公开/公告号CN105470636A
专利类型发明专利
公开/公告日2016-04-06
原文格式PDF
申请/专利权人 福建省汇创新高电子科技有限公司;
申请/专利号CN201511023679.7
申请日2015-12-30
分类号
代理机构北京联瑞联丰知识产权代理事务所(普通合伙);
代理人曾少丽
地址 364400 福建省龙岩市漳平市登榜工业区汇创科技园
入库时间 2023-12-18 15:24:54
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2018-09-07
授权
授权
2016-05-04
实质审查的生效 IPC(主分类):H01Q1/36 申请日:20151230
实质审查的生效
2016-04-06
公开
公开
技术领域
本发明涉及天线技术领域,尤其是应用于WLAN双频高隔离度MIMO定向 天线。
背景技术
无线局域网(WLAN)天线是无线局域网通信系统的关键部件之一,它的性能 对无线通信的质量和距离影响很大。近年来,无线局域网技术虽然发展迅速, 但其性能和速度与人们的期望需求还有一定差距,如何进一步提升无线局域网 的性能和容量日益显得重要。新一代的无线局域网标准采用MIMO技术作为其 核心技术,以此进一步提升WLAN的吞吐量、传输距离和可靠性。
虽然MIMO技术已在WLAN系统中得到了应用,但迄今为止,WLAN网 络仍未实现大规模覆盖的一个重要因素就是天线问题。由于受到接收机或发射 机尺寸及结构的限制,往往需要在有限的空间内尽可能多的布置天线单元,且 天线单元的设计、天线单元的数目、阵列的结构、阵列的放置方式等因素均会 直接影响到信道的空间相关性。
发明内容
本发明提出了应用于WLAN双频高隔离度MIMO定向天线,满足WLAN 天线的双频带、效率高、体积小的要求。
本发明的技术方案是这样实现的:
应用于WLAN双频高隔离度MIMO定向天线,包括接地板和天线单元,所述 天线单元设有接地引脚、馈电引脚、第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片, 其中:
所述第一辐射片、第二辐射片位于同一平面,所述第一辐射片和第二辐射 片均通过弯折部与所述第三辐射片连接,形成错层结构;
所述第一辐射片和第二辐射片与所述接地板之间形成第一空气层,所述第 三辐射片与所述接地板之间形成第二空气层,所述第二空气层的高度大于所述 第一空气层的高度;
所述第一辐射片和第二辐射片之间设有开槽;
所述接地引脚与所述接地板垂直,上端与所述第一辐射片连接,下端与所 述接地板连接,形成接地点;
所述馈电引脚与所述接地板垂直,上端与所述第三辐射片连接,下端与所 述接地板连接,形成馈电点,所述馈电点处连接有短路探针。
作为优选,所述短路探针为铜线,直径为0.5~1mm,长度为10~20mm。
作为优选,所述第二辐射片的宽度大于所述第一辐射片,且所述第二辐射 片进行切角处理,切除第二辐射片外侧的一个角。
作为优选,所述第一辐射片和第二辐射片的尺寸用于控制第一频率范围, 所述第三辐射片的尺寸用于控制第二频率范围,所述第二辐射片切角的尺寸用 于调整天线单元的输入阻抗。
作为优选,所述第一频率范围为2.4~2.5GHz,所述第二频率范围为 5.15~5.85GHz。
作为优选,所述开槽的宽度为1mm~2mm。
作为优选,还包括天线底座,所述天线底座正面的两端均设有斜台,所述 接地板(1)固定在所述斜台上。
作为优选,两个所述斜台的倾斜角度为25°~45°,对称设置在所述天线底 座的两端,两个所述接地板呈部分相对设置。
作为优选,所述天线底座的背面设有反射板和接线柱,所述反射板通过短 路探针与所述接地板连接。
作为优选,所述反射板与所述天线底座为尺寸相同的长方形结构。
本发明通过提供应用于WLAN双频高隔离度MIMO定向天线,其有益效果 在于:
(1)天线单元的第一辐射片和第二辐射片之间设有一定宽度的开槽,且第二 辐射片进行切角处理,可有效调节输入阻抗;
