28/38/48GHz频段的、具有32个工作频率相同的MmWave 天线单元的圆极化Massive MIMO天线,但是该MIMO天线不包含Sub 6GHz 天线单元。
[3]先公开的美国专利“MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT(MIMO)OMNIDIRECTIONAL ANTENNA”,申请号:US2019123456(A1)。公开了一款实现了高隔离度和全向辐射的MIMO天线，但是没有涉及MmWave天线单元的设计。
[4]先公开的国内专利“一种平面毫米波MIMO天线”，专利号： CN201710189976.1。公开了一款独立可控、结构紧凑、低互耦、宽带宽的毫米波MIMO天线，但该MIMO天线不具备Sub 6GHz天线单元。
[5]先公开的国内专利“5G MIMO天线和毫米波天线阵并存的天线结构及手持设备”,专利号：CN201810116642.6。解决了5G通信系统中5G MIMO天线与毫米波天线阵共存的问题，使得天线结构能够覆盖5G部分SUB 6GHz频段与部分毫米波频段，但是没有解决SUB6GHz和毫米波天线的共口径放置问题，该天线结构的体积大。
现有关技术的缺点：
(1)目前同时具有Sub 6GHz天线单元和MmWave MIMO天线单元的天线结构的尺寸大；
(2)未能实现Sub 6GHz天线和MmWave MIMO天线的共口径排布。
(3)目前没有关于当Sub 6GHz天线和MmWave MIMO天线的共口径排布时，如何实现各个天线单元辐射性能稳定的相关报道。
本发明提出了一种小尺寸、共口径、高隔离度、由Sub 6GHz天线单元和 MmWaveMIMO天线单元构成的跨频段天线设计。在布局Sub 6GHz天线单元和MmWave天线单元时，为实现共口径排布，采用取垂直的放置方式：在一个Sub 6GHz天线单元的上方放置多个毫米波贴片MIMO天线单元。根据加载原理，放置在Sub 6GHz天线上方的MmWave天线单元，有利于改善Sub 6GHz 天线的性能。Sub 6GHz天线单元物理尺寸大，通过引入短路针使得Sub 6GHz天线单元和地板短路，则Sub 6GHz天线单元可作为MmWave MIMO天线单元的地板，实现有效地抑制Sub 6GHz天线单元对MmWave MIMO天线单元所造成的性能衰减。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小尺寸、共口径、高隔离度、由Sub 6GHz天线单元和MmWave MIMO天线单元构成的跨频段天线。
本发明通过以下技术方案实现的：
一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，包括第一基板和第二基板；其中：所述第一基板正面设置有Sub6GHz天线单元；所述第一基板背面设置有系统地板；所述第二基板正面设置有多个 MmWaveMIMO天线单元；所述第二基板背面与所述Sub6GHz天线单元正面叠合；所述MmWaveMIMO天线单元通过第二基板垂直设置于所述Sub6GHz 天线单元上方；所述Sub6GHz天线单元包括第一馈电装置，所MmWaveMIMO 天线单元包括第二馈电装置；所述Sub6GHz天线单元通过第一馈电装置与所述系统地板连接；所述MmWaveMIMO天线单元通过第二馈电装置与所述 Sub6GHz天线单元连接；所述Sub6GHz天线单元通过短接装置与所述系统地板短接。
进一步地，所述Sub6GHz天线单元包括Sub6GHz辐射贴片；所述Sub6GHz 辐射贴片设置于所述第一基板的中部；所述短接装置包括短路针；所述短路针的一端穿过所述第一基板与所述Sub6GHz辐射贴片连接，所述短路针的另一端穿过所述第一基板与所述系统地板连接。
进一步地，所述第一馈电装置包括第一馈电探头；所述第一馈电探头的一端穿过所述第一基板与所述Sub6GHz辐射贴片连接，所述第一馈电探头的另一端穿过所述第一基板与所述系统地板连接。
