CN115799796B - 一种mimo天线阵列及通信设备 - Google Patents

一种mimo天线阵列及通信设备 Download PDF

Info

Publication number
CN115799796B
CN115799796B CN202310132900.0A CN202310132900A CN115799796B CN 115799796 B CN115799796 B CN 115799796B CN 202310132900 A CN202310132900 A CN 202310132900A CN 115799796 B CN115799796 B CN 115799796B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
monopole
dielectric substrate
antenna array
conical
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
CN202310132900.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115799796A (zh
Inventor
吴博
马跃
耿小雷
吴先良
孔勐
张量
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.)
Anhui University
Original Assignee
Anhui University
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 Anhui University filed Critical Anhui University
Priority to CN202310132900.0A priority Critical patent/CN115799796B/zh
Publication of CN115799796A publication Critical patent/CN115799796A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115799796B publication Critical patent/CN115799796B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明适用于天线技术领域,提供了一种MIMO天线阵列及通信设备,所述MIMO天线阵列包括介质基板、辐射单元和馈电网络,所述介质基板的第一表面和第二表面上设置有金属接地板,所述辐射单元包括单极子天线和锥形振子天线;两个所述单极子天线和三个所述锥形振子天线按照预设排列方式设置在所述介质基板的第一表面;每一个所述单极子天线或每一个所述锥形振子天线分别连接一个所述馈电网络的一端,所述馈电网络设置在所述介质基板的第二表面。本发明的MIMO天线阵列,通过设置的馈电网络、单极子天线和锥形振子天线;在提高通信容量和频谱利用率的情况下,满足各天线之间具有高隔离度的需求。

Description

一种MIMO天线阵列及通信设备
技术领域
本发明属于天线技术领域,尤其涉及一种MIMO天线阵列及通信设备。
背景技术
天线是现代无线通信系统中辐射、接受能量的关键部件,其性能好坏往往决定了整个通信系统的成败,同时随着无线通信技术的快速发展,对于天线尺寸和电性能的要求越来越高。目前,在天线产品中,如何保持天线的性能不变的同时,缩小天线体积,是天线研究方向的主要设计难点。
在现有的WIFI6路由器产品中,由于需要全向、垂直极化的方向图,所以基本采用外置单极子天线作为WIFI6路由器的发射天线,这种天线易折断,同时使路由器的体积和占用空间变大。目前的研究方向是将外置天线转为内置天线,但由于固定的WIFI6频率和有限的路由器体积,在保证高性能同时,如何缩小天线体积是天线设计难点。同时,MIMO(Multiple Input Multiple Output)是多输入多输出系统,指在发射端和接收端同时使用多个天线的通信系统,在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。
在一些小型化通信终端中,由于空间有限,要求布局多副天线并且保证各天线之间的高隔离度,是终端天线设计的一个难点。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种MIMO天线阵列,旨在解决现有技术中较难地在终端的有限体积下设计高隔离度高增益天线的问题;其具有宽带宽、高增益、高隔离、结构简单,以及剖面低、成本低、易集成、易于工程实现、批量生产和性能较好的特点。
