CN212011274U - 一种具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，包括基底，基底上设有天线金属层，天线金属层的侧边开有一个矩形切口Ⅰ，切口Ⅰ内设置金属贴片Ⅰ、金属贴片Ⅱ，金属贴片Ⅰ一端连接天线金属层，金属贴片Ⅰ另一端连接金属贴片Ⅱ，天线金属层上位于切口一侧开设阶梯形切口Ⅱ，天线金属层、金属贴片Ⅰ、金属贴片Ⅱ、切口Ⅱ形成天线单元。本实用新型设置天线单元，并在金属贴片Ⅱ和天线金属层之间进行馈电，从而在不同端口激发出所需的特征模式，可以在很宽的频率范围内激发多个特征模式，从而展宽天线阻抗带宽和提高天线的隔离度；引入阶梯型切口Ⅱ来进一步提高天线的隔离度，并改善天线的辐射特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天线，特别涉及一种具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线。
背景技术
目前，UWB-MIMO（超宽带多入多出）天线研制需要解决两个关键问题：展宽带宽和提高隔离度，尤其是降低天线单元之间的互耦，提高天线隔离度。为了达到这个目的，现有带宽展宽技术主要采用各种几何形状单极子辐射体和缺省地平面结构；现有去耦技术主要采用分离地平面、几何正交布局、并排布局、中和线、导体枝节、电磁带隙（EBG）结构、去耦网络、加载元件和加载超材料等。现有去耦技术仅针对于某一频段的去耦，在特定的窄频段产生隔离，特别是在较低频段去耦效果难以满足应用要求，在实际的超宽带（UWB）天线单元去耦中存在不足；增加附加去耦结构、复杂去耦网络等技术，天线制作复杂度和成本均增加；此外，采用传统的去耦结构或方法，天线的辐射性能变差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低、工作可靠的具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线。
本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，包括基底、天线金属层、金属贴片Ⅰ、金属贴片Ⅱ，所述基底上设有天线金属层，天线金属层为辐射体和地平面共享的单层结构，所述天线金属层的侧边开有一个矩形切口Ⅰ，切口Ⅰ内设置金属贴片Ⅰ、金属贴片Ⅱ，金属贴片Ⅰ一端连接天线金属层，金属贴片Ⅰ另一端连接金属贴片Ⅱ，天线金属层上位于切口一侧开设阶梯形切口Ⅱ，天线金属层、金属贴片Ⅰ、金属贴片Ⅱ、切口Ⅱ形成天线单元。
上述具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，所述金属贴片Ⅰ呈L形，金属贴片Ⅰ竖边连接天线金属层，金属贴片Ⅰ横边呈阶梯状。
上述具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，所述金属贴片Ⅱ呈L形，金属贴片Ⅱ竖边连接金属贴片Ⅰ横边尾部，金属贴片Ⅱ外侧拐角处进行切角且开有矩形切口Ⅲ。
上述具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，所述天线单元馈电位置设置为金属贴片Ⅱ和天线金属层之间。
上述具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，所述天线单元对边对称布置从而构成二端口超宽带多入多出天线。
上述具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，所述天线单元四边对称布置从而构成四端口超宽带多入多出天线。
上述具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，所述天线金属层为矩形或方形金属铜质贴片。
上述具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，所述基底材料采用玻璃纤维环氧树脂FR-4或罗杰斯Rogers3003。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的天线金属层、金属贴片Ⅰ、金属贴片Ⅱ、切口Ⅱ形成天线单元，并在金属贴片Ⅱ和天线金属层之间进行馈电，从而在不同端口激发出所需的特征模式，可以在很宽的频率范围内激发多个特征模式，从而展宽天线阻抗带宽和提高天线的隔离度；引入阶梯型切口Ⅱ来进一步提高天线的隔离度，并改善天线的辐射特性。特别地，进一步通过引入切角和切口技术，改进双L型反馈环结构，能够解决天线工作于低频段（2.0-4.0GHz）时的高互耦性问题。