(2)第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片之间采用错层结构,第一辐射片 和第二辐射片满足2.4-2.5GHz的频率范围,第三辐射片满足5.15-5.85GHz的频 率范围,使天线具备双频特性,且第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片之间 采用错层结构,可有效降低谐振频率,减小天线尺寸;
(3)天线单元设置在倾斜的斜台上,且天线单元通过短路探针与反射板短接, 可有效提天线端口的隔离度,减少天线方向图后瓣,不管天线应用在木质材料 还是金属材料环境中,均适合吸顶安装。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付 出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明WLAN双频高隔离度MIMO定向天线的主视图;
图2为本发明WLAN双频高隔离度MIMO定向天线的俯视图;
图3为本发明WLAN双频高隔离度MIMO定向天线的仰视图;
图4为图1中天线单元2的结构示意图;
图5为天线单元反射系数(S11)随频率变化曲线图;
图6为两天线单元端口间隔离度(S12)随频率变化曲线图。
图中:1-接地板;2-天线单元;21-接地引脚;22-馈电引脚;23-第一辐射片; 24-第二辐射片;25-第三辐射片;26-弯折部;27-开槽;3-第一空气层;4-第二 空气层;5-短路探针;6-天线底座;7-斜台;8-反射板;9-接线柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3和图4所示的WLAN双频高隔离度MIMO定向天线, 包括PCB接地板1和天线单元2,天线单元设有接地引脚、馈电引脚、第一辐 射片、第二辐射片和第三辐射片,其中,第一辐射片、第二辐射片位于同一平 面,第一辐射片和第二辐射片均通过弯折部与第三辐射片连接,形成错层结构, 错层结构有益于实现阻抗匹配和宽频带。第一辐射片和第二辐射片与所述接地 板之间形成第一空气层,第三辐射片与所述接地板之间形成第二空气层,第二 空气层的高度大于第一空气层的高度,避免电磁波通过介质产生损耗。第一辐 射片和第二辐射片之间设有开槽,接地引脚与接地板垂直,上端与第一辐射片 连接,下端与接地板连接,形成接地点,馈电引脚与接地板垂直,上端与第三 辐射片连接,下端与接地板连接,形成馈电点,馈电点处连接有短路探针,第 二辐射片的宽度大于第一辐射片,且第二辐射片进行切角处理,切除第二辐射 片外侧的一个角。
本发明实施例提供的应用于WLAN双频高隔离度MIMO定向天线,包括两个 天线单元,两个天线单元垂直设置在天线底座两端的斜台上,天线底座的背面 设有反射板和接线柱,反射板通过短路探针与接地板连接。
以两个天线垂直设置在斜台上为例进行分析,利用安捷伦矢量网络分析仪 E5071C测试回波损耗和隔离度,待测天线平稳地摆放在非导电且介电常数很小 的材料上或者悬空测试。
两个天线单元完全相同,给出其中一个天线单元的反射系数曲线图,图5 为本发明的MIMO天线其中一个天线单元的反射系数波形图,在反射系数为 -10dB时,天线带宽为2395MHz~2507MHz和5142MHz~5862MHz,反射系数满 足指标,天线可覆盖现有网络的频带。
本发明的MIMO天线的两个天线单元的隔离度波形图如图6所示,通常以隔 离度≤-25dB作为指标,相当于0.30%的功率耦合到相关天线端口,而本发明的 实施例,2.4G~2.5G频段天线两端口间的隔离度均能稳定保持在-40dB以下, 5.15-5.85GHz频段天线两端口间的隔离度均能稳定保持在-30dB以下,相关端口 的功率耦合可以忽略不计。
本发明实施例提供的天线,应用在2.4-2.5GHz和5.15-5.85GHz的频率范围, 使天线具备双频特性,且在两个频带均实现较好的隔离度指标,有效提供MIMO 天线的系统容量,减小天线尺寸。
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、改进等,均应包含在本发 明的保护范围之内。
机译: 双频WLAN MIMO高隔离度天线结构
机译: 高隔离度的双频缝MIMO天线
机译: 双频WLAN MIMO高隔离天线结构