进一步地，所述MmWaveMIMO天线单元包括第一MmWave辐射贴片、第二MmWave辐射贴片、第三MmWave辐射贴片、第四MmWave辐射贴片、第五MmWave辐射贴片、第六MmWave辐射贴片、第七MmWave辐射贴片、第八MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片；第一MmWave辐射贴片、第二MmWave辐射贴片和第三MmWave辐射贴片处于同一直线上水平方向设置于所述第二基板正面上；第四MmWave辐射贴片、第五MmWave辐射贴片和第六MmWave辐射贴片处于同一直线上水平方向设置于所述第二基板正面上；所述第七MmWave辐射贴片、第八MmWave辐射贴片和第九MmWave 辐射贴片处于同一直线上水平方向设置于所述第二基板正面上。
进一步地，所述第一MmWave辐射贴片、第四MmWave辐射贴片和第七 MmWave辐射贴片处于同一直线上竖直方向设置于所述第二基板正面上；所述第二MmWave辐射贴片、第五MmWave辐射贴片和第八MmWave辐射贴片处于同一直线上竖直方向设置于所述第二基板正面上；所述第三MmWave 辐射贴片、第六MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片处于同一直线上竖直方向设置于所述第二基板正面上。
进一步地，所述第二馈电装置包括馈电探头一、馈电探头二、馈电探头三、馈电探头四、馈电探头五、馈电探头六、馈电探头七、馈电探头八和馈电探头九；馈电探头一、馈电探头二、馈电探头三、馈电探头四、馈电探头五、馈电探头六、馈电探头七、馈电探头八和馈电探头九依次分别与所述第一MmWave 辐射贴片、第二MmWave辐射贴片、第三MmWave辐射贴片、第四MmWave 辐射贴片、第五MmWave辐射贴片、第六MmWave辐射贴片、第七MmWave 辐射贴片、第八MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片连接。
进一步地，所述馈电探头一、馈电探头二和馈电探头三处于同一水平直线上垂直穿过所述第二基板；所述馈电探头四、馈电探头五和馈电探头六处于同一水平直线上垂直穿过所述第二基板；所述馈电探头七、馈电探头八和馈电探头九处于同一水平直线上垂直穿过所述第二基板。
进一步地，所述馈电探头一、馈电探头四和馈电探头七处于同一竖直直线上垂直穿过所述第二基板；所述馈电探头二、馈电探头五和馈电探头八处于同一竖直直线上垂直穿过所述第二基板；所述馈电探头三、馈电探头六和馈电探头九处于同一竖直直线上垂直穿过所述第二基板。
进一步地，所述第一MmWave辐射贴片和所述馈电探头一构成 MmWaveMIMO天线单元一；所述第二MmWave辐射贴片和所述馈电探头二构成MmWaveMIMO天线单元二；所述第三MmWave辐射贴片和所述馈电探头三构成MmWaveMIMO天线单元三；所述第四MmWave辐射贴片和所述馈电探头四构成MmWaveMIMO天线单元四；所述第五MmWave辐射贴片和所述馈电探头五构成MmWaveMIMO天线单元五；所述第六MmWave辐射贴片和所述馈电探头六构成MmWaveMIMO天线单元六；所述第七MmWave辐射贴片和所述馈电探头七构成MmWaveMIMO天线单元七；所述第八MmWave 辐射贴片和所述馈电探头八构成MmWaveMIMO天线单元八；所述第九 MmWave辐射贴片和所述馈电探头九构成MmWaveMIMO天线单元九；所述 Sub6GHz辐射贴片、第一馈电探头和短路针构成天线单元。
进一步地，所述Sub6GHz辐射贴片、第一MmWave辐射贴片、第二 MmWave辐射贴片、第三MmWave辐射贴片、第四MmWave辐射贴片、第五 MmWave辐射贴片、第六MmWave辐射贴片、第七MmWave辐射贴片、第八 MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片均为矩形状；所述第一MmWave 辐射贴片、第二MmWave辐射贴片、第三MmWave辐射贴片、第四MmWave 辐射贴片、第五MmWave辐射贴片、第六MmWave辐射贴片、第七MmWave 辐射贴片、第八MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片之间的相邻间隔相等。
本发明的有益效果：
(1)MmWaveMIMO天线单元通过第二基板垂直设置于所述Sub6GHz天线单元上方，即在一个Sub6GHz天线单元的上方放置多个MmWaveMIMO天线单元；实现了Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共存的跨频段天线的共口径排布，有利于天线的小型化设计。
