CN206022622U - 一种耦合寄生低剖面高隔离度mimo天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线，包括PCB板，所述PCB板上设置有PCB线路区和净空区，所述净空区上设置有第一天线和第二天线，所述第一天线与第二天线之间设置有一隔离墙。本实用新型提供的MIMO天线通过在两个天线之间增加了一个由波形走线形成的隔离墙，利用该隔离墙增加了对两个天线低频表面电流路径的隔离作用，而同时不增加对高频表面电流的影响，有效保证了天线的工作性能。
Description
技术领域
本实用新型属于天线领域，具体涉及的是一种耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线。
背景技术
多输入多输出技术(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。
在多天线系统中，需要使用多个接收及发射天线，天线之间的耦合会降低天线的辐射性能，并因此影响整个系统的性能。尤其在手持设备(如手机)中，天线之间的间隙很小，耦合非常强，如果不能采用好的隔离技术消除天线间的耦合，设备将不能正常工作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高隔离度MIMO天线。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
一种耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线，包括PCB板，所述PCB板上设置有PCB线路区和净空区，所述净空区上设置有第一天线和第二天线，所述第一天线与第二天线之间设置有一隔离墙。
优选地，所述第一天线包括第一天线耦合单元和第一天线辐射单元，所述第一天线辐射单元位于第一天线耦合单元与PCB线路区之间，且第一天线耦合单元的一端与PCB线路区中的PCB地连接。
优选地，所述PCB线路区上还设置有一与第一天线辐射单元位置对应的第一天线馈电点。
优选地，所述第二天线包括第二天线耦合单元和第二天线辐射单元，所述第二天线辐射单元位于第二天线耦合单元与PCB线路区之间，且第二天线耦合单元的一端与PCB线路区中的PCB地连接。
优选地，所述PCB线路区上还设置有一与第二天线辐射单元位置对应的第二天线馈电点。
优选地，所述隔离墙波形走线，其两端分别连接到PCB线路区。
优选地，所述隔离墙为方波走线、正弦波走线、蛇形走线或三角波走线。
优选地，所述PCB线路区为矩形，所述第一天线和第二天线分别位于该矩形的两相邻边上，所述隔离墙位于所述两相邻边的交汇处。
本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型提供的MIMO天线通过在两个天线之间增加了一个由波形走线形成的隔离墙，利用该隔离墙增加了对两个天线低频表面电流路径的隔离作用，而同时不增加对高频表面电流的影响，有效保证了天线的工作性能。
附图说明
图1-1为本实用新型高隔离度MIMO天线的平面示意图；图1-2为本实用新型高隔离度MIMO天线的立体示意图；
图2为本实用新型带隔离墙的阻抗特性图；
图3-1为本实用新型在第一天线形成的低频表面电流分布图；图3-2为本实用新型在第二天线形成的低频表面电流分布图；
图4-1为本实用新型带隔离墙第一天线在高频处的表面电流分布图；图4-2为本实用新型带隔离墙第二天线在高频处的表面电流分布图；
图5为本实用新型去除隔离墙后的阻抗特性示意图；
图6-1为本实用新型去除隔离墙后的第一天线形成的低频表面电流分布图；图6-2为本实用新型去除隔离墙后的第二天线形成的低频表面电流分布图；
图7-1为本实用新型不带隔离墙第一天线在高频处的表面电流分布图；图7-2为本实用新型不带隔离墙第二天线在高频处的表面电流分布图。
图中标识说明：PCB线路区10、第一天线馈电点11、第二天线馈电点12、净空区20，隔离墙30、第一天线40、第一天线耦合单元41、第一天线辐射单元42、第二天线50、第二天线耦合单元51、第二天线辐射单元52。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
针对现有MIMO天线中由于天线之间的间隙小，耦合强，而存在的需要隔离以消除天线间耦合的问题，本申请提供了一种耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线。
本实施例在确保LTE MIMO天线性能的情况下，可以在有限的空间内改善天线间的隔离度，从而确保MIMO天线系统的正常工作，而且同时采用PCB天线设计，具有剖面低的优点，能够便于产品的加工和成品的装配。
如图1所示，图1中1-1为本实用新型高隔离度MIMO天线的平面示意图。本实用新型所述的MIMO天线包括PCB板，PCB板上设置有PCB线路区10和净空区20，净空区20上设置有第一天线40和第二天线50，所述第一天线40与第二天线50之间设置有一隔离墙30。
本实施例中PCB板为矩形，其上对应形成的PCB线路区10也为矩形，在PCB线路区10的外侧边为净空区20，线路区的左侧边净空区设置有第一天线40；线路区的上侧边净空区设置有第二天线50。
需要说明的是，PCB板的基材为FR4板，介电常数为4.3。
