单极、双极、混合MIMO天线制造技术

本发明专利技术涉及一种单极MIMO天线，所述单极MIMO天线由多个单极射频天线组成，每个单极射频天线包括金属片、馈线以及连接馈线和金属片的可短接点，所述金属片上镂刻有金属微结构。本发明专利技术提供的单极MIMO天线，突破传统天线设计的框架，省去阻抗匹配网络的复杂设计，保证其小型化，使其能够应用在尺寸小、传输效率高、天线间隔离度高的移动终端之中，并满足现代通信系统低功耗的系统设计要求。另外本发明专利技术还涉及一种双极MIMO天线及一种混合MIMO天线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域，更具体地说，涉及一种单极MMO天线、双极MMO天线及混合MMO天线。
技术介绍
随着半导体エ艺的高度发展，对当今的电子系统集成度提出了越来越高的要求，器件的小型化成为了整个产业非常关注的技术问题。然而，不同于IC芯片遵循“摩尔定律”的发展，作为电子系统的另外重要组成一射频模块，却面临着器件小型化的高难度技术挑战。射频模块主要包括了混频、功放、滤波、射频信号传输、匹配网络与天线等主要器件。其中，天线作为最終射频信号的辐射单元和接收器件，其工作特性将直接影响整个电子系统的工作性能。然而天线的尺寸、带宽、増益等重要指标却受到了基本物理原理的限制(固定尺寸下的增益极限、带宽极限等)。这些指标极限的基本原理使得天线的小型化技术难度 远远超过了其它器件，而由于射频器件的电磁场分析的复杂性，逼近这些极限值都成为了巨大的技术挑战。与此同吋，由于多输入多输出(MMO)系统可以在不需要増加带宽或总发送功率损耗的前提下大幅度増加系统的信息呑吐量及传输距离，使得MMO技术近年来备受瞩目。除此之外，由于MIMO的核心思想是利用多根发射与多根接收天线所提供的空间自由度来提高频谱利用效率，因此如何在有限移动终端尺寸限制下，设计高隔离度与强辐射性能的MIMO天线成为阻碍第四代移动通信系统发展的重要技术瓶颈。传统的終端通信天线主要基于电单极子或偶极子的辐射原理进行设计，比如最常用的平面反F天线(PIFA)。传统天线的辐射工作频率直接和天线的尺寸正相关，带宽和天线的面积正相关，使得天线的设计通常需要半波长的物理长度。这使得传统天线技术在移动终端尺寸受限的前提下难以实施。除此之外，在ー些更为复杂的电子系统中，天线需要多模工作，就需要在馈入天线前额外的阻抗匹配网络设计。但阻抗匹配网络额外的増加了电子系统的馈线设计、増大了射频系统的面积同时匹配网络还引入了不少的能量损耗，很难满足现代通信系统低功耗的系统设计要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，传统天线技术在移动终端尺寸受限的前提下难以实施，以及现有技术的上述很难满足现代通信系统低功耗的系统设计要求，本专利技术提供一种突破传统天线设计的框架，省去阻抗匹配网络的复杂设计，保证其小型化，使其能够应用在尺寸受限的移动终端之中，且天线辐射面积利用率高、抗干扰能力强的MMO天线。本专利技术解决其上述技术问题所采用的第一个技术方案是一种单极MMO天线，所述单极MIMO天线由多个单极射频天线组成,姆个单极射频天线包括金属片、馈线以及连接馈线和金属片的可短接点，所述金属片上镂刻有金属微结构。进ー步地，所述金属微结构包括互补式开ロ谐振环结构、互补式螺旋线结构、开ロ螺旋环结构、双开ロ螺旋环结构、互补式弯折线结构以及通过前面几种结构衍生、复合、组合或组阵得到的金属微结构。进ー步地，所述单极MMO天线中的每个单极射频天线金属微结构均相同，或者所述单极MIMO天线中至少有两个具有不同金属微结构的单极射频天线。进ー步地，所述每个单极射频天线还包括用于放置所述金属片和馈线的介质。进ー步地，所述介质空气、陶瓷、环氧树脂基板或聚四氟こ烯基板。 本专利技术解决上述技术问题所采用的第二个技术方案是一种双极MMO天线，所述双极MMO射频天线由多个双极射频天线组成，每个双极射频天线包括两片平板状的相互平行的金属片、馈线以及接地线，所述两片金属片上均设置有可短接点，分别用于连接馈线和接地线，所述两片金属片上均镂刻有金属微结构。 进ー步地，所述金属微结构包括互补式开ロ谐振环结构、互补式螺旋线结构、开ロ螺旋环结构、双开ロ螺旋环结构、互补式弯折线结构以及通过前面几种结构衍生、复合、组合或组阵得到的金属微结构。进ー步地,所述双极MIMO天线中的姆个双极射频天线金属微结构均相同,或者所述双极MIMO天线中至少有两个具有不同金属微结构的双极射频天线。进ー步地，所述两片金属片上均设有金属化通孔，所述两片金属片通过该金属化通孔短接。进ー步地，所述的每个双极射频天线还包括设在两片金属片之间的实际填充介质，所述两片金属片分别位于该实际填充介质的上下两层。进ー步地，所述实际填充介质为空气、陶瓷、环氧树脂基板或聚四氟こ烯基板。本专利技术解决上述技术问题所采用的第三技术方案是ー种混合MMO天线，所述混合MIMO天线包括至少ー个单极射频天线和至少ー个双极射频天线，其中，姆个单极射频天线包括金属片、馈线以及连接馈线和金属片的可短接点，所述金属片上镂刻有金属微结构；每个双极射频天线包括两片平板状的相互平行的金属片、馈线以及接地线，所述两片金属片上均设置有可短接点，分别用于连接馈线和接地线，所述两片金属片上均镂刻有金属微结构。