CN205211934U - 一种用于wlan及wimax的三通带mimo天线 - Google Patents
一种用于wlan及wimax的三通带mimo天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205211934U CN205211934U CN201521004383.6U CN201521004383U CN205211934U CN 205211934 U CN205211934 U CN 205211934U CN 201521004383 U CN201521004383 U CN 201521004383U CN 205211934 U CN205211934 U CN 205211934U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- minor matters
- line
- wlan
- passband
- bending
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，包括介质基板，所述介质基板正面印制关于介质基板中线对称的两个天线辐射结构，所述介质基板背面印制地板，所述两个天线辐射结构之间加载U形中和线，还包括两条输入端馈线，所述天线辐射结构与输入端馈线连接。本实用新型结构简单，加工制造成本低，工程实用性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动通信技术领域，具体涉及一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线。
背景技术
随着现代无线通信技术的迅速发展，移动通信系统对天线的要求越来越高，设计一种用于WLAN和WIMAX的三通带MIMO天线是近年来研究的热点。多入多出Multiple-input-multiple-output(MIMO)技术，因为能够大幅度地增加信道容量，同时不需要额外的增加频谱范围和输入功率，日益成为天线设计新的重要研究方向。随着移动通信设备小型化的发展，要求天线的体积越来越小，但MIMO天线的体积减小会导致隔离度变差，不同天线端口间的相互干扰增大。为了解决这一矛盾，近些年来，小型化同时具备高隔离度的MIMO天线逐渐受到重视。考虑到工作在不同通信系统间的工作频段可能互不相同，比如无线局域网系统wirelesslocalareanetwork(WLAN)的2.4GHz-2.484GHz,5.15GHz-5.35GHz,5.725GHz-5.825GHz，全球微波互联接入系统WiMAX(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)的3.4GHz-3.69GHz,5.25GHz-5.85GHz，这两大通信系统的工作频段就不完全相同，进而要求天线能够工作在多个不同的频段，即要求天线往多通带方向发展。也就是说，设计小型化多通带的MIMO天线，是天线领域当前重要的研究方向。因此，本实用新型设计了一种用于WLAN和WIMAX的新型三通带MIMO天线，用于小型移动通信设备。
为了有效地减小MIMO天线中不同端口间的干扰，需要天线有解耦结构。常用的结构，包括直线型中和线，U形中和线，地板延伸枝节等。
小型化的用于WLAN和WIMAX的新型三通带MIMO天线是一种能工作在多个不同频段的，具有较高的端口间隔离度的阵列天线。多通带MIMO天线的实现方法主要是通过多个不同长度和形状的蜿蜒结构的枝节线来实现。
传统的MIMO天线，由于尺寸的限制,往往只能取得一个窄频带的解耦效果。不能在多频甚至宽频的情况下也实现较好的隔离性能。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线。
本实用新型采用如下技术方案：
一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，包括介质基板，所述介质基板正面印制关于介质基板中线对称的两个天线辐射结构，所述介质基板背面印制地板，所述两个天线辐射结构之间加载U形中和线，还包括两条输入端馈线，所述天线辐射结构与输入端馈线连接。
所述两个天线辐射结构相同，均包括第一弯折枝节、第二弯折枝节及印制在介质基板背面的寄生枝节，所述第二弯折枝节位于第一弯折枝节的内侧，所述第一弯折枝节及第二弯折枝节与输入端馈线连接。
所述寄生枝节由地板延伸出，所述寄生枝节与地板连接。
第一弯折枝节的长度大于第二弯折枝节的长度，第二弯折枝节的长度度大于寄生枝节。
所述U形中和线内加载四个枝节，所述U形中和线与输入端馈线连接。
所述第一弯折枝节长度为33毫米，具体为天线中心频率2.44GHz的四分之一波长，所述第二弯折枝节长度为17.2毫米，具体为天线中心频率3.43GHz的四分之一波长，所述寄生枝节的长度为8.8毫米。
所述四个枝节均由U形中和线延伸出来。
所述地板为矩形，输入端馈线为特征阻抗50欧姆的微带线。
本实用新型的有益效果：
(1)用平面的结构完成了多个不同通信频段的覆盖：无线局域网系统wirelesslocalareanetwork(WLAN)的2.4GHz-2.484GHz,5.15GHz-5.35GHz,5.725GHz-5.825GHz，全球微波互联接入系统WiMAX(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)的3.4GHz-3.69GHz,5.25GHz-5.85GHz。
(2)整个天线的平面尺寸，包含地板为31mm×31mm，占用的尺寸极其小，而且可用平面印刷工艺和低成本的FR4板材，降低了制造成本。
