[发明专利]一种基于PEG结构的二元微带单极子天线

说明书

本发明公开了一种基于PEG结构的二元微带单极子天线，采用短介质基板，短介质基板上的单极子天线采用弯曲结构，以获得较长的天线长度以及更宽的匹配带宽；在天线背面接地平面的中间位置向上扩展形成PEG结构，PEG结构中开设U形槽，从而扩展耦合抑制带宽，增强耦合抑制效应，同时，在接地平面的左右边缘上各开设一个切槽，从而达到增加匹配和解耦带宽的目的。本发明结构在没有添加任何分立的元件（比如贴片电感、电容等），并且在没有添加过多微带线的情况下，实现了二端口的微带天线耦合抑制与匹配。

技术领域

本发明涉及无线通信多天线传输技术领域，尤其是涉及一种基于PEG结构的二元微带单极子天线。

背景技术

MIMO(Multiple-input and Multiple-output，多入多出)多天线传输技术是实现有限频带内数据高速传输的重要手段之一。现代5G等新一代移动通信系统，不论是对于基站侧还是移动终端等小型设备而言，皆需要在有限的装配面上配置数量众多的收发天线。不过，由于狭小的装配空间极大地限制了天线阵元之间的间距，故而在天线阵元之间将无可避免地引发强烈的电磁耦合效应，这将在天线阻抗匹配、辐射效率和天线分集等方面极大地降低系统原有设计性能，因此有必要研究简单而有效的多天线系统耦合抑制及匹配网络技术。

随着无线通信系统的日益小型化设计需求和天线技术自身的不断发展，越来越多的MIMO多天线传输系统采用小尺寸的微带天线来作为基站或移动终端的收发天线。如图1所示，以构建于PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)电路板上的二元单极子天线为例，给出了带有局部扩展接地平面(Partially Extended Ground，PEG)结构的紧凑型二元微带单极子耦合抑制阵列天线结构图，其中PEG结构是从接地平面的中间部位向上扩展出来一部分而实现的，天线结构图包括背面接地平面上的PEG结构、介质板上正面的微带电路和两根单极子天线。合理设计介质板背面的PEG结构，就能获得较好的阵元耦合及网络匹配抑制效果；与传统电路层级的耦合抑制网络相比，PEG耦合抑制结构不论是结构尺寸还是微带电路制作上，都有无可比拟的优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于PEG结构的二元微带单极子天线，基于PEG结构进行二元微带单极子天线阵列的耦合抑制匹配网络的电路设计，从而实现宽匹配和宽解耦带宽的目的。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于PEG结构的二元微带单极子天线，所述二元微带单极子天线采用短介质基板；

所述天线正面中短介质基板上的两根单极子天线为弯曲结构；

所述天线背面接地平面的中间位置向上扩展形成PEG结构；所述PEG结构中开设U形槽；

所述接地平面的左右边缘上各开设一个切槽。

进一步的，所述二元微带单极子天线采用金属铜作为短介质基板。

进一步的，所述短介质基板的尺寸为25mm×35mm。

进一步的，所述弯曲结构的形成方式为：两根单极子天线先向中心弯曲90度，弯曲长度为4.9mm，再向上进行弯曲，最后在弯曲部位切去一个直角边为2.5mm的等腰直角三角形。

进一步的，所述U形槽的大小、位置和宽度根据所需求的天线反射性能参数通过HFSS仿真调整确定。

进一步的，所述两根单极子天线的宽度设置为0.032工作波长，单极子天线长度设置为0.45工作波长，两根单极子天线间距设置为0.208工作波长。

进一步的，所述切槽的尺寸根据所需求的天线反射性能参数通过HFSS仿真调整确定。

本发明的有益效果为：