本发明实施例是这样实现的,一种MIMO天线阵列,包括介质基板、辐射单元和馈电网络,所述介质基板的第一表面和第二表面上设置有金属接地板,所述辐射单元包括单极子天线和锥形振子天线;两个所述单极子天线和三个所述锥形振子天线按照预设排列方式设置在所述介质基板的第一表面;每一个所述单极子天线或每一个所述锥形振子天线分别连接一个所述馈电网络的一端,所述馈电网络的另一端连接外部输入/输出,所述馈电网络设置在所述介质基板的第二表面;所述单极子天线远离所述介质基板的一端设置有金属圆盘,以均衡天线的带宽与增益;所述锥形振子天线的锥度设置在指定范围。
本发明实施例的另一目的在于提供一种通信设备,所述通信设备包括如上所述的MIMO天线阵列。
本发明实施例提供的一种MIMO天线阵列,可以用于WIFI6路由器的通信,实现了内天线的布置,减小了WIFI6路由器的体积;并且可以保证在提高通信容量和频谱利用率的情况下,各天线之间仍然具有较高的隔离度,避免信号干扰影响天线性能;其中采用顶端加载金属圆盘的单极子天线、呈微带的馈电网络和锥形振子天线,在保证天线小型化的同时,依然保留足够的带宽和增益,各天线之间留有间隙或开有隔离槽拥有足够高的隔离度;测试中单极子天线的频带范围为2.4GHz-2.5GHz,驻波小于1.8,两个单极子天线的增益均大于6dBi,隔离度大于24dB;锥形振子天线的频带范围为5.18GHz-5.85GHz,频带范围较宽,驻波比小于1.8,三个锥形振子天线的增益均大于6dBi,隔离度大于25dB;所有辐射单元的方向图均为全向,极化方式为垂直极化,性能良好,可以应用在体积较小、增益较高的WIFI6路由器中。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种MIMO天线阵列的结构示意图;
图2为一个实施例中单极子天线的三维结构示意图;
图3为一个实施例中单极子天线的俯视图;
图4为一个实施例中单极子天线的主视图;
图5为一个实施例中锥形振子天线的三维结构示意图;
图6为一个实施例中锥形振子天线的俯视图;
图7为一个实施例中锥形振子天线的主视图;
图8为一个实施例中金属接地板的结构示意图;
图9为一个实施例中连接单极子天线的阻抗变换器结构示意图;
图10为一个实施例中连接锥形振子天线的阻抗变换器结构示意图;
图11为本发明实施例中天线的五个输入端口的回波损耗示意图;
图12为本发明实施例中天线各个端口之间的隔离度示意图;
图13为本发明实施例中天线包络相关系数(Envelop Correlation Coefficient,ECC)的示意图;
图14为本发明实施例中天线在2.45GHz处的方向图;
图15为本发明实施例中天线在5.50GHz处的方向图。
附图中:1-第一金属圆盘;2-第二金属圆盘;3-第一锥形振子天线;4-第二锥形振子天线;5-第三锥形振子天线;6-下层金属接地板;7-介质基板;8-上层金属接地板;9-第一单极子柱;10-第二单极子柱;11-第一金属连接柱;12-第二金属连接柱;13-第三金属连接柱;14-第四金属连接柱;15-第五金属连接柱;16-第一阻抗变换器;17-第二阻抗变换器;18-第三阻抗变换器;19-第四阻抗变换器;20-第五阻抗变换器;21-金属隔离柱;22-第一阶梯型槽;23-第一矩形槽;24-第二阶梯型槽;25-第三阶梯型槽;26-第二矩形槽;27-第四阶梯型槽;28-第三矩形槽;29-第五阶梯型槽;161-第一50欧姆传输线;162-第一节阻抗变换器;163-第二节阻抗变换器;164-第一焊盘;181-第三节阻抗变换器;182-第四节阻抗变换器;183-第五节阻抗变换器;184-第二50欧姆传输线;185-第二焊盘。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但除非特别说明,这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一xx元件称为第二xx元件,且类似地,可将第二xx元件称为第一xx元件。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示,为本发明实施例提供的一种MIMO天线阵列的结构图,包括:介质基板7、辐射单元和馈电网络,所述介质基板7的第一表面和第二表面上设置有金属接地板,所述辐射单元包括单极子天线和锥形振子天线;
两个所述单极子天线和三个所述锥形振子天线按照预设排列方式设置在所述介质基板7的第一表面;
每一个所述单极子天线或每一个所述锥形振子天线分别连接一个所述馈电网络的一端,所述馈电网络的另一端连接外部输入/输出,所述馈电网络设置在所述介质基板7的第二表面;