(3)天线的结构简单，调试方便，工作模式清晰，而且，由于加载有四个小枝节的U形中和线，使得这几个通带的隔离度都得到了提高。保证了MIMO天线的端口间能够不互相干扰。
附图说明
图1是本实用新型一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的仰视图；
图4是图1的侧视图；
图5是本实用新型实施例仿真的回波损耗与频率关系图；
图6是本实用新型实施例仿真的端口间隔离度与频率关系图；
图7是本实用新型实施例仿真的增益图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1-图4所示，一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，包括介质基板，所述介质基板正面印制关于介质基板中线对称的两个天线辐射结构，所述介质基板背面印制地板10，所述两个天线辐射结构之间加载U形中和线7，还包括印制在介质基板正面的两条输入端馈线5、6，所述天线辐射结构与输入端馈线连接，一一对应连接。
所述两个天线辐射结构相同，均包括第一弯折枝节1、2、第二弯折枝节3、4及寄生枝节8、9，所述第二弯折枝节3、4位于第一弯折枝节1、2的内侧，所述寄生枝节8、9由地板10延伸出，所述寄生枝节与地板连接，在图2的俯视图中，位于介质基板背面的寄生枝节看上去与介质基板正面的结构有部分重叠。
所述第一、第二弯折枝节及U形中和线印制在介质基板正面，寄生枝节印制在介质基板背面。
第一弯折枝节的长度大于第二弯折枝节的长度，第二弯折枝节的长度度大于寄生枝节。第一弯折枝节长度约为33mm，大约为2.44GHz的四分之一波长，用来形成宽度覆盖2.4GHz-2.484GHz的WLAN工作频带；
第二弯折枝节长度约为17.2mm，大约为3.43GHz的四分之一波长,用来形成宽度覆盖3.4GHz-3.69GHz的WiMAX工作频带。
地板延伸出的寄生枝节位于两个输入端馈线的下侧，总长度都为8.8mm，产生的谐振模式谐振于WLAN5.45GHz附近，用来覆盖WLAN5.2/5.8GHz和WiMAX5.5GHz频段。
所述U形中和枝节位于两个天线辐射结构之间，且关于介质基板中线对称，具体位于两个第一弯折枝节中间位置，所述U形中和枝节内部加载四个枝节，起连接作用，目的是作为两个天线辐射单元之间的中和线，用于解耦。相比于传统的直线型中和线，U形中和线等，本实用新型提出的修正型U形中和线，包含了4个植入的小枝节之后，可以实现3个通带的同时解耦，具有更优的解耦性能。
四个枝节可以为矩形结构或者弯折结构。
本实施例地板为矩形，用于模拟小型化无线通信设备的电路板。
本实用新型首先实现多个通带频段(WLAN2.4/5.2/5.8GHz和WiMAX3.5/5.5GHz)的覆盖。第一弯折枝节1、2，分别与第二弯折枝节3、4，输入端馈线5、6相连接。这第一弯折枝节1、2长度约为33mm，大约为2.44GHz的四分之一波长，主要产生2.4GHz的谐振模式，用来形成宽度覆盖2.4GHz-2.484GHz的WLAN工作频带；第二弯折枝节3、4位于第一弯折枝节1、2的内侧，长度约为17.2mm，大约为3.43GHz的四分之一波长,主要产生3.5GHz的谐振模式，用来形成宽度覆盖3.4GHz-3.69GHz的WiMAX工作频带；地板延伸出的寄生枝节线8、9，位于两个输入端馈线的下侧，通过耦合进行馈电，长度都为8.8mm，产生的谐振模式谐振于WLAN5.45GHz附近，用来覆盖WLAN5.2/5.8GHz和WiMAX5.5GHz频段。通过这3种结构的加载，从而实现频率的准确完全覆盖。
其次是实现高的端口间隔离度。通过位于两个弯折枝节之间的起连接作用的加载有四个枝节的U形中和线7来解耦，实现高的端口间隔离度。相比于传统的直线型中和线，U形中和线等，该修正型U形中和线，包含了4个植入的枝节之后，可以实现3个通带的同时解耦，具有更优的解耦性能，进而使得多个工作频带内两个端口间的隔离度都降低至-18dB以下，有效的实现了不同端口间的相互干扰最小化。
为了验证本实用新型方案的有效性，下面给出具体实例进行说明。
图2至图4给出了实施实例在俯视、仰视和侧视等不同角度下的尺寸图，各图中所有尺寸的单位均为毫米(mm)。在本实施实例中，选用相对介电常数为4.4、损耗角正切为0.02、厚度为0.8mm的FR4介质基板，基板的平面尺寸为31mm×31mm。地板的主平面矩形部分的尺寸为31mm×16.5mm。天线辐射结构位于介质板的一侧，占用的平面尺寸为31mm×13.5mm。信号输入端馈线5、6为特征阻抗50欧姆的微带线。在实际实施中，可适当延长至电路中射频馈线部分，也可在地板上开孔，用50欧姆的同轴线直接馈电。同轴线的内导体与激励单元相连，外导体与主地板相连。
本实施例的具体尺寸，介质基板的厚度H＝0.8,介质基板的横向宽度W＝31,第一弯折枝节的末端横向宽度Wa1＝1,第二弯折枝节的末端横向宽度Wb1＝1,第二弯折枝节的起始部分的横向宽度Wb2＝0.7,输入端馈线的横向宽度Wf＝1.6,地板延伸出的寄生枝节的末端纵向宽度WC1＝0.5,介质基板的纵向长度L＝31,地板的纵向长度LG1＝16.5,第一弯折枝节的末端的纵向长度La1＝3.5,第一弯折枝节的中间部分的横向长度La2＝11,第一弯折枝节的起始部分的纵向长度La3＝11,第二弯折枝节的末端纵向长度Lb1＝3,第二弯折枝节的中间部分的横向长度Lb2＝6.5,第二弯折枝节的起始部分的纵向长度Lb3＝7,第二弯折枝节的起始部分与末尾部分的横向间距Lb4＝4.8,地板延伸出的寄生枝节的末端的横向长度LC1＝4.5,地板延伸出的寄生枝节的中间部分的