[发明专利]频率可重构的双频缝隙MIMO天线

说明书

技术领域

本发明涉及射频微波通信技术领域，尤其涉及一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线。

背景技术

中和线虽然已经广泛应用于MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)天线设计，以提高天线端口间的隔离度，但是绝大多数中和线都是应用于单极子结构，即通过中和线连接单极子结构的辐射体或者馈电线来提高天线端口间的隔离度。然而，当天线馈电结构为共面波导(CPW)馈电线时，这种连接两个馈电线的中和线设计方法会大大增加天线匹配难度，因此实用性很低。天线结构加工过程中存在一定的公差，为了提高该结构对天线加工误差的适应性，确保天线在工作频段内均能保持一个较高的隔离度及频率的可调节性，有必要提出一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线。

发明内容

本发明的主要目的提供一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线，旨在提高双频缝隙MIMO天线的隔离度以及实现天线频率的可调节性。

为实现上述目的，本发明提供了一种频率可重构的双频缝隙MIMO天线，刻蚀在介质基板的上表面，其特征在于，所述频率可重构的双频缝隙MIMO天线包括两个天线辐射体，两个天线辐射体的底部相互连接且内侧边缘之间形成一个夹角，两个天线辐射体关于该天线的中心轴线左右对称，两个天线辐射体的内侧边缘通过一根中和线连接，两个天线辐射体覆盖的介质基板的上表面敷设有金属层作为金属射频地，其中：所述中和线连接有一个集总电容C，该集总电容C连接至一个金属块上；每一个天线辐射体由一个多模缝隙谐振器和一个T形结构的共面波导馈线组成，该多模缝隙谐振器由一个折叠缝隙谐振器和一个共面波导阶梯阻抗谐振器组成，该共面波导阶梯阻抗谐振器与金属射频地连接，并通过共面波导馈线给多模缝隙谐振器馈电。

优选的，所述集总电容C的一端连接至所述中和线的中心位置处，所述集总电容C的另一端连接至所述金属块上。

优选的，所述中和线为金属铜线，所述金属块为金属铜片。

优选的，所述两个天线辐射体中的多模缝隙谐振器之间的最小距离为D₃＝3.0mm。

优选的，所述共面波导阶梯阻抗谐振器为由所述折叠缝隙谐振器包围住的介质基板上的金属层，且通过一个宽度为S₁的金属线与金属射频地连接。

优选的，其特征在于，所述折叠缝隙谐振器由一根第一槽线、两根第二槽线、两根第三槽线、两根第四槽线以及两根第五槽线组成，所述两根第二槽线的一端各自垂直连接在第一槽线的两端形成直角U型结构，其中一根第三槽线的一端和其中一根第五槽线的一端各自垂直连接在其中一根第四槽线的两端形成一个准直角U型结构，其中另一根第三槽线的一端和其中另一根第五槽线的一端各自垂直连接在其中另一根第四槽线的两端形成一个准直角U型结构，两根第三槽线的另一端垂直连接在两根第二槽线的另一端。

优选的，所述折叠缝隙谐振器的两根第四槽线位于两根第二槽线之间且相互平行，两根第四槽线相互靠近且通过金属线隔开，第一槽线、第三槽线和第五槽线相互平行且通过部分介质基板隔开形成共面波导阶梯阻抗谐振器。

优选的，所述折叠缝隙谐振器的第一槽线的中部位置向下垂直方向开设有第六槽线，该第六槽线的一端连通至第一槽线的中部位置，第六槽线的另一端向下延伸并连接至介质基板的一条长边缘。

优选的，所述共面波导馈线包括第一馈线和第二馈线，所述第二馈线的一端垂直连接至第一馈线的中部位置形成T形结构，所述第一馈线内置于所述缝隙谐振器的第一槽线中且使第一馈线与第一槽线下边框之间的间隔为d₁的位置处，所述第二馈线内置于第六槽线且使第二馈线两侧的镂空缝隙均为d₀的中央位置处，使T形结构的共面波导馈线给多模缝隙谐振器馈电。

优选的，所述两根第四槽线之间的内侧间距为S₀，两根第四槽线之间的外侧间距等于金属线的宽度。

相较于现有技术，本发明所述频率可重构的双频缝隙MIMO天线采用中和线连接双频缝隙天线中两个天线辐射体，从而在第一工作频率形成了一个传输零点，提高了双频缝隙MIMO天线两个端口(端口P1和端口P2)之间的隔离度。中和线的中心位置处连接一个集总电容C，该传输零点的频率可以通过调节集总电容C的电容值来调谐，从而实现天线频率的可重构性。本发明所述频率可重构的双频缝隙MIMO天线的结构简单，实用性高，隔离度高，并且可实现天线频率的可重构性。

附图说明