所述单极子天线远离所述介质基板7的一端设置有金属圆盘,以均衡天线的带宽与增益;所述锥形振子天线的锥度设置在指定范围,以满足MIMO天线阵列的设计需求。
本实施例中,所述MIMO天线阵列可以应用在一种体积较小、增益较高的WIFI6路由器中,能够包含该WIFI6路由器覆盖的2.4GHz和5GHz,具有宽带宽、高增益、高隔离度,及结构简单、剖面低、成本低、易集成和易于工程实现的特点,并且适合大批量生产且成本较低、性能较好;具体的性能表现可参见图11-图15。
在本实施例的一个示例中,所述第一表面和第二表面即是介质基板7的上下表面,两个所述的金属接地板分别为上层金属接地板8、下层金属接地板6;
在本实施例的一个示例中,所述外部输入/输出端口的馈电方式可采用SMA连接器或者同轴馈电进行馈电,这种馈电结构不仅制作简单,而且易于与其他微波器件相连接;实现路由器产品的可产业化。
如图1所示,在本实施例的一个示例中,所述单极子天线采用单极子柱,两个单极子柱分别是第一单极子柱9和第二单极子柱10;第一单极子柱9连接的金属圆盘为第一金属圆盘1,第二单极子柱10连接的金属圆盘为第二金属圆盘2。
如图1所示,在本实施例的一个示例中,两个所述单极子天线和三个所述锥形振子天线按照预设排列方式设置在所述介质基板7的第一表面,具体地,预设排列方式可以是:等距线性排列、变距线性排列,或等距圆周排列、变距圆周排列、交替穿插排列或错位排列等的排列方式;优选地,本示例采用类似变距线性排列的方式,如图1所示,两个所述单极子天线排列设置在所述介质基板7的第一表面的一侧,三个所述锥形振子天线排列设置在所述介质基板7的第一表面的另一侧。三个所述锥形振子天线分别是第一锥形振子天线3、第二锥形振子天线4、第三锥形振子天线5。
一般地,两个单极子天线之间保持95mm的距离,三个锥形振子天线之间保持85mm的距离,即第一锥形振子天线3与第二锥形振子天线4、第二锥形振子天线4与第三锥形振子天线5之间保持85mm的距离;可以获取足够高的隔离度,满足WIFI6路由器的设计需求。
理论上,金属圆盘的半径越大,天线带宽越宽,增益越高;锥形振子天线张开的角度(锥度)越大,该天线的工作带宽越宽,剖面越低,但是,为了均衡信号辐射的带宽、方向和增益等方面;其锥度并非可以无限增加。
如图1、图4和图7所示,在本实施例的一个示例中,所述单极子天线的高度大于所述锥形振子天线的高度。这样的话,可以减小单极子天线与锥形振子天线之间的相互干扰,保证更好的信号辐射性能。
进一步地,所述单极子天线的高度为6mm,所述锥形振子天线的高度为5mm。
如图2至图7所示,在本实施例的一个示例中,所述单极子天线的半径为0.7mm,所述金属圆盘的半径为10.45mm,厚度为0.01mm;即第一金属圆盘1、第二金属圆盘2是半径为10.45mm,厚度为0.01mm;当然,第一金属圆盘1、第二金属圆盘2的大小并非必然相同,也可以根据设计需求进行灵活调整。
如图5至图7所示,在本实施例的一个示例中,所述锥形振子天线的锥度设置在指定范围,所述指定范围可以是115°至125°,可以保持天线辐射方向和增益的良好表现;锥形振子天线具体可以选择的锥度有:115°、118°、119°、120°或125°;
进一步地,该锥度还可以表示为如下方式:所述锥形振子天线开口处的外直径为9.6mm,内直径为8.6mm,其底座的外直径为1.2mm,内直径为0.2mm。
在本实施例的一个示例中,所述金属圆盘、单极子天线和所述锥形振子天线的制作材料均为铜或铜合金;而采用铜可以充分的利用其本身的导电性能;当然也可以采用其他导电金属材料,例如银或铝等。
在一个实施例中,所述介质基体7包括层叠设置的多层电路板,两个所述金属接地板可以在多层电路板层叠后进行设置;并且其中的多层电路板之间设置有金属连接柱或金属化过孔,例如图1中的第一金属连接柱11、第二金属连接柱12、第三金属连接柱13、第四金属连接柱14和第五金属连接柱15;作为连通各层电路板上的器件的导电元器件(即馈电网络、金属接地板和辐射单元等)进行预设;此后,在多层电路板的最上层、最低层刻蚀安装缺口,用于安装馈电网络,并在对应的金属接地板上留出同样的安装缺口。
本实施例中,该多层电路板可以应用LTCC技术,采用叠层设计,利于实现多层立体天线布局,使得MIMO天线阵列的体积小,并且具有集成度高、低插损、高性能的优点,可广泛应用于WIFI6路由器、5G基站等多种通信设备中,且适应了通信设备的电子器件小型化的趋势。
在本实施例的一个示例中,所述介质基板7的第一表面和第二表面上的金属接地板相对开设有安装缺口,第二表面上的所述安装缺口用于容纳所述馈电网络,以实现CPW馈电;所述安装缺口在所述介质基板7上的投影包围于所述馈电网络对应在所述介质基板7上的投影。