(2)MmWaveMIMO天线单元通过第二基板垂直设置于所述Sub6GHz天线单元上方，降低Sub6GHz天线单元和MmWaveMIMO天线单元之间的负面影响，确保各天线单元的良好辐射特性；设置在Sub6GHz天线单元上方的 MmWave天线单元合理排布作为Sub6GHz天线单元的加载单元有利于改善 Sub6GHz天线的性能。Sub6GHz天线单元的物理尺寸大，通过引入短路针将 Sub6GHz天线单元和系统地板短路，则Sub6GHz天线单元可作为为 MmWaveMIMO天线单元的地板，抑制Sub6GHz天线单元对MmWave MIMO 天线单元造成的性能衰减。
附图说明
图1为本发明实施例Sub 6GHz天线和MmWave MIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线结构的侧面结构示意图；
图2为本发明实施例Sub 6GHz天线和MmWave MIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线结构的正面结构示意图；
图3为本发明实施例Sub 6GHz天线和MmWave MIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线在Sub 6GHz频域的S(散射)参数随着频率响应电磁仿真曲线；
图4为本发明实施例Sub 6GHz天线和MmWave MIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线在MmWave频域的S参数随着频率响应电磁仿真曲线；
图5为本发明实施例Sub 6GHz天线和MmWave MIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线在f＝25GHz时MmWaveMIMO天线单元一至 MmWaveMIMO天线单元就的三维辐射方向图及在f＝2.5GHz时天线单元的三维辐射方向图。
其中：
标号 名称 标号 名称
1 第一基板 18 馈电探头四
2 第二基板 19 馈电探头五
3 系统地板 20 馈电探头六
4 Sub6GHz辐射贴片 21 馈电探头七
5 第一馈电探头 22 馈电探头八
6 第一MmWave辐射贴片 23 馈电探头九
7 第二MmWave辐射贴片 24 MmWaveMIMO天线单元一
8 第三MmWave辐射贴片 25 MmWaveMIMO天线单元二
9 第四MmWave辐射贴片 26 MmWaveMIMO天线单元三
10 第五MmWave辐射贴片 27 MmWaveMIMO天线单元四
11 第六MmWave辐射贴片 28 MmWaveMIMO天线单元五
12 第七MmWave辐射贴片 29 MmWaveMIMO天线单元六
13 第八MmWave辐射贴片 30 MmWaveMIMO天线单元七
14 第九MmWave辐射贴片 31 MmWaveMIMO天线单元八
15 馈电探头一 32 MmWaveMIMO天线单元九
16 馈电探头二 33 短路针
17 馈电探头三
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、正面、背面……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”……的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”……的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1和图2所示，一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，包括第一基板1和第二基板2；其中：所述第一基板 1正面设置有Sub6GHz天线单元；所述第一基板1背面设置有系统地板3；所述第二基板2正面设置有多个MmWaveMIMO天线单元；所述第二基板2背面与所述Sub6GHz天线单元正面叠合；所述MmWaveMIMO天线单元通过第二基板2垂直设置于所述Sub6GHz天线单元上方；所述Sub6GHz天线单元包括第一馈电装置，所MmWaveMIMO天线单元包括第二馈电装置；所述 Sub6GHz天线单元通过第一馈电装置与所述系统地板3连接；所述 MmWaveMIMO天线单元通过第二馈电装置与所述Sub6GHz天线单元连接；所述Sub6GHz天线单元通过短接装置与所述系统地板3短接。