图1中1-2为本实用新型高隔离度MIMO天线的立体示意图。本实施例中第一天线40包括第一天线耦合单元41和第一天线辐射单元42，第一天线辐射单元42位于第一天线耦合单元41与PCB线路区10之间，且第一天线耦合单元41的一端与PCB线路区10中的PCB地连接。PCB线路区10上设置有一与第一天线辐射单元42位置对应的第一天线馈电点11。第二天线50包括第二天线耦合单元51和第二天线辐射单元52，所述第二天线辐射单元52位于第二天线耦合单元51与PCB线路区10之间，且第二天线耦合单元51的一端与PCB线路区10中的PCB地连接。PCB线路区10上还设置有一个与第二天线辐射单元52位置对应的第二天线馈电点12。
以PCB线路区10为矩形为例，第一天线40和第二天线50分别位于该矩形的两相邻边上，而隔离墙30则位于两相邻边的交汇处。本实施例中的隔离墙30为波形走线，其两端分别连接到PCB线路区1，中间为空白的净空区。
在一些实施例中，隔离墙30可以为方波走线、正弦波走线、蛇形走线或三角波走线中的任意一种。
另外，本实施例仅以PCB线路区10为矩形进行了描述，而对于PCB线路区10为其他形状，比如圆形或者椭圆形以及其他形状，也可以采用上述结构及方式，本实施例对应第一天线、第二天线以及隔离墙的形状均会有对应改变，但是隔离墙均位于第一天线和第二天线之间。
如图2所示，图2为本实用新型带隔离墙的阻抗特性图。从图中可以看出，低频谐振比较理想覆盖LTE除开美洲使用的700MHz以外的频段，790MHz-960MHz，两个天线间的隔离度也能够到-15dB以内，高频阻抗可以覆盖1450MHz-2690MHz，隔离度可以到-16dB以内，
图5为本实用新型去除隔离墙后的阻抗特性示意图。从数据看，隔离度恶化非常明显，仅为-7dB，隔离墙的添加对于低频的自阻抗影响不大，但是隔离度有8dB的改善，达到了非常理想的状态高频的隔离度对比看无隔离墙为-17dB,隔离墙的影响不大，没有起到改善作用。
图3-1为本实用新型在第一天线形成的低频表面电流分布图；图3-2为本实用新型在第二天线形成的低频表面电流分布图。图6-1为本实用新型去除隔离墙后的第一天线形成的低频表面电流分布图；图6-2为本实用新型去除隔离墙后的第二天线形成的低频表面电流分布图。从整个电流分布看对于低频主板形成了1/4波长的臂，而天线端也形成了1/4波长臂，构成不对称振子天线，在主板区域的右侧和上侧壁加入隔离墙结构，长度为1/2波长，形成回地的LOOP结构，电流上可以看出在隔离墙上形成了2个明显的包络电流集中区域，这样增加了2个天线的电流路径起到了增强隔离度的作用。
图4-1为本实用新型带隔离墙第一天线在高频处的表面电流分布图；图4-2为本实用新型带隔离墙第二天线在高频处的表面电流分布图；图7-1为本实用新型不带隔离墙第一天线在高频处的表面电流分布图；图7-2为本实用新型不带隔离墙第二天线在高频处的表面电流分布图。对于高频，天线辐射体和耦合部分呈现1/2波长，主板为1/2波长，而隔离墙部分为1个波长的结构，从电流截止上看对电流的改变不是很明显，所以在高频部分隔离墙结构对于高频影响不大。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线，包括PCB板，所述PCB板上设置有PCB线路区(10)和净空区(20)，其特征在于，所述净空区(20)上设置有第一天线(40)和第二天线(50)，所述第一天线(40)与第二天线(50)之间设置有一隔离墙(30)。
2.如权利要求1所述的耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线，其特征在于，所述第一天线(40)包括第一天线耦合单元(41)和第一天线辐射单元(42)，所述第一天线辐射单元(42)位于第一天线耦合单元(41)与PCB线路区(10)之间，且第一天线耦合单元(41)的一端与PCB线路区(10)中的PCB地连接。
3.如权利要求2所述的耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线，其特征在于，所述PCB线路区(10)上还设置有一与第一天线辐射单元(42)位置对应的第一天线馈电点(11)。
4.如权利要求1所述的耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线，其特征在于，所述第二天线(50)包括第二天线耦合单元(51)和第二天线辐射单元(52)，所述第二天线辐射单元(52)位于第二天线耦合单元(51)与PCB线路区(10)之间，且第二天线耦合单元(51)的一端与PCB线路区(10)中的PCB地连接。
5.如权利要求4所述的耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线，其特征在于，所述PCB线路区(10)上还设置有一与第二天线辐射单元(52)位置对应的第二天线馈电点(12)。
6.如权利要求3或5所述的耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线，其特征在于，所述隔离墙(30)波形走线，其两端分别连接到PCB线路区(10)。
7.如权利要求6所述的耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线，其特征在于，所述隔离墙(30)为方波走线、正弦波走线、蛇形走线或三角波走线。
8.如权利要求7所述的耦合寄生低剖面高隔离度MIMO天线，其特征在于，所述PCB线路区(10)为矩形，所述第一天线(40)和第二天线(50)分别位于该矩形的两相邻边上，所述隔离墙(30)位于所述两相邻边的交汇处。
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