在本实施例的一个示例中,请参考图8,安装缺口的形状可以是阶梯型;对应地,在金属接地板刻蚀结构相似的阶梯型槽来实现CPW馈电,即在上下层金属接地板上对应馈电网络的周围刻蚀结构相似的阶梯型槽来实现CPW馈电,来实现更好的阻抗带宽;五个该阶梯型槽分别是第一阶梯型槽22、第二阶梯型槽24、第三阶梯型槽25、第四阶梯型槽27、第五阶梯型槽29。
通常情况下,由于单极子天线、锥形振子天线结构不同,需要进行的阻抗匹配也就不同,因此,连接的馈电网络的结构可能有所不同,在本实施例的一个示例中,连接单极子天线的馈电网络的作用是将5欧姆的阻抗变为50欧姆,连接锥形振子天线的馈电网络的作用是将15欧姆的阻抗变为50欧姆,以使天线阻抗与馈线(馈电网络)匹配。
在本实施例的一个示例中,所述馈电网络为阻抗变换器,所述阻抗变换器的形状为阶梯型结构。五个辐射单元连接的阻抗变换器分别为:第一单极子柱9连接的第一阻抗变换器16、第二单极子柱10连接的第二阻抗变换器17、第一锥形振子天线3连接的第三阻抗变换器18、第二锥形振子天线4连接的第四阻抗变换器19以及第三锥形振子天线5连接的第五阻抗变换器20,具体如图1所示。
进一步地,所述阻抗变换器包括多节级联的宽度依次增大的传输线,其中宽度最小的传输线的端部用于将端口阻抗变换为50欧姆;宽度最大的传输线的端部连接有焊接结构,所述焊接结构连接有导电件,所述导电件贯穿所述介质基板7与所述单极子天线或所述锥形振子天线电性连接。
具体的,参照图9、图10所示,连接单极子天线的馈电网络包括第一50欧姆传输线161,第一节阻抗变换器162、第二节阻抗变换器163,且与第二节阻抗变换器163相连的导电件是可以进行焊接操作的第一焊盘164,连接锥形振子天线的馈电网络包括第二50欧姆传输线184,第三节阻抗变换器181、第四节阻抗变换器182、第五节阻抗变换器183,且与第五节阻抗变换器183相连的导电件是可以进行焊接操作的第二焊盘185。在具体实施时,该第一焊盘164可以采用半径为8.5mm的半圆形焊盘;该第二焊盘185是半径为4mm的半圆形焊盘。
在本实施例的一个示例中,所述导电件也可以是方形、矩形或其他形状的焊接结构,本示例并不限制于此。
在本实施例的一个示例中,连接单极子天线的所述馈电网络,可以通过半圆形焊盘(8.5mm)上方连接的金属连接柱与单极子柱相连接,该金属连接柱可以作为导电元器件或焊接结构实现与天线的电性连接,金属连接柱的半径为1mm,高度为1mm。连接锥形振子天线的馈电网络,可以通过半圆形焊盘(4mm)上方的金属连接柱,与锥形振子天线相连接,该金属连接柱的半径为0.6mm,高度为1mm,实现与锥形振子天线相连接。
因此,单极子天线、锥形振子天线构成的辐射单元,各辐射单元的辐射能量由介质基板7背面的馈电网络馈入,通过金属柱(或金属连接柱)将能量传入到各个辐射单元,具体的馈电方式可采用SMA连接器或者同轴馈电进行馈电,这种结构不仅制作简单,而且易于与其他微波器件相连接,应用范围广泛,市场价值高。
在一个实施例中,相邻所述单极子天线之间的金属接地板上设置有第一信号隔离槽;相邻所述锥形振子天线之间的金属接地板上设置有第二信号隔离槽,所述第一信号隔离槽、第二信号隔离槽用于消减或阻断信号干扰。
在本实施例的一个示例中,可参考图8,在两个单极子天线之间的金属接地板上刻蚀一个长60mm,宽7mm的第一矩形槽23作为第一信号隔离槽,在三个锥形振子天线之间的金属接地板上分别刻蚀一个长40mm宽7mm的第二矩形槽26、一个长40mm宽7mm的第三矩形槽28,作为第二信号隔离槽,来隔断金属接地板上的电流流动,降低耦合。
在一个实施例中,所述金属接地板上设置有屏蔽件,所述屏蔽件围绕所述安装缺口的边沿设置;所述屏蔽件与所述金属接地板电性连接。
在本实施例的一个示例中,可参考图1,在每个辐射单元的周围加载一圈半径为0.25mm,高度为1mm,材质为铜的金属隔离柱21作为屏蔽件,金属隔离柱21接地,用来进行辐射单元之间的隔离,以产生更高的隔离度。
在一个实施例中,所述馈电网络为阻抗变换器,所述阻抗变换器的形状为宽度渐变的蛇形结构的传输带。
其中,宽度最小的传输带的端部用于将端口阻抗变换为50欧姆;宽度最大的传输带的端部连接有焊接结构,所述焊接结构连接有导电件,所述导电件贯穿所述介质基板7与所述单极子天线或所述锥形振子天线电性连接;焊接结构、导电件的结构可以采用与上述实施例相同的结构,在此不再赘述。
在一个实施例中,以覆盖2.4GHz和5GHz的WIFI6路由器中的MIMO天线阵列为例,进行测试,测试结果如图11-图15所示,结果显示该MIMO天线阵列的性能满足设计需求。
参照图11所示,展示了该MIMO天线阵列在1.5GHz-6.5GHz内的回波损耗,其中在2.4GHz-2.5GHz频段处S44和S55均小于-11dB,在5.18GHz-5.85GHz频段处S11,S22和S33均小于-11.9dB,完全满足天线的正常工作指标。