具体的，本实施例方案中，所述Sub6GHz天线单元包括Sub6GHz辐射贴片4；所述Sub6GHz辐射贴片4设置于所述第一基板1的中部；所述短接装置包括短路针33；所述短路针33的一端穿过所述第一基板1与所述Sub6GHz 辐射贴片4连接，所述短路针33的另一端穿过所述第一基板1与所述系统地板3连接。
具体的，本实施例方案中，所述第一馈电装置包括第一馈电探头5；所述第一馈电探头5的一端穿过所述第一基板1与所述Sub6GHz辐射贴片4连接，所述第一馈电探头5的另一端穿过所述第一基板1与所述系统地板3连接。
具体的，本实施例方案中，所述MmWaveMIMO天线单元包括第一 MmWave辐射贴片6、第二MmWave辐射贴片7、第三MmWave辐射贴片8、第四MmWave辐射贴片9、第五MmWave辐射贴片10、第六MmWave辐射贴片11、第七MmWave辐射贴片12、第八MmWave辐射贴片13和第九MmWave辐射贴片14；第一MmWave辐射贴片6、第二MmWave辐射贴片7 和第三MmWave辐射贴片8处于同一直线上水平方向设置于所述第二基板2 正面上；第四MmWave辐射贴片9、第五MmWave辐射贴片10和第六MmWave 辐射贴片11处于同一直线上水平方向设置于所述第二基板2正面上；所述第七MmWave辐射贴片12、第八MmWave辐射贴片13和第九MmWave辐射贴片14处于同一直线上水平方向设置于所述第二基板2正面上。
具体的，本实施例方案中，所述第一MmWave辐射贴片6、第四MmWave 辐射贴片9和第七MmWave辐射贴片12处于同一直线上竖直方向设置于所述第二基板2正面上；所述第二MmWave辐射贴片7、第五MmWave辐射贴片 10和第八MmWave辐射贴片13处于同一直线上竖直方向设置于所述第二基板2正面上；所述第三MmWave辐射贴片8、第六MmWave辐射贴片11和第九MmWave辐射贴片14处于同一直线上竖直方向设置于所述第二基板2正面上。
具体的，本实施例方案中，所述第二馈电装置包括馈电探头一15、馈电探头二16、馈电探头三17、馈电探头四18、馈电探头五19、馈电探头六20、馈电探头七21、馈电探头八22和馈电探头九23；馈电探头一15、馈电探头二16、馈电探头三17、馈电探头四18、馈电探头五19、馈电探头六20、馈电探头七21、馈电探头八22和馈电探头九23依次分别与所述第一MmWave 辐射贴片6、第二MmWave辐射贴片7、第三MmWave辐射贴片8、第四 MmWave辐射贴片9、第五MmWave辐射贴片10、第六MmWave辐射贴片 11、第七MmWave辐射贴片12、第八MmWave辐射贴片13和第九MmWave 辐射贴片14连接。
具体的，本实施例方案中，所述馈电探头一15、馈电探头二16和馈电探头三17处于同一水平直线上垂直穿过所述第二基板2；所述馈电探头四18、馈电探头五19和馈电探头六20处于同一水平直线上垂直穿过所述第二基板 2；所述馈电探头七21、馈电探头八22和馈电探头九23处于同一水平直线上垂直穿过所述第二基板2。
具体的，本实施例方案中，所述馈电探头一15、馈电探头四18和馈电探头七21处于同一竖直直线上垂直穿过所述第二基板2；所述馈电探头二16、馈电探头五19和馈电探头八22处于同一竖直直线上垂直穿过所述第二基板 2；所述馈电探头三17、馈电探头六20和馈电探头九23处于同一竖直直线上垂直穿过所述第二基板2。
