[发明专利]一种宽带方向图分集贴片天线

说明书

一种宽带方向图分集贴片天线，包括圆形贴片、介质板、位于介质板一侧的共面波导、位于介质板另一侧的折叠微带线、圆形地板、馈电端口一、馈电端口二；介质板竖直放置于贴片与地板之间；共面波导的外导体与地板相连，内导体一端与贴片相连，另一端与馈电端口一相连；折叠微带线与馈电端口二相连；该天线可在较宽的频段内实现方向图分集；具有尺寸小、频带宽、隔离高、交叉极化小的优点，适用于以WLAN为代表的多种无线通信系统。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种宽带贴片天线，特别涉及一种宽带方向图分集贴片天线。

背景技术

角度分集是MIMO通信系统的重要技术手段之一。通过产生多个波束，并让这些波束指向不同的空间角度，角度分集天线能有效提高MIMO系统的信道容量。室内环境是人们日常生活中经常出现的场景。在这种场景下，由于墙壁的反射、物体的遮挡等，电磁波会出现直射、反射、散射等多种表现。因此，室内的多径效应明显，适合采用MIMO技术以抵抗干扰和提升无线传输速率。相比于空间分集和极化分集，角度分集的天线波束覆盖广，尤其适合室内这种电磁波反射较强、到达角分布广的场景。朝天顶辐射的方向图和上倾的水平全向方向图是实现角度分集的典型组合。在这种配置中，两种方向图形式互补，其中一种方向图的辐射较弱点是另一种方向图的辐射较强点。两者结合起来，可在较广的空间范围内保证较好的信号覆盖。

由于具有成本低、剖面低、易于加工等优点，贴片天线是产生朝天顶辐射方向图和水平全向方向图的主要天线形式。当从中心馈电贴片时，天线产生上倾的水平全向方向图；当从偏离中心位置馈电贴片时，天线产生朝天顶辐射的方向图。因此，只需要一个辐射贴片和两套独立的馈电网络，这种设计即可实现角度分集。然而，这种设计也存在一些有待改进的问题。第一是带宽比较窄。贴片天线的Q值较高，导致带宽较窄，不能满足4G通信等宽频带系统的需求。第二是馈电网络复杂。两套馈电网络都需要占用一定尺寸的电路，增加了天线的整体尺寸。尤其采用平衡馈电时，馈电网络的结构更复杂，天线的加工变得困难。因此，设计具有宽频带、小型馈电网络的角度分集贴片天线具有重要的意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种宽带方向图分集贴片天线，通过设计两套紧凑的馈电网络，可以在较宽的频段内提供两个具有角度分集的方向图，是一种适用于MIMO通信系统的宽频带的角度分集天线，具有尺寸小、频带宽、隔离高、交叉极化小的优点，适用于以WLAN为代表的多种无线通信系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种宽带方向图分集贴片天线，包括圆形贴片1，介质板2，共面波导3，折叠微带线5，圆形地板6，馈电端口一8，馈电端口二7，其中：

所述圆形贴片1与圆形地板6平行，且两者的圆心在同一条轴线上；

所述介质板2竖直设置于圆形贴片1与圆形地板6之间，且介质板2与圆形贴片1与圆形地板6均相交；

所述馈电端口一8和馈电端口二7均位于圆形地板6上；

所述共面波导3印刷于介质板2的一面，折叠微带线5印刷于介质板2的另一面；

所述共面波导3包括一块内导体4和两块外导体9，内导体4位于两块外导体9之间且与两侧的外导体9均具有一定距离，所述内导体4的一端与圆形贴片1竖直相连，另一端与馈电端口一8相连，所述外导体9的一端与圆形地板6竖直相连，与圆形贴片1具有一定距离；

所述折叠微带线5为L形结构，一端跨过共面波导3内外导体之间的两条槽，另一端与馈电端口二7相连。

所述共面波导3经过圆形地板6的圆心，且关于圆形地板6的圆心左右对称。

所述馈电端口一8位于圆形地板6的圆心。

所述馈电端口一8和馈电端口二7的接口形式为SMA接头，且两个端口通过在圆形地板6上刻蚀的两个孔来与SMA接头相连。