具体的,参照图12所示,展示了该MIMO天线五个端口的隔离度,图中天线在1.5-3GHz之间,隔离度均大于24dB,在5.18GHz-5.85GHz频段隔离度均大于25dB,表示该MIMO天线的五个辐射单元之间隔离度量良好。
参照图13所示,展示了该MIMO天线的ECC(包络相关系数),图中天线在1.5GHz-6.5GHz内,ECC均小于0.01,表明天线具有优良的分集性能。
参照图14、图15所示,分别表示天线在2.45GHz和5.5GHz的方向图,图中天线两个频率处的方向图为全向,极化方式为垂直极化。
综上所述:本实施例的MIMO天线阵列,相对于原有的WIFI6路由器中的天线而言,将外置天线改为内置天线,使得天线与路由器中的其他电路模块一起集成在路由器内部,减小了WIFI6路由器的体积。其中采用了顶端加载金属圆盘的单极子天线和微带馈电的锥形振子天线,单极子天线通过在单极子柱顶端加载一个金属圆盘与金属接地板形成一个电容来增加带宽和提高增益,锥形振子天线采用圆锥型结构来增加振子直径,以获取足够的带宽,在保证天线小型化的同时,依然保留足够的带宽和增益,辐射单元之间的EBG(电磁场带隙)结构,使得各辐射单元之间拥有足够高的隔离度。其中单极子天线的频带范围为2.4GHz-2.5GHz,驻波小于1.8,该两个辐射单元的增益均大于6dBi,隔离度大于24dB;锥形振子天线的频带范围为5.18GHz-5.85GHz,频带范围较宽,驻波比小于1.8,该三个辐射单元的增益均大于6dBi,隔离度大于25dB。五个辐射单元的方向图均为全向,极化方式为垂直极化,性能良好,可以应用在体积较小、增益较高的WIFI6路由器产品中。
在另一个实施例中,提供的一种通信设备,所述通信设备包括如上所述的MIMO天线阵列。
本实施例中,所述的通信设备,其中的MIMO天线阵列中,单极子天线的频带范围为2.4GHz-2.5GHz,驻波小于1.8,该两个辐射单元的增益均大于6dBi,隔离度大于24dB;锥形振子天线的频带范围为5.18GHz-5.85GHz,频带范围较宽,驻波比小于1.8,该三个辐射单元的增益均大于6dBi,隔离度大于25dB。五个辐射单元的方向图均为全向,极化方式为垂直极化,性能良好,可以应用在体积较小、增益较高的WIFI6路由器产品中。
本实施例的一个示例中,所述通信设备也可以是市面上常见的WiFi6路由器、蓝牙4.0单元或5G微带天线的组成部分,将上述的MIMO天线阵列应用在WiFi路由器、蓝牙4.0单元或5G微带天线等中,可以实现天线内置化、体积减小,带宽宽和增益良好等效果。
本发明上述实施例中提供了一种MIMO天线阵列,并基于该MIMO天线阵列提供了一种通信设备,该MIMO天线阵列,采用内置化天线的设计,使得整体结构的体积小,并且具有集成度高、低插损、高增益的优点,其中采用顶端加载金属圆盘的单极子天线、微带馈电的馈电网络及锥形振子天线在保证天线小型化的同时,依然保留足够的带宽和增益,各辐射单元之间设置的EBG结构(电磁场带隙)使得各辐射单元之间拥有足够高的隔离度。其中单极子天线的频带范围为2.4GHz-2.5GHz,驻波小于1.8,两个单极子天线的增益均大于6dBi,隔离度大于24dB;锥形振子天线的频带范围为5.18GHz-5.85GHz,频带范围较宽,驻波比小于1.8,三个锥形振子天线的增益均大于6dBi,隔离度大于25dB。构成的五个辐射单元的方向图均为全向,极化方式为垂直极化,性能良好,可以应用在体积较小、增益较高的WIFI6路由器产品中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种MIMO天线阵列,所述MIMO天线阵列包括介质基板、辐射单元和馈电网络,所述介质基板的第一表面和第二表面上设置有金属接地板,其特征在于,所述辐射单元包括单极子天线和锥形振子天线;
两个所述单极子天线和三个所述锥形振子天线按照预设排列方式设置在所述介质基板的第一表面;
每一个所述单极子天线或每一个所述锥形振子天线分别连接一个所述馈电网络的一端,所述馈电网络的另一端连接外部输入/输出,所述馈电网络设置在所述介质基板的第二表面;
所述单极子天线远离所述介质基板的一端设置有金属圆盘,以均衡天线的带宽与增益;所述锥形振子天线的锥度设置在指定范围。
2.根据权利要求1所述的MIMO天线阵列,其特征在于,所述单极子天线的高度大于所述锥形振子天线的高度。
3.根据权利要求1或2所述的MIMO天线阵列,其特征在于,所述单极子天线的高度为6mm,所述锥形振子天线的高度为5mm。
