[发明专利]一种基于多共模差模的紧凑型宽频带MIMO天线

说明书

一种基于多共模差模的紧凑型宽频带MIMO天线，包括介质基板、系统地板、介质边框和天线对；系统地板印刷于介质基板的上表面；介质边框垂直设置于介质基板上，且与系统地板隔离，介质边框有多个，关于介质基板中心对称；每个天线对包含两个天线单元，分别为印刷于介质边框内侧的T形单极子天线和印刷于介质边框外侧的环天线，T形单极子天线的竖直部分投影于环天线的竖直对称线上，水平部分投影于环天线的范围内；每个天线对包含端口a和端口b，端口a位于介质基板上，与T形单极子天线相连，端口b位于环天线上，其中端口a激励共模模式，端口b激励差模模式。本发明天线对具有高隔离、宽频带、小尺寸、结构紧凑等优点。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及天线设计，特别涉及一种基于多共模差模的紧凑型宽频带MIMO天线。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，可穿戴设备因其轻巧便携，同时具有足够强的使用黏性和功能实用性等优点逐渐受到越来越多的关注，智能手表是最受欢迎的可穿戴产品之一。近年来MIMO技术因其具有提高通信系统的吞吐量、传送距离和频谱利用率等优点被广泛应用于终端天线的设计中，同时对于多频段的MIMO手表天线的研究也在逐渐增加。但是在空间十分有限的可穿戴设备中，天线数量增多会使得天线之间距离减小从而导致MIMO天线单元之间产生强烈的互耦现象，影响天线性能。因此在增加天线数量的同时保证天线良好的MIMO性能是智能手表天线设计的难点之一。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提出了一种基于多共模差模的紧凑型宽频带MIMO天线，以解决现有可穿戴设备空间与MIMO天线性能难以兼顾的问题。通过激励天线对内的共模模式和差模模式实现天线对内端口之间的高隔离；同时添加寄生枝节提高天线带宽，天线对内寄生枝节加载分别引入的多个共模与差模之间仍然具有正交性。因此本发明所提出的紧凑型MIMO天线在紧张的空间中集成了多个天线单元，在具有较宽工作频带的同时，依然保证了良好的带内隔离。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于多共模差模的紧凑型宽频带MIMO天线，包括介质基板、系统地板、介质边框和天线对；通过多共模差模实现天线之间的高隔离。

所述系统地板印刷于介质基板的上表面；所述介质边框垂直设置于介质基板上，且与系统地板隔离，所述介质边框有多个，关于介质基板中心对称，每个介质边框上设置一个天线对；

每个天线对包含两个天线单元，分别为印刷于介质边框内侧的T形单极子天线和印刷于介质边框外侧的环天线，所述T形单极子天线的竖直部分投影于环天线的竖直对称线上；

每个天线对包含端口a和端口b，端口a位于介质基板上，与T形单极子天线相连，端口b位于环天线上，其中端口a激励共模模式，端口b激励差模模式。

在一个实施例中，所述介质基板为矩形，所述介质边框有四个，依次相邻，环绕设置在介质基板的边缘。

在一个实施例中，所述系统地板的印刷面积小于介质基板的上表面面积。

在一个实施例中，在介质边框外侧位于环天线下方有一个水平的长条寄生枝节，在介质基板上有两个L形的对称接地寄生枝节；两个对称接地寄生枝节关于T形单极子天线的竖直部分对称，对称接地寄生枝节的第一臂与长条寄生枝节平行，且与系统地板具有间距，第一臂在靠近T形单极子天线竖直部分的一端与对称接地寄生枝节的第二臂的一端连接，对称接地寄生枝节的第二臂的另一端连接系统地板；所述长条寄生枝节关于T形单极子天线的竖直部分的投影对称，所述端口a和端口b均投影于T形单极子天线的竖直部分。

在一个实施例中，T形单极子天线在3.52GHz处谐振，T形单极子天线水平部分的长度L₂和垂直部分的长度W₄满足L₂/2+W₄约为0.72倍的四分之一谐振频率波长。