具体的，本实施例方案中，所述第一MmWave辐射贴片6和所述馈电探头一15构成MmWaveMIMO天线单元一24；所述第二MmWave辐射贴片7 和所述馈电探头二16构成MmWaveMIMO天线单元二25；所述第三MmWave 辐射贴片8和所述馈电探头三17构成MmWaveMIMO天线单元三26；所述第四MmWave辐射贴片9和所述馈电探头四18构成MmWaveMIMO天线单元四27；所述第五MmWave辐射贴片10和所述馈电探头五19构成MmWaveMIMO天线单元五28；所述第六MmWave辐射贴片11和所述馈电探头六20构成MmWaveMIMO天线单元六29；所述第七MmWave辐射贴片 12和所述馈电探头七21构成MmWaveMIMO天线单元七30；所述第八 MmWave辐射贴片13和所述馈电探头八22构成MmWaveMIMO天线单元八 31；所述第九MmWave辐射贴片14和所述馈电探头九23构成MmWaveMIMO 天线单元九32；所述Sub6GHz辐射贴片4、第一馈电探头5和短路针33构成天线单元。
需要说明的是，短路针33将Sub6GHz辐射贴片4和系统地板3进行短路。所述Sub6GHz辐射贴片4、第一馈电探头5和短路针33构成天线单元，天线单元在Sub6GHz频段工作。短路针33的应用相当于给天线单元引入一个电感，有效抑制由于Sub6GHz辐射贴片4和系统地板3之间的电容而引发的阻抗失配，从而实现改善天线单元的阻抗带宽和带内的辐射性能。第一MmWave辐射贴片6至第九MmWave辐射贴片14分三行三列均匀地印制在所述第二基板 2的正面。MmWaveMIMO天线单元一24、MmWaveMIMO天线单元二25、 MmWaveMIMO天线单元三26、MmWaveMIMO天线单元四27、 MmWaveMIMO天线单元五28、MmWaveMIMO天线单元六29、 MmWaveMIMO天线单元七30、MmWaveMIMO天线单元八31和 MmWaveMIMO天线单元九32的尺寸相同，工作频率也相同，均位于MmWave 频段。由于短路针33的应用，Sub6GHz辐射贴片4和系统地板3短接，所以 Sub6GHz辐射贴片4和系统地板3连成一个整体作为MmWaveMIMO天线单元一24至MmWaveMIMO天线单元九32的地板，从而避免Sub6GHz辐射贴片4对9个MmWaveMIMO天线单元的辐射性能的负面影响，保证9个 MmWaveMIMO天线单元的辐射性能的稳定性。
具体的，本实施例方案中，所述Sub6GHz辐射贴片4、第一MmWave辐射贴片6、第二MmWave辐射贴片7、第三MmWave辐射贴片8、第四MmWave 辐射贴片9、第五MmWave辐射贴片10、第六MmWave辐射贴片11、第七 MmWave辐射贴片12、第八MmWave辐射贴片13和第九MmWave辐射贴片 14均为矩形状；所述第一MmWave辐射贴片6、第二MmWave辐射贴片7、第三MmWave辐射贴片8、第四MmWave辐射贴片9、第五MmWave辐射贴片10、第六MmWave辐射贴片11、第七MmWave辐射贴片12、第八MmWave 辐射贴片13和第九MmWave辐射贴片14之间的相邻间隔相等。
参照图3，Sub 6GHz天线单元和9个MmWave MIMO天线单元同时被激励，满足|S11|≤-10dB的Sub 6GHz天线单元工作带宽为3.28-3.60GHz，在 3.28-3.60GHz内Sub 6GHz天线单元与9个MmWave MIMO天线单元之间的隔离度均大于-25dB，即|S10,i|≤-25dB,i＝1,2,3,4,5,6,7,8,9,代表9个MmWave MIMO天线单元。在Sub 6GHz频段，各个天线单元之间的隔离度很高。
参照图4，Sub 6GHz天线单元和9个MmWave MIMO天线单元同时被激励，i＝1,2,3,4,5,6,7,8,9,代表9个MmWave MIMO天线单元，满足|Si,i|≤-10dB 的MmWave MIMO天线单元的工作带宽为24.0-27.4GHz。MmWaveMIMO天线单元五28位于中心位置，MmWaveMIMO天线单元五28与各天线单元之间的耦合是最强的，其它天线单元之间的耦合是比较弱的。因此，图4仅仅是给出MmWaveMIMO天线单元五28与其他天线单元的耦合强度曲线。从图4中可以看到，在24.0-27.4GHz内Sub 6GHz天线单元与MmWaveMIMO天线单元五28之间的隔离度大于30dB，|S5,10|≤-30dB；MmWaveMIMO天线单元五28与其它8个工作在MmWave频段的MmWaveMIMO天线单元之间的隔离度大于17.5dB，|S5,i|≤-17.5dB,i＝1,2,3,4,6,7,8,9,分别代表着 MmWaveMIMO天线单元五28和MmWaveMIMO天线单元一24、 MmWaveMIMO天线单元二25、MmWaveMIMO天线单元三26、 MmWaveMIMO天线单元四27、MmWaveMIMO天线单元六29、MmWaveMIMO天线单元七30、MmWaveMIMO天线单元八31、 MmWaveMIMO天线单元九32之间的耦合。在MmWave频段，各个天线单元之间的隔离度也比较高。
