一种2.4/5.8GHz双频MIMO全向天线

摘要

本发明公开了一种2.4/5.8GHz双频MIMO全向天线，包括天线底盖、天线罩、顶盖组成的天线罩，一根金属棒纵向穿过天线的轴线，将天线底盖、天线罩、顶盖紧拉成一体，其特征在于，在壳体内不同频率的多块微带板交替均布于同一圆周上，单块微带板由介质基片、导带和地线构成，导带和地线对称地反置在介质基片的两面，导带和地线分别与同轴连接器的内外导体连接成一体。本发明突破了传统的全向天线单一频率的局限性，克服了传统的双频天线难加工、难调试、成本高等缺点，交替均布的微带板结构实现了多频段共处。同时在带宽、增益方面也超越了一般的全向天线；该发明采用平面PCB结构，工艺简单，利于批量化生产。

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信用全向天线，尤其是微带传输式2.4/5.8GHz双频MIMO全向天线。

背景技术

随着MIMO技术的出现，一种利用多个发射天线、多个接收天线进行高速数据传输的方法已经被提出，并成为未来无线通信技术发展的一种趋势。已经证明，具有M个发射天线以及P个接收天线的MIMO系统，在P≥M的情况下几乎可以使得信道容量提高到原来的M倍。从本质上来讲，如果每对发送接收天线之间的衰落是独立的，那么可以产生多个并行的子信道。如果在这些并行的子信道上传输不同的信息流，可以提供传输数据速率，这被称为空间复用。MIMO技术对于传统的单天线系统来说，能够大大提高频谱利用率，使得系统能在有限的空间和无线频带下传输更高速率的数据业务。为此克服了传统的双频天线难加工、难调试、成本高等缺点，实现了多频带的全向辐射从而设计出MIMO全向天线十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种加工简单、成本低，调试容易、效率高的空间分集式结构多频MIMO全向天线。

本发明通过以下的技术方案来实现上述目的：

本发明的2.4/5.8GHz双频MIMO全向天线，包括天线底盖、天线罩、顶盖组成的天线罩，一根金属棒纵向穿过天线的轴线，将天线底盖、天线罩、顶盖紧拉成一体，其特征在于，在壳体内不同频率的多块微带板交替均布于同一圆周上，构建成空间分集式结构，微带板上导带和地线对称地设置在介质基片的两面构成PCB式双面对称振子形式的天线单元振子，在同一板上形成辐射单元与馈电网络一体化，导带和地线分别与同轴连接器的内外导体连接成一体。

作为上述方案的进一步说明，所述壳体下设置有一个90°弯角金属板托架支撑。

在金属棒上端接有避雷针，下端接有地线。

所述天线罩(底盖、天线罩、顶盖)的直径为最长波长的1～2倍。

所述微带板上的导带和地线布线设计均为圆角式过渡。

本发明的优点在于：

1.本发明采用PCB式双面对称振子结构，电流在微带线上边传输边辐射，达到了平面振子横向辐射的效果。在同一板上形成辐射单元与馈电网络一体化。改变单元数目可实现不同的增益。

2.本发明不同频率的多块微带板交替均布于同一圆周上，构建成空间分集式结构，保证了相邻单元的信道独立性，从而实现全向辐射的特性。此关键结构使产品具有方向图不圆度小、损耗低、效率高的特点。

3.本发明带有避雷针，具有避雷效果。

4.整个天线由一个天线罩封装，达到防潮防腐的效果。

5.本发明体积小，重量轻，制作方便，成本低廉，并具有驻波比小等特点。

本发明结构新颖，保证天线在较宽的多频率范围内保持方向图基本不变。该天线具有效率高，性能稳定可靠，成本低等特点。同时在增益等方面也超越了一般的全向天线；该发明采用平面PCB结构，工艺简单，利于批量化生产。

附图说明

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

图1a-图1b所示为本发明实施例的基本单块微带板结构。

图2所示为天线内部安装俯视结构示意图。

图3所示为本发明实施例的外观结构示意图。

附图标记说明：导带1  地线2  介质基片3  微带板4  底板5  天线罩6  避雷针7  天线底盖8  顶盖9  金属板托架10  金属棒11。

具体实施方式

如图1a-图1b，本发明采用单元振子为PCB式双面对称振子结构，其中1所示的部分为顶层覆铜图案；2所示的部分为底层覆铜图案；3是介质基片。

参见图1a-图1b，本发明所示的单块微带天线可分成若干个振子单元，每个单元由顶层覆铜——导带1，底层覆铜——地线2和介质基片3构成，且顶层和底层的覆铜图案对称；单元振子为PCB式双面对称振子，在同一板上形成辐射单元与馈电网络一体化，改变单元数目可达到不同的增益。电流在微带线上边传输边辐射，达到了平面振子横向辐射的效果。其工作原理类似于偶极振子阵列结构；所述微带板上的导带和地线布线设计均为圆角式过渡，从而在传输线上来扩展频带宽度。

本发明PCB式双面对称振子单元结构是构造宽频带全向天线的基础，参见图2，不同频率的多块微带板4交替均布于底板5上的同一圆周上，构建成空间分集式结构，保证了相邻单元的信道独立性，从而实现全向辐射的特性。

参见图3，由天线底盖8、天线罩6、顶盖9组成的天线罩，一根金属棒11纵向穿过天线的轴线，将天线底盖8、天线罩6、顶盖9紧拉成一体。用一个天线罩将所有的微带板封装起来，缩小了体积。而且，金属棒11上端可接避雷针7，下端可接地线，从而天线具有避雷作用。天线罩6(底盖、天线罩、顶盖)的直径为最长波长的1～2倍。整个天线由一个天线罩6封装，达到防潮防腐的效果。天线罩设置有一个90°弯角金属板托架10用于支撑。

由上可见本发明突破了传统全向天线单一频率辐射的局限性，克服了传统的双频天线难加工、难调试、成本高等缺点，实现了多频带的全向辐射。其结构简单、体积小、成本低、可批量生产；损耗小、效率高、性能稳定可靠。

本发明实施例的主要技术指标为：

1.频率范围：2400～2500MHz；5150～5850MHz；

2.增益：6±0.5dBi；

3.水平面波瓣宽度：360°；

4.垂直面波瓣宽度：40°；

5.电压驻波比：≤1.5；

6.极化方式：垂直极化。

以上实施例是供理解本发明之用，并非是对本发明的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变型，所有这些等同的变化或变型，都应在本发明的保护范围之内。