[发明专利]一种超宽带MIMO天线

说明书

本发明提供一种超宽带MIMO天线，包括四个结构相同的天线阵元，且各个阵元单独馈电；相邻阵元位置互相垂直，并通过矩形槽缝进行隔开，且所述矩形槽的末端在MIMO天线中心位置电气连接，其中，每个天线阵元包括接地板、馈电单元和寄生贴片，并分别印制在天线介质板表面，其中的接地板上还截去一椭圆形区域，馈电单元以椭圆形和矩形并挖去椭圆形区域作为天线的馈电部分，以上方式耦合作用，一方面，单元之间获得了高隔离度，另一方面，天线在获得超宽带特性的同时，具有小型化和结构紧凑等优势。

技术领域

本发明属于电子行业超宽带技术领域，具体涉及一种超宽带多入多出 (MIMO)天线。

背景技术

超宽带技术通常采用无载频脉冲体制，通过超宽带的特性来获得丰富的频谱信息。在穿墙成像、探地雷达、超宽带通信等领域，超宽带技术有广泛的应用。穿墙成像雷达具有快速高效、非侵入式检测等特点，超宽带通信具有容量大、速率高、安全系数高等优点。近几十年，随着电子器件的飞速发展，超宽带技术在国民经济、市政建设中也获得了广泛的应用。

天线作为收发信机的前端传感器，起着能量辐射与收集的作用。在超宽带技术中，天线需要具有大带宽，才能够将具有宽频谱特性的信号无失真地发射出去。同时，对于多通道雷达，需要天线单元间具有较低的耦合。MIMO天线在超宽带通信中受到了较多关注，一方面MIMO系统能够获得多通道的回波信息，同时具有灵活的工作方式，能够覆盖较大的区域；另一方面，MIMO系统能够获得多极化信息，有利于探测目标的判定。目前，为了便于天线与雷达收发信机接口的匹配，通常采用不衡型馈电方式，将阻抗变换部分与天线辐射臂集成在一起。因此，MIMO超宽带天线采用单极子形式较多，基于此类形式的 MIMO超宽带天线，存在隔离度不够或者尺寸不够紧凑等问题，严重影响了超宽带领域MIMO天线在MIMO雷达系统或无线通信领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超宽带MIMO天线。

本发明的技术解决方案：一种超宽带MIMO天线，包括四个结构相同的天线阵元，且各个阵元单独馈电；相邻阵元位置互相垂直，并通过矩形槽缝进行隔开，且所述矩形槽的末端在MIMO天线中心位置电气连接，其中，每个天线阵元包括接地板、馈电单元和寄生贴片，并分别印制在天线介质板表面。

进一步的，所述的馈电单元处焊接有射频转换接头。

进一步的，所述的MIMO天线四个阵元尺寸均相等，接地板和寄生贴片均印制于天线介质板的同一侧表面，馈电单元均印制于天线介质板的另一侧表面。

进一步的，所述的接地板为矩形金属片，该金属片可以为铜、铁或金等材料。

进一步的，所述的接地板上截去一椭圆形区域，与馈电单元形成电磁耦合，提升辐射效果。

进一步的，优选在接地板的中心截去一椭圆形区域。

进一步的，所述的馈电单元由椭圆形金属片和矩形金属片构成，所述矩形金属片一端和射频转换接头焊接，另一端与所述椭圆形金属片电气连接且两者共中心线；所述的椭圆形金属片投影到上述接地板中截去的椭圆形区域所在的平面，且投影与所述的椭圆形区域相切，优选两者共中心线；所述的矩形金属片投影到上述截去椭圆形区域的接地板所在的平面。

优选的，所述的椭圆形金属片上还截去一椭圆形区域，该椭圆形区域与矩形金属片共中心线，其长半轴垂直，且该椭圆形区域的中心到椭圆形金属片和矩形金属片连接处的距离大于所述椭圆形区域的短半轴。

进一步的，所述的寄生贴片位于所述接地板截去的椭圆形区域中，并投影到馈电单元中椭圆形金属片所在的平面，且投影与馈电单元中截去的椭圆形区域相切。

进一步的，所述寄生贴片的尺寸小于所述椭圆形金属片，所述寄生贴片的材质与所述接地板材质相同。