图5是本发明提出的Sub 6GHz天线和MmWave MIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线在f＝25GHz时9个MmWave MIMO天线单元 (MmWaveMIMO天线单元一24、MmWaveMIMO天线单元二25、 MmWaveMIMO天线单元三26、MmWaveMIMO天线单元四27、 MmWaveMIMO天线单元五28、MmWaveMIMO天线单元六29、 MmWaveMIMO天线单元七30、MmWaveMIMO天线单元八31和MmWaveMIMO天线单元九32)的三维辐射方向图及在f＝2.5GHz时天线单元的3维辐射方向图。f＝25GHz约为9个MmWave MIMO天线单元的工作频带的中心频率，f＝2.5GHz约为Sub6GHz天线单元的工作频带的中心频率。从图 5可以观察到，各个天线单元均保持了非常好的贴片天线辐射特性，各个天线单元的辐射方向图基本一致，各个天线的最大增益值基本相等，最大增益的方向指向也基本一致。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，包括第一基板和第二基板；其特征在于：所述第一基板正面设置有Sub6GHz天线单元；所述第一基板背面设置有系统地板；所述第二基板正面设置有多个MmWaveMIMO天线单元；所述第二基板背面与所述Sub6GHz天线单元正面叠合；所述MmWaveMIMO天线单元通过第二基板垂直设置于所述Sub6GHz天线单元上方；所述Sub6GHz天线单元包括第一馈电装置，所述MmWaveMIMO天线单元包括第二馈电装置；所述Sub6GHz天线单元通过第一馈电装置与所述系统地板连接；所述MmWaveMIMO天线单元通过第二馈电装置与所述Sub6GHz天线单元连接；所述Sub6GHz天线单元通过短接装置与所述系统地板短接。
2.根据权利要求1所述的一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，其特征在于：所述Sub6GHz天线单元包括Sub6GHz辐射贴片；所述Sub6GHz辐射贴片设置于所述第一基板的中部；所述短接装置包括短路针；所述短路针的一端穿过所述第一基板与所述Sub6GHz辐射贴片连接，所述短路针的另一端穿过所述第一基板与所述系统地板连接。
3.根据权利要求2所述的一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，其特征在于：所述第一馈电装置包括第一馈电探头；所述第一馈电探头的一端穿过所述第一基板与所述Sub6GHz辐射贴片连接，所述第一馈电探头的另一端穿过所述第一基板与所述系统地板连接。
4.根据权利要求1所述的一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，其特征在于：所述MmWaveMIMO天线单元包括第一MmWave辐射贴片、第二MmWave辐射贴片、第三MmWave辐射贴片、第四MmWave辐射贴片、第五MmWave辐射贴片、第六MmWave辐射贴片、第七MmWave辐射贴片、第八MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片；第一MmWave辐射贴片、第二MmWave辐射贴片和第三MmWave辐射贴片处于同一直线上水平方向设置于所述第二基板正面上；第四MmWave辐射贴片、第五MmWave辐射贴片和第六MmWave辐射贴片处于同一直线上水平方向设置于所述第二基板正面上；所述第七MmWave辐射贴片、第八MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片处于同一直线上水平方向设置于所述第二基板正面上。
