[发明专利]一种基于地板辐射模式的多频段MIMO终端天线

说明书

本发明公开一种基于地板辐射模式的多频段MIMO终端天线。本发明天线包括介质基板、金属地以及多个天线单元；介质基板的边缘设置多个天线单元，其他铺设金属地；相邻天线单元镜像对称设置，天线由同轴馈线进行馈电；天线单元包括由馈电口延伸出的第一辐射金属带、第二辐射金属带；第二辐射金属带嵌套在第一辐射金属带内；第一、二辐射金属带的辐射枝节根部分别通过电容C1、C2与金属地相连。本发明利用金属带的嵌套结构来实现地板天线的多频段模式以及提高天线的空间利用率，同时将电容器并联在多层嵌套结构和金属地之间，来增加天线电长度，减少天线的物理尺寸。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，提出了一种基于地面辐射模式，应用在WLAN频段以及未来5G通信频段的多频段MIMO终端天线。

背景技术

随着无线通信技术的发展，无线通信对于天线的要求越来越高。大部分天线的辐射性能跟尺寸有着密切关系。尺寸越大，整体性能越好。但如今终端设备所集成的功能越来越多，设备的空间越来越紧凑，导致天线的尺寸也越来越小。由于天线的阻抗带宽和物理尺寸密切相关。因此，在天线的尺寸与其辐射性能之间的做出最佳选择是主要的挑战。

地板辐射天线(Ground Radiation Antenna)的尺寸小，这种新的天线(所谓的“地面辐射天线”)是将地平面有效地用作高频应用(WiFi和蓝牙频带)的辐射器。这种天线辐射原理是通过激励，在环状结构和电容以及地面边缘之间形成谐振，由于地面也参与辐射，能量损耗大大减少，天线性能进一步提升(O.Cho,H.Choi,and H.Kim,‘Loop-type groundantenna usingcapacitor,’Electronic Letters,Vol.47,No.1,pp.11-12,Jan.2011)。而且由于地面的辐射，天线的具有很好的全向性、高增益以及稳定的结构等优势，在终端无线通信中具有很大的潜力。

近来对于地板辐射天线的研究多应用于WiFi通信、蓝牙通信以及可穿戴设备等近距离通信，频段都比较单一(L.Qu,H.Piao,Y.Qu,H-Hoon.Kim and H.Kim,Circularlypolarised MIMO ground radiationantennas for wearable devices,ElectronicsLetters,Vol.54,No.4,pp.189–190,Feb.2018)。由于金属地对于地板辐射天线的谐振具有较大的影响，在进行多频段设计时，要避免这种影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种基于地板辐射模式的多频段小型MIMO终端天线。

本发明天线采用地板辐射天线(Ground Radiation Antenna)的结构，包括介质基板、金属地以及多个天线单元；

所述的介质基板的边缘设置多个天线单元，其他铺设金属地；相邻天线单元镜像对称设置，天线由同轴馈线进行馈电。

所述的天线单元包括由馈电口延伸出的第一辐射金属带、第二辐射金属带；第一辐射金属带为垂直翻转后的“凵”结构，第二辐射金属带为呈开口矩形结构，开口朝向相同，且第二辐射金属带嵌套在第一辐射金属带内；第一、二辐射金属带的辐射枝节根部分别通过电容C1、C2与金属地相连。

第一辐射金属带与金属地之间的间距大于第二辐射金属带与金属地之间的间距，即g1大于g2。

第一辐射金属带的辐射枝节上设有短路点，使得第一辐射金属带与金属地形成环路结构。

所述的电容C1、C2容值可调，用以实现阻抗匹配以及谐振点的微调；

所述的第一辐射金属带的LT2长度可调(但需要满足上述条件：g1大于g2)，可以实现低频(2.5GHz左右)谐振点的调整；同理，第二辐射金属带中LT5、LT6和LT7也可调，可以实现高频(3.5GHz左右)谐振点的调整。