4.根据权利要求3所述的MIMO天线阵列,其特征在于,所述单极子天线的半径为0.7mm,所述金属圆盘的半径为10.45mm,厚度为0.01mm;所述锥形振子天线开口处的外直径为9.6mm,内直径为8.6mm,其底座的外直径为1.2mm,内直径为0.2mm;所述金属圆盘、单极子天线和所述锥形振子天线的制作材料均为铜或铜合金。
5.根据权利要求1所述的MIMO天线阵列,其特征在于,相邻所述单极子天线之间的金属接地板上设置有第一信号隔离槽;相邻所述锥形振子天线之间的金属接地板上设置有第二信号隔离槽,所述第一信号隔离槽、第二信号隔离槽用于消减或阻断信号干扰。
6.根据权利要求1所述的MIMO天线阵列,其特征在于,所述介质基板的第一表面和第二表面上的金属接地板相对开设有安装缺口,第二表面上的所述安装缺口用于容纳所述馈电网络,以实现CPW馈电;所述安装缺口在所述介质基板上的投影包围于所述馈电网络对应在所述介质基板上的投影。
7.根据权利要求6所述的MIMO天线阵列,其特征在于,所述金属接地板上设置有屏蔽件,所述屏蔽件围绕所述安装缺口的边沿设置。
8.根据权利要求1所述的MIMO天线阵列,其特征在于,所述馈电网络为阻抗变换器,所述阻抗变换器的形状为阶梯型结构。
9.根据权利要求8所述的MIMO天线阵列,其特征在于,所述阻抗变换器包括多节级联的宽度依次增大的传输线,其中宽度最小的传输线的端部用于将端口阻抗变换为50欧姆;宽度最大的传输线的端部连接有焊接结构,所述焊接结构连接有导电件,所述导电件贯穿所述介质基板与所述单极子天线或所述锥形振子天线电性连接。
10.一种通信设备,其特征在于,所述通信设备包括如权利要求1-9任一所述的MIMO天线阵列。
CN202310132900.0A 2023-02-20 2023-02-20 一种mimo天线阵列及通信设备 Active CN115799796B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310132900.0A CN115799796B (zh) 2023-02-20 2023-02-20 一种mimo天线阵列及通信设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310132900.0A CN115799796B (zh) 2023-02-20 2023-02-20 一种mimo天线阵列及通信设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115799796A CN115799796A (zh) 2023-03-14
CN115799796B true CN115799796B (zh) 2023-04-07

Family

ID=85431022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310132900.0A Active CN115799796B (zh) 2023-02-20 2023-02-20 一种mimo天线阵列及通信设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115799796B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106410379A (zh) * 2015-08-03 2017-02-15 香港城市大学 一种天线
CN107732425A (zh) * 2017-09-01 2018-02-23 哈尔滨工业大学 宽带低剖面垂直极化全向天线
CN109273865A (zh) * 2018-09-11 2019-01-25 珠海格力电器股份有限公司 一种终端设备的天线系统及终端设备
CN110635230A (zh) * 2018-06-25 2019-12-31 哈尔滨工业大学(威海) 基于sicl谐振腔圆环缝隙和印刷振子的非对称双极化天线装置
CN111969300A (zh) * 2020-07-30 2020-11-20 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) 微带阵列盘锥复合共形天线
CN113839185A (zh) * 2021-08-31 2021-12-24 东南大学 超宽带共形全向天线

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014110508A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 Chi-Chih Chen Multiple-input multiple-output ultra-wideband antennas