5.根据权利要求4所述的一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，其特征在于：所述第一MmWave辐射贴片、第四MmWave辐射贴片和第七MmWave辐射贴片处于同一直线上竖直方向设置于所述第二基板正面上；所述第二MmWave辐射贴片、第五MmWave辐射贴片和第八MmWave辐射贴片处于同一直线上竖直方向设置于所述第二基板正面上；所述第三MmWave辐射贴片、第六MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片处于同一直线上竖直方向设置于所述第二基板正面上。
6.根据权利要求4或5所述的一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，其特征在于：所述第二馈电装置包括馈电探头一、馈电探头二、馈电探头三、馈电探头四、馈电探头五、馈电探头六、馈电探头七、馈电探头八和馈电探头九；馈电探头一、馈电探头二、馈电探头三、馈电探头四、馈电探头五、馈电探头六、馈电探头七、馈电探头八和馈电探头九依次分别与所述第一MmWave辐射贴片、第二MmWave辐射贴片、第三MmWave辐射贴片、第四MmWave辐射贴片、第五MmWave辐射贴片、第六MmWave辐射贴片、第七MmWave辐射贴片、第八MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片连接。
7.根据权利要求6所述的一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，其特征在于：所述馈电探头一、馈电探头二和馈电探头三处于同一水平直线上垂直穿过所述第二基板；所述馈电探头四、馈电探头五和馈电探头六处于同一水平直线上垂直穿过所述第二基板；所述馈电探头七、馈电探头八和馈电探头九处于同一水平直线上垂直穿过所述第二基板。
8.根据权利要求7所述的一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，其特征在于：所述馈电探头一、馈电探头四和馈电探头七处于同一竖直直线上垂直穿过所述第二基板；所述馈电探头二、馈电探头五和馈电探头八处于同一竖直直线上垂直穿过所述第二基板；所述馈电探头三、馈电探头六和馈电探头九处于同一竖直直线上垂直穿过所述第二基板。
9.根据权利要求1所述的一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，其特征在于：所述第一MmWave辐射贴片和所述馈电探头一构成MmWaveMIMO天线单元一；所述第二MmWave辐射贴片和所述馈电探头二构成MmWaveMIMO天线单元二；所述第三MmWave辐射贴片和所述馈电探头三构成MmWaveMIMO天线单元三；所述第四MmWave辐射贴片和所述馈电探头四构成MmWaveMIMO天线单元四；所述第五MmWave辐射贴片和所述馈电探头五构成MmWaveMIMO天线单元五；所述第六MmWave辐射贴片和所述馈电探头六构成MmWaveMIMO天线单元六；所述第七MmWave辐射贴片和所述馈电探头七构成MmWaveMIMO天线单元七；所述第八MmWave辐射贴片和所述馈电探头八构成MmWaveMIMO天线单元八；所述第九MmWave辐射贴片和所述馈电探头九构成MmWaveMIMO天线单元九；所述Sub6GHz辐射贴片、第一馈电探头和短路针构成天线单元。
10.根据权利要求1所述的一种Sub6GHz天线和MmWaveMIMO天线共口径放置的跨频段小尺寸天线，其特征在于：所述Sub6GHz辐射贴片、第一MmWave辐射贴片、第二MmWave辐射贴片、第三MmWave辐射贴片、第四MmWave辐射贴片、第五MmWave辐射贴片、第六MmWave辐射贴片、第七MmWave辐射贴片、第八MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片均为矩形状；所述第一MmWave辐射贴片、第二MmWave辐射贴片、第三MmWave辐射贴片、第四MmWave辐射贴片、第五MmWave辐射贴片、第六MmWave辐射贴片、第七MmWave辐射贴片、第八MmWave辐射贴片和第九MmWave辐射贴片之间的相邻间隔相等。
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