一種基于e形縫隙諧振器的低耦合天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電磁兼容與天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于E形縫隙諧振器的低耦 合天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output, ΜΙΜΟ)無線通信技術(shù)能夠極大 地提高通信的數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸質(zhì)量，而得到廣泛的研究。在MMO系統(tǒng)中，多天線單元 布置于無線通信鏈路的終端用于獲得更高的通信容量。然而，在無線終端中用于布置多天 線的空間往往比較小，這樣天線之間會產(chǎn)生很強的互耦，從而使天線的輻射特性惡化，最終 影響系統(tǒng)的信道容量。
[0003] 為了在緊湊布置的天線單元間獲得高的隔離度是比較困難的，Tounou在減小天線 單元互耦方面做了深入的研究。利用二分之一波長的縫隙減小天線之間在5GHz的互耦，與 沒有加縫隙的情況相比，天線之間的互耦減小了大約7dB。Chi-Yuk研究了利用四分之一波 長的縫隙減小兩個緊湊單極子天線之間的互耦。通過在天線之間引入一個13. 5_長的縫 隙，天線間的互親比沒有加縫隙時，在中心頻率3. 5GHz處減小了大約6dB。Farahani等人 發(fā)現(xiàn)利用EBG結(jié)構(gòu)能夠減小表面波的傳輸，從而可以減小輻射單元間的互耦。但是這會使 天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜，因為每個EBG單元都必須通過探針與地相連，同時EBG結(jié)構(gòu)往往 需要比較多的單元才能呈現(xiàn)比較好的效果，這給實際的應(yīng)用帶來了一定的問題。
[0004] 在中國發(fā)明專利201410431364. 5中公開了一種低耦合的雙頻印刷單極子天線 陣，該天線包括介質(zhì)基板、雙頻印刷單極子天線和缺陷地結(jié)構(gòu)；所述缺陷地結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生高、 低兩個阻帶頻段，所述雙頻印刷單極子天線能產(chǎn)生高、低兩個工作頻段；缺陷地結(jié)構(gòu)的高、 低兩個阻帶頻段與雙頻印刷單極子天線的高、低兩個工作頻段分別對應(yīng)相同。該發(fā)明的天 線陣具有雙頻工作能力，且在兩個工作頻率上都具有很低的耦合度；但是該發(fā)明的缺陷地 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，無法滿足手機天線等小型化設(shè)計的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中多天線之間會產(chǎn)生很強的互耦，且 現(xiàn)有的減小多天線之間互耦的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，并且能顯著降低 多天線之間互耦的基于E形縫隙諧振器的低耦合天線。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 本發(fā)明提供一種基于E形縫隙諧振器的低耦合天線，包括介質(zhì)基片，所述介質(zhì)基 片的正面設(shè)置有多個帶有基座的單極子天線，所述介質(zhì)基片的背面設(shè)置有與所述基座相連 的金屬地板，位于相鄰的兩個單極子天線之間的所述金屬地板上均設(shè)置有一個縫隙開口朝 上的E形縫隙。
[0008] 所述E形縫隙的諧振臂長度L4的計算公式為：
[0010] 其中，f為天線工作頻段的中心頻率，c為光速，％的計算公式為：
[0012] 其中，\為介質(zhì)基片的介電常數(shù)，t為所述介質(zhì)基片的厚度，W4為所述E形縫隙的 臂寬
[0013] 所述E形縫隙的諧振臂長度為天線工作頻段的四分之一波長。
[0014] 所述E形縫隙的中心軸線與相鄰兩個單極子天線的中心對稱軸線重合。
[0015] 所述單極子天線包括輻射結(jié)構(gòu)和微帶饋線，所述微帶饋線的阻抗為50 Ω。
[0016] 每一個所述單極子天線的形狀和尺寸均相同。
[0017] 所述單極子天線等間距布置。
[0018] 所述單極子天線工作于WLAN 5. 2/5. 8GHz頻段。
[0019] 所述介質(zhì)基片的正面設(shè)置有兩個所述單極子天線。
[0020] 所述E形縫隙包括三條豎縫，豎縫上端各自開口，底部相連。
[0021] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明的基于E形縫隙諧振器的低耦合天線，通過在 相鄰兩個單極子天線之間的金屬地板上設(shè)置具有多諧振臂特性的E形縫隙，利用其諧振特 性阻斷天線間的電流傳輸，從而顯著減小了天線間的耦合，能夠確保穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸速率 和傳輸質(zhì)量；并且結(jié)構(gòu)簡單，滿足小型化的設(shè)計要求。
【附圖說明】
[0022] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0023] 圖1是本發(fā)明實施例的基于E形縫隙諧振器的低耦合天線的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明實施例的基于E形縫隙諧振器的低耦合天線的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖3是未使用E形縫隙諧振器的單極子天線的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖4是本發(fā)明實施例的基于E形縫隙諧振器的低耦合天線的單極子天線的尺寸示 意圖；
[0027] 圖5是本發(fā)明實施例的基于E形縫隙諧振器的低耦合天線的E形縫隙的尺寸示意 圖；
[0028] 圖6是本發(fā)明實施例的未加 E形縫隙諧振器天線的仿真與測試S參數(shù)曲線；
[0029] 圖7是本發(fā)明實施例的加有E形縫隙諧振器天線的仿真與測試S參數(shù)曲線；
[0030] 圖8是本發(fā)明實施例的對基于E形縫隙諧振器的低耦合天線樣品進行方向圖測試 的方向圖；
[0031] 圖中1-介質(zhì)基片，2-單極子天線，3-金屬地板，4-E形縫隙，5-基座，6-諧振臂。
【具體實施方式】
[0032] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0033] 如圖1所示，本發(fā)明實施例的基于E形縫隙諧振器的低耦合天線，包括介質(zhì)基片1， 介質(zhì)基片1的正面設(shè)置有多個帶有基座5的單極子天線2,每個單極子天線2的形狀和尺寸 均相同，且等間距布置；單極子天線2包括上部的輻射結(jié)構(gòu)和下部的微帶饋線，微帶饋線的 阻抗為50 Ω，單極子天線2工作于WLAN5. 2/5. 8GHz頻段。
[0034] 如圖2所示，介質(zhì)基片1的背面設(shè)置有與基座5相連的金屬地板3,位于相鄰的兩 個單極子天線2之間的金屬地板3上均設(shè)置有一個縫隙開口朝上的E形縫隙4。該E形縫 隙4的諧振臂6長度為天線工作頻段的四分之一波長，E形縫隙4的中心軸線與相鄰兩個 單極子天線2的中心對稱軸線重合，E形縫隙4包括三條豎縫，豎縫上端各自開口，底部相 連。如圖3所示，是沒有使用E形縫隙諧振器的單極子天線的背面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 如圖4所示，是本發(fā)明的另一個實施例中設(shè)計有E形縫隙諧振器的MMO系統(tǒng)的天 線結(jié)構(gòu)模型，由兩個單極子天線和E形縫隙諧振器構(gòu)成。單極子天線印制于介質(zhì)基片上，