US9431712B2 (en) * 2013-05-22 2016-08-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Electrically-small, low-profile, ultra-wideband antenna

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106410379A (zh) * 2015-08-03 2017-02-15 香港城市大学 一种天线
CN107732425A (zh) * 2017-09-01 2018-02-23 哈尔滨工业大学 宽带低剖面垂直极化全向天线
CN110635230A (zh) * 2018-06-25 2019-12-31 哈尔滨工业大学(威海) 基于sicl谐振腔圆环缝隙和印刷振子的非对称双极化天线装置
CN109273865A (zh) * 2018-09-11 2019-01-25 珠海格力电器股份有限公司 一种终端设备的天线系统及终端设备
CN111969300A (zh) * 2020-07-30 2020-11-20 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) 微带阵列盘锥复合共形天线
CN113839185A (zh) * 2021-08-31 2021-12-24 东南大学 超宽带共形全向天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN115799796A (zh) 2023-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200036104A1 (en) Antenna Element
US20050237244A1 (en) Compact RF antenna
US7839344B2 (en) Wideband multifunction antenna operating in the HF range, particularly for naval installations
WO2019223318A1 (zh) 室内基站及其pifa天线
KR101195831B1 (ko) 패치안테나
WO2007123494A1 (en) Array antenna for wireless communication and method
CN112952340A (zh) 一种天线结构、带天线结构的电路板和通信设备
CN112886234B (zh) 一种基于嵌入式结构的微波毫米波共面共口径天线
El-Wazzan et al. Compact and integrated microstrip antenna modules for mm-wave and microwave bands applications
CN110581354B (zh) 双极化5g毫米波天线结构及移动设备
Sokunbi et al. Dual-layer dual-patch EBG structure for isolation enhancement and correlation reduction in MIMO antenna arrays
CN112751158B (zh) 一种天线组件及通信设备
CN115799796B (zh) 一种mimo天线阵列及通信设备
CN109802225B (zh) 一种微带滤波天线
CN110233329B (zh) 一种基于结构复用的小型化高隔离度共口径天线
CN210074169U (zh) 一种基于接地共面波导的矩形微带串馈天线
CN116581560A (zh) 减少pcb上的表面波传播的结构、前端rf电路和电子装置
US20240213688A1 (en) Planar tightly coupled arrays and antenna elements thereof
CN217881919U (zh) 高增益且低剖面的毫米波天线模组及电子设备
CN211320342U (zh) 高隔离的宽带mimo天线系统
CN116722342B (zh) 一种毫米波滤波超表面天线模块及通信设备
CN116759816B (zh) 基于基片集成波导的双频双极化天线
CN116613547B (zh) 一种具有高孔径复用率和高端口隔离的双频共孔径天线
US20220311117A1 (en) Stepped balun
CN111786096B (zh) 天线及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant