[发明专利]二元平面倒F天线阵列

说明书

技术领域

本发明涉及一种二元平面倒F天线阵列。

背景技术

在MIMO(多天线输入，多天线输出)通讯中要求多副天线发射，同时多副天 线接收。所有的发射和接受天线都工作在相同的频率。为了保证较高的传输速 率，所有的天线要保证较小的耦合。同时MIMO通讯中要求移动终端小型化， 低成本。传统的提高天线间的隔离的方法一般是通过增大天线阵列单元间距或 将两个极化方式不同的天线放在一起。但无论是哪种方法，天线单元的中心间 距都比较大。且结构复杂，难以满足MIMO通讯的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种隔离度高、成本低，结构紧 凑，便于制作和集成的二元平面倒F天线阵列。

本发明的二元平面倒F天线阵列，包括PCB介质板，固定在PCB介质板上 的金属地板，金属地板具有通槽，两个平面倒F天线(PIFA)平行固定在通槽 的两侧，两个平面倒F天线的相邻内边分别与所在位置的槽边处于同一平面， 两个平面倒F天线的相邻内边与通槽共同构成一个λ/2槽天线。

本发明的有益效果在于：

二元平面倒F天线阵列利用两个平面倒F天线的相邻内边与通槽共同构成一 个λ/2槽天线，可以用来减弱两个PIFA间的耦合，在两PIFA间距小于λ/50的 情况下，在工作频带内实现-20dB以下的隔离，中心频率处-30dB以下的隔离。 本发明具有隔离度高、成本低，结构紧凑，便于制作和集成等优点。

附图说明

图1是本发明的二元平面倒F天线阵列的构成示意图，其中：(a)为主视 图，(b)为俯视图，(c)为侧视图；

图2是二元平面倒F天线阵列各输出端口的隔离特性示意图；

图3是二元平面倒F天线阵列各端口的回波损耗特性示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。

参照图1，本发明的二元平面倒F天线阵列，包括PCB介质板1，固定在 PCB介质板上的金属地板2，金属地板具有通槽3，两个平面倒F天线4平行 固定在通槽的两侧，两个平面倒F天线的相邻内边5分别与所在位置的槽边处 于同一平面，两个平面倒F天线的相邻内边5与通槽3共同构成一个λ/2槽天线。

工作时，利用两个平面倒F天线的相邻内边与通槽共同构成的λ/2槽天线， 可以减弱两个PIFA间的耦合，隔离最强处的频率f_ISO可表示成如下公式：

fISO=c2·(hPIFA+lPIFA+lSLOT)]]>

其中，h_PIFA、l_PIFA分别为PIFA的高和长，l_SLOT为地板上包含介质影响的 通槽的长度，c为自由空间光速。

二元平面倒F天线阵列设计实例：设计一个中心频率为2.44GHz，-6dB带 宽覆盖2.4-2.48GHz(WLAN)，隔离小于-20dB的二元PIFA阵列。该二元PIFA 阵列的绝对带宽为107.7MHz，相对带宽为4.4％。采用图1的结构来实现，其中 PCB介质的相对介电常数为4.7，结构中用于制作天线和地板的金属厚度为 0.4mm，金属地板的长L＝24mm，宽W＝41mm，PIFA单元的h_PIFA＝7mm， l_PIFA＝22mm，w_PIFA＝6mm，两个PIFA内边的距离为Ws＝1.8mm。采用上述参数设 计的二元PIFA阵列输出端口的隔离性能和回波损耗性能如图2和图3所示。