附图说明
图1为本实用新型的二端口配置天线几何结构主视图。
图2为本实用新型的四端口配置天线几何结构主视图。
图3为天线几何结构的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
一种具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，包括基底2、天线金属层1、金属贴片Ⅰ3、金属贴片Ⅱ4，基底2材料采用玻璃纤维环氧树脂FR-4或罗杰斯Rogers3003，所述基底2上设有天线金属层1，天线金属层1为矩形或方形金属铜质贴片，天线金属层1为辐射体和地平面共享的单层结构，所述天线金属层1的侧边开有一个矩形切口Ⅰ，切口Ⅰ内设置金属贴片Ⅰ3、金属贴片Ⅱ4，金属贴片Ⅰ3一端连接天线金属层1，金属贴片Ⅰ3另一端连接金属贴片Ⅱ4，天线金属层1上位于切口一侧开设阶梯形切口Ⅱ6，天线金属层1、金属贴片Ⅰ3、金属贴片Ⅱ4、切口Ⅱ6形成天线单元。
所述金属贴片Ⅰ3呈L形，金属贴片Ⅰ3竖边连接天线金属层1，金属贴片Ⅰ3横边呈阶梯状。
所述金属贴片Ⅱ4呈L形，金属贴片Ⅱ4竖边连接金属贴片Ⅰ3横边尾部，金属贴片Ⅱ4外侧拐角处进行切角且开有矩形切口Ⅲ。
所述天线单元馈电位置5设置为金属贴片Ⅱ4和天线金属层1之间。
所述天线单元对边对称布置从而构成二端口超宽带多入多出天线，如图1所示。
所述天线单元四边对称布置从而构成四端口超宽带多入多出天线，如图2所示。
天线制作时，将金属铜层印刷在基底2材料上，天线单元端口通过50欧姆标准同轴电缆进行馈电连接。
本实用新型的天线金属层、金属贴片Ⅰ、金属贴片Ⅱ、切口Ⅱ形成天线单元，并在金属贴片Ⅱ和天线金属层之间进行馈电。通过对天线任意一个端口进行激励，都可以激发出5个最相关的特征模式mode-1 ~ mode-5。并且，这5个模式分别在频率为3.0GHz、3.4GHz、5.5GHz、6.0GHz和10.2GHz左右处产生谐振。因此，该天线结构可以在很宽的频率范围内激发多个特征模式，从而展宽天线阻抗带宽和提高天线的隔离度；引入阶梯型切口Ⅱ来进一步提高天线的隔离度，并改善天线的辐射特性。特别地，进一步通过引入切角和切口技术，改进双L型反馈环结构，能够解决天线工作于低频段（2.0-4.0GHz）时的高互耦性问题。
Claims (8)
1.一种具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，其特征在于：包括基底、天线金属层、金属贴片Ⅰ、金属贴片Ⅱ，所述基底上设有天线金属层，天线金属层为辐射体和地平面共享的单层结构，所述天线金属层的侧边开有一个矩形切口Ⅰ，切口Ⅰ内设置金属贴片Ⅰ、金属贴片Ⅱ，金属贴片Ⅰ一端连接天线金属层，金属贴片Ⅰ另一端连接金属贴片Ⅱ，天线金属层上位于切口一侧开设阶梯形切口Ⅱ，天线金属层、金属贴片Ⅰ、金属贴片Ⅱ、切口Ⅱ形成天线单元。
2.根据权利要求1所述的具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，其特征在于：所述金属贴片Ⅰ呈L形，金属贴片Ⅰ竖边连接天线金属层，金属贴片Ⅰ横边呈阶梯状。
3.根据权利要求2所述的具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，其特征在于：所述金属贴片Ⅱ呈L形，金属贴片Ⅱ竖边连接金属贴片Ⅰ横边尾部，金属贴片Ⅱ外侧拐角处进行切角且开有矩形切口Ⅲ。
4.根据权利要求1所述的具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，其特征在于：所述天线单元馈电位置设置为金属贴片Ⅱ和天线金属层之间。
5.根据权利要求1所述的具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，其特征在于：所述天线单元对边对称布置从而构成二端口超宽带多入多出天线。
6.根据权利要求1所述的具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，其特征在于：所述天线单元四边对称布置从而构成四端口超宽带多入多出天线。
7.根据权利要求1所述的具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，其特征在于：所述天线金属层为矩形或方形金属铜质贴片。
8.根据权利要求1所述的具有辐射体地平面共享结构的超宽带多入多出天线，其特征在于：所述基底材料采用玻璃纤维环氧树脂FR-4或罗杰斯Rogers3003。
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