纵向长度LC2＝3,地板延伸出的寄生枝节的中间纵向部分的外侧边缘与起始部分外侧边缘的横向间距长度LC3＝3.3,地板延伸出的寄生枝节的起始部分的纵向长度LC4＝2,加载有四个枝节的U形中和线的横向长度Lu1＝6,加载有四个枝节的U形中和线的枝节线内侧边缘间距Lu2＝1,加载有四个枝节的U形中和线的小枝节线外侧边缘间距Lu3＝2,加载有四个枝节的U形中和线的小枝节线的纵向长度Lu4＝4,馈线的纵向长度Lf＝18,馈线外侧边缘到介质板外侧边缘的横向间距df＝3,第一弯折枝节起始部分内侧边缘与加载有四个小枝节的U形中和线的外侧边缘的横向间距长度g1＝1.5,第一弯折枝节起始部分外侧边缘与第二弯折枝节起始部分内侧边缘的横向间距长度g2＝0.8,第一弯折枝节与加载有四个小枝节的U形中和线的连接部分的纵向宽度g3＝1,第二弯折枝节起始部分外侧边缘与地板延伸出的寄生枝节的内侧边缘的横向间距g4＝1.7,地板延伸出的寄生枝节的中间纵向部分的外侧边缘与馈线外侧边缘的横向间距长度g5＝3.3,馈线与第二弯折枝节线的连接部分的纵向宽度g6＝0.5(靠近介质板中轴线的一侧称为内侧，远离介质板中轴线的一侧称为外侧)。
以上述图2、图3和图4所示尺寸制作的天线仿真的反射系数的结果如图5所示。由图可知，该平面印刷天线在工作频段有2.40GHz-2.59GHz和3.26GHz-6.13GHz。完全覆盖了WLAN2.4/5.2/5.8GHz和WiMAX3.5/5.5GHz频率范围内的所有可用频段。
以上述3个图形所示尺寸制作的天线仿真的端口间隔离度的结果如图6所示。在整个WLAN2.4/5.2/5.8GHz和WiMAX3.5/5.5GHz频率范围内频率范围内，端口间的隔离度都低于-18dB，完全满足实际需要。这得益于介质板的正面的加载有四个枝节的U形中和线的优良解耦性能。
以上述3个图形所示尺寸制作的天线仿真的增益如图7所示。天线增益在在0.9-2.25dBi之间，满足实际需求。
从上述技术方案可见，本实用新型所述的天线在31mm×31mm的平面空间内实现了WLAN2.4/5.2/5.8GHz和WiMAX3.5/5.5GHz的覆盖，而且端口间有高隔离度，满足移动通信系统对用于移动终端天线的设计需求。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，其特征在于，包括介质基板，所述介质基板正面印制关于介质基板中线对称的两个天线辐射结构，所述介质基板背面印制地板，所述两个天线辐射结构之间加载U形中和线，还包括两条输入端馈线，所述天线辐射结构与输入端馈线连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，其特征在于，所述两个天线辐射结构相同，均包括第一弯折枝节、第二弯折枝节及印制在介质基板背面的寄生枝节，所述第二弯折枝节位于第一弯折枝节的内侧，所述第一弯折枝节及第二弯折枝节与输入端馈线连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，其特征在于，所述寄生枝节由地板延伸出，所述寄生枝节与地板连接。
4.根据权利要求2所述的一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，其特征在于，第一弯折枝节的长度大于第二弯折枝节的长度，第二弯折枝节的长度大于寄生枝节的长度。
5.根据权利要求1所述的一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，其特征在于，所述U形中和线内加载四个枝节，所述U形中和线与输入端馈线连接。
6.根据权利要求2所述的一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，其特征在于，所述第一弯折枝节长度为33毫米，具体为天线中心频率2.44GHz的四分之一波长，所述第二弯折枝节长度为17.2毫米，具体为天线中心频率3.43GHz的四分之一波长，所述寄生枝节的长度为8.8毫米。
7.根据权利要求5所述的一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，其特征在于，所述四个枝节均由U形中和线延伸出来。
8.根据权利要求1所述的一种用于WLAN及WIMAX的三通带MIMO天线，其特征在于，所述地板为矩形，输入端馈线为特征阻抗50欧姆的微带线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201521004383.6U CN205211934U (zh) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 一种用于wlan及wimax的三通带mimo天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201521004383.6U CN205211934U (zh) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 一种用于wlan及wimax的三通带mimo天线 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205211934U true CN205211934U (zh) | 2016-05-04 |
Family