进ー步地，所述金属微结构包括互补式开ロ谐振环结构、互补式螺旋线结构、开ロ螺旋环结构、双开ロ螺旋环结构、互补式弯折线结构以及通过前面几种结构衍生、复合、组合或组阵得到的金属微结构。进ー步地,所述混合MIMO天线中的姆个单极射频天线金属微结构均相同,或者所述混合MIMO天线中至少有两个不同金属微结构的单极射频天线；所述混合MIMO天线中的每个双极射频天线金属微结构均相同，或者所述混合MIMO天线中至少有两个具有不同金属微结构的双极射频天线。上述三个方案具有相同的技术效果，即通过设计天线的结构，省去阻抗匹配网络的复杂设计，保证天线的小型化，从而使其能够应用在尺寸小、受限的移动终端之中，并且整个MIMO天线中的姆ー小天线的隔离度提高,从而易于集成在一起。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进ー步说明，附图中图I为多个单极射频天线组成的单极MMO天线系统的结构示意图；图2a为本专利技术中单极射频天线的一个示例性结构；图2b为本专利技术中单极MIMO天线的天线I的工作频率模拟仿真图；图2c为本专利技术中单极MIMO天线的天线I和天线2间的隔离度模仿真图；图2d为本专利技术中单极MMO天线的天线I和天线3间的隔离度模仿真图；图3为多个双极射频天线组成的双极MIMO天线系统的结构示意图；图4a为本专利技术中双极射频天线的ー个示例性结构；图4b为本专利技术中双极MMO天线的天线4的工作频率模拟仿真图； 图4c为本专利技术中双极MMO天线的天线4和天线5间的隔离度模仿真图；图4d为本专利技术中双极MMO天线的天线4和天线6间的隔离度模仿真图；图5为本专利技术混合MMO天线系统的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进ー步的描述如图I、图3、图5所示，本专利技术提供了三种形式的MMO天线，分别是单极MMO天线、双极MIMO天线及混合MIMO天线。本专利技术中的单极MIMO天线由多个单极射频天线10组成,本专利技术中的双极MIMO天线由多个双极射频天线20组成,本专利技术中的混合MIMO天线由至少ー个单极射频天线10和至少ー个双极射频天线20混合组成。此处的MMO即是指多输入多输出。即MMO天线上的所有单个的天线同时发射，同时接收。下面分三个实施例来详细介绍本专利技术。实施例一如图I所示，在本实施例中，所述单极MMO天线由多个单极射频天线组成，每个单极射频天线包括金属片11及馈线12，所述馈线12采用耦合方式馈入所述金属片11。其中组成单极MIMO天线的单极射频天线金属微结构可以都相同，也可以不同。每个单极射频天线连接ー个接收发射机，所有的接收发射机连接在一个基带信号处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单极MIMO天线,其特征在于,所述单极MIMO天线由多个单极射频天线组成,每个单极射频天线包括金属片、馈线以及连接馈线和金属片的可短接点，所述金属片上镂刻有金属微结构。2.根据权利要求I所述的单极MIMO天线，其特征在于，所述金属微结构包括互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构、互补式弯折线结构以及通过前面几种结构衍生、复合、组合或组阵得到的金属微结构。3.根据权利要求2所述的单极MIMO天线，其特征在于，所述单极MIMO天线中的每个单极射频天线金属微结构均相同，或者所述单极MIMO天线中至少有两个具有不同金属微结构的单极射频天线。4.根据权利要求I所述的单极MIMO天线，其特征在于，所述每个单极射频天线还包括用于放置所述金属片和馈线的介质。5.根据权利要求4所述的单极MIMO天线，其特征在于，所述介质为空气、陶瓷、环氧树脂基板或聚四氟乙烯基板。6.一种双极MIMO天线,其特征在于,所述双极MIMO射频天线由多个双极射频天线组成，每个双极射频天线包括两片平板状的相互平行的金属片、馈线以及接地线，所述两片金属片上均设置有可短接点，分别用于连接馈线和接地线，所述两片金属片上均镂刻有金属微结构。7.根据权利要求6所述的双极MMO天线，其特征在于，所述金属微结构包括互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构、互补式弯折线结构以及通过前面几种结构衍生、复合、组合或组阵得到的金属微结构。8.根据权利要求7所述的双极MIMO天线，其特征在于，所述双极MIMO天线中的每个双极射频天线金属微结构均相同，或...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，张洋洋，季春霖，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：