[发明专利]一种利用共面波导馈电的四元UWB-MIMO天线

说明书

一种利用共面波导馈电的四元UWB‑MIMO天线，涉及UWO‑MIMO天线。设有介质基板，所述介质基板为正方形介质基板，在介质基板上表面设有4个天线单元，所述4个天线单元在介质基板上表面呈旋转对称排布，所述天线单元由金属辐射贴片和共面波导金属馈线组成，所述共面波导金属馈线与金属辐射贴片的下端连接，所述金属辐射贴片为倒置正五边形结构，金属辐射贴片的中心位置设有腐蚀的倒凸形槽状开口谐振器，所述介质基板的下表面设有4根阶梯阻抗谐振枝节。此外天线在5.25～5.62GHz频段内产生很好的陷波特性，有效的避免了IEEE802.11a标准规定的5.25～5.35GHz的WLAN通信频段的干扰。

技术领域

本发明涉及UWO-MIMO天线，尤其是涉及一种利用共面波导馈电的四元UWO-MIMO天线。

背景技术

共面波导(CPW，Coplanar wave-guide)是一种与地板共面的传输线，CPW与传统微带线相比，有以下几个优点：第一，由于只有一层敷铜的介质基板，在加工制造方面相对容易；第二，馈电不需要在介质基板上过孔或绕线；第三，容易控制其特征阻抗，其主要由信号传输线的宽度和开槽的宽度之间比值所决定，可以根据特定的特征阻抗下，调整相应的尺寸大小，更利于有源或无源器件的小型化集成。

提高窄带MIMO天线的隔离度方法有很多，但对于UWB-MIMO却难有很好的方法。在天线的基板背面引入类似多模谐振器枝节是一种新的增强隔离度的方法，该方法既能达到提高隔离度的效果，同时减小了对辐射效率的影响，能够在多个频段或者整个超宽带工作频段内有效的整体提高其隔离度。

近年来，UWB-MIMO天线的研究与设计开始考虑其陷波特性，以避免与其它无线通信系统的干扰，从而更好的应用于UWB无线通信系统。文献(Srivastava G,Dwari S,Kanuijia B K.A compact 4×4 ultrawideband(UWB)band notched MIMO antenna[C]//Microwave and RF Conference(IMaRC),2014 IEEE International.IEEE,2014:198-200.)报道了一种4×4的超宽带MIMO天线，该天线辐射单元与馈线成90度弯曲，通过在辐射贴片上开1/2波长的开口谐振环实现WLAN频段范围的阻带效果。由于天线单元间距比较大，同时对相连的地板切去矩形块，使得天线单元间相互耦合度减小，提高了各端口间隔离度。最终该天线仿真结果工作带宽达2～11.8GHz，陷波频段范围4.7～5.9GHz，各端口间隔离度在-20dB以下。文献(Mao C X,Chu Q X.Compact coradiator UWB-MIMO antenna withdual polarization[J].Antennas and Propagation,IEEE Transactions on,2014,62(9):4474-4480.)报道了一款四单元的超宽带MIMO天线，该天线两个天线单元共用一个五边形的辐射贴片，为了避免端口间电流相互影响，在五边形贴片上切去一个T形槽，同时在其背面地板上加载一个箭头形状的金属枝节，与T形槽构成谐振器的效果，这样阻止了贴片上大部分电流流向另一端口，从而满足了MIMO系统对天线的隔离度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用共面波导馈电的四元UWB-MIMO天线。

本发明设有介质基板，所述介质基板为正方形介质基板，在介质基板上表面设有4个天线单元，所述4个天线单元在介质基板上表面呈旋转对称排布，所述天线单元由金属辐射贴片和共面波导(CPW)金属馈线组成，所述共面波导(CPW)金属馈线与金属辐射贴片的下端连接，所述金属辐射贴片为倒置正五边形结构，金属辐射贴片的中心位置设有腐蚀的倒凸形槽状开口谐振器，所述介质基板的下表面设有4根阶梯阻抗谐振枝节；所述共面波导(CPW)金属馈线的馈线两边是与馈线有对应渐进结构的等腰梯形状的金属地板。