ID=55849633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201521004383.6U Expired - Fee Related CN205211934U (zh) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 一种用于wlan及wimax的三通带mimo天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205211934U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105406183A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-03-16 | 华南理工大学 | 一种用于wlan及wimax的三通带mimo天线 |
| CN106921038A (zh) * | 2015-12-24 | 2017-07-04 | 华为技术有限公司 | 多输入多输出天线 |
| CN108847526A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-20 | 杭州电子科技大学 | 一种基于地板辐射模式的多频段mimo终端天线 |
-
2015
- 2015-12-04 CN CN201521004383.6U patent/CN205211934U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105406183A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-03-16 | 华南理工大学 | 一种用于wlan及wimax的三通带mimo天线 |
| CN106921038A (zh) * | 2015-12-24 | 2017-07-04 | 华为技术有限公司 | 多输入多输出天线 |
| CN108847526A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-20 | 杭州电子科技大学 | 一种基于地板辐射模式的多频段mimo终端天线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105406183A (zh) | 一种用于wlan及wimax的三通带mimo天线 | |
| US11011837B2 (en) | Communications terminal | |
| EP1506594B1 (en) | Antenna arrangement and module including the arrangement | |
| US9099784B2 (en) | Array antenna of mobile terminal and implementing method thereof | |
| Zhang et al. | Design of a dual-band MIMO antenna for 5G smartphone application | |
| CN101336497B (zh) | 四波段耦合元件天线结构 | |
| CN105552553A (zh) | 一种小型三频四单元mimo天线 | |
| EP3678260B1 (en) | Multiple-input multiple-output antenna device for terminal and method for realizing transmission of antenna signal | |
| US8581799B2 (en) | Ground radiation antenna | |
| CN106450752B (zh) | 一种用于智能手机实现高隔离度的mimo天线 | |
| CN105122541A (zh) | 多频带天线 | |
| CN107634322B (zh) | 双频高增益全向天线 | |
| CN105406184A (zh) | 一种新型超宽带mimo天线 | |
| CN103268987B (zh) | 一种小尺寸三频合一多频陶瓷天线 | |
| CN105305058B (zh) | 一种具有三频段陷波特性的超宽带多入多出天线 | |
| CN205211934U (zh) | 一种用于wlan及wimax的三通带mimo天线 | |
| CN205211935U (zh) | 一种新型超宽带mimo天线 | |
| EP2763238A1 (en) | Printed antenna and mobile communication device | |
| CN205211933U (zh) | 一种具有三频段陷波特性的超宽带多入多出天线 | |
| CN105406182B (zh) | 一种陷波带宽可控的uwb mimo天线 | |
| CN205211947U (zh) | 一种小型三频四单元mimo天线 | |
| CN106058434B (zh) | 一种应用于移动终端的天线 | |
| CN110165395B (zh) | 一种小型化紧凑型三频带天线 | |
| Zabetiakmal et al. | Design Side-edge Frame Dual-band 8× 8 MIMO Antenna Array For 5G Mobile phone | |
| CN204516894U (zh) | 一种覆盖七频段的小型移动通信设备天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160504 Termination date: 20181204 |