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CN101281995B - 多输入输出天线 - Google Patents

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Abstract

一种多输入输出天线，设置于基板上。所述基板包括第一表面及与第一表面相对设置的第二表面。所述多输入输出天线包括轴对称设置的第一天线及第二天线。第一天线及第二天线分别包括辐射体、馈入部以及接地部。辐射体设置于第一表面，用于收发电磁波信号，包括依次电性连接的第一辐射部及第二辐射部。第一辐射部呈迂回状，第二辐射部呈矩形。馈入部设置于第一表面，电性连接于辐射体的第二辐射部，并通过第二辐射部电性连接于辐射体的第一辐射部，用于向辐射体馈入电磁波信号。接地部设置于第二表面。本发明中的多输入输出天线可同时工作于中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段，且满足多输入输出天线中各天线单元间的隔离度要求。

Description

多输入输出天线
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种多输入输出天线。
背景技术
无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)装置工作于中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段，为使无线局域网装置可发射和接收中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段的信号，并达到多输入输出(Multi Input Multi Output，MIMO)的功效，许多无线局域网装置安装有多个天线单元以形成天线阵列。因此，不仅需要将每一个天线单元的体积设计得较小，而且需要有效隔离天线单元之间的干扰，才可满足无线局域网装置具有小体积并具有优良辐射性能的需求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种多输入输出天线，可同时工作于中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段，且满足多输入输出天线中各天线单元间的隔离度要求。
一种多输入输出天线，设置于基板上。所述基板包括第一表面及与第一表面相对设置的第二表面。所述多输入输出天线包括对称设置的第一天线以及第二天线。第一天线及第二天线分别包括辐射体、馈入部以及接地部。辐射体设置于第一表面，用于收发电磁波信号，包括依次电性连接的第一辐射部及第二辐射部。第一辐射部呈迂回状，第二辐射部呈矩形。馈入部设置于第一表面，电性连接于辐射体的第二辐射部，并通过第二辐射部电性连接于辐射体的第一辐射部，用于向辐射体馈入电磁波信号。接地部设置于第二表面。
上述多输入输出天线可同时工作于中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段，且满足多输入输出天线中各天线单元间的隔离度要求。
附图说明
图1为本发明实施方式中多输入输出天线的第一表面示意图。
图2为本发明实施方式中多输入输出天线的第二表面示意图。
图3为本发明实施方式中多输入输出天线的第一表面尺寸示意图。
图4为本发明实施方式中多输入输出天线的第二表面尺寸示意图。
图5为本发明实施方式中多输入输出天线的第一天线的电压驻波比测试图。
图6为本发明实施方式中多输入输出天线的第二天线的电压驻波比测试图。
图7为本发明实施方式中多输入输出天线的隔离度测试图。
具体实施方式
请同时参阅图1和图2，所示为本发明实施方式中多输入输出天线20的示意图。
在本实施方式中，多输入输出天线20设置于基板10上。基板10为印刷电路板，其包括第一表面102(图1所示)以及与第一表面102相对设置的第二表面104(图2所示)。多输入输出天线20包括呈轴对称设置的第一天线20a以及第二天线20b。
第一天线20a包括辐射体22a、馈入部24a以及接地部26a。辐射体22a包括第一辐射部220a、第二辐射部222a以及凸出部224a。
第二天线20b包括辐射体22b、馈入部24b以及接地部26b。辐射体22b包括第一辐射部220b、第二辐射部222b以及凸出部224b。
辐射体22a(22b)设置于第一表面102，用于收发电磁波信号。第一辐射部220a(220b)呈迂回状，其包括开路端以及与第二辐射部222a(222b)电性连接的连接端。在本实施方式中，第一天线20a与第二天线20b的连接端相邻设置。第一天线20a与第二天线20b的开路端朝向远离第一天线20a与第二天线20b的对称轴方向延伸，这样可减小第一天线20a与第二天线20b之间的信号干扰，提升多输入输出天线20的天线单元间的隔离度。馈入部24a(24b)设置于第一表面102，电性连接于第二辐射部222a(222b)，并通过第二辐射部222a(222b)电性连接于第一辐射部220a(220b)，用于向辐射体22a(22b)馈入电磁波信号。接地部26a(26b)设置于第二表面104。
在本实施方式中，第一辐射部220a(220b)可在保持辐射体22a(22b)的馈电路径长度不变情况下有效缩小多输入输出天线20的面积，而且利用第一辐射部220a(220b)的耦合效应所产生的辐射场，可有效缩短第一辐射部220a(220b)的共振长度。换句话说，上述第一辐射部220a(220b)既可有效缩小多输入输出天线20的面积，又可提高多输入输出天线20的辐射性能。在本实施方式中，第一辐射部220a(220b)的迂回状包括S形、W形以及U形等。
第二辐射部222a(222b)与凸出部224a(224b)均呈矩形。在本实施方式中，凸出部224a(224b)的长与宽分别比第二辐射部222a(222b)的长与宽小，凸出部224a(224b)起阻抗变换作用。
接地部26a(26b)呈台阶状，且轴对称，其对称轴线在第一表面102的投影与馈入部24a(24b)重叠。在本实施方式中，接地部26a(26b)呈台阶状，可增强多输入输出天线20的辐射性能。
请同时参阅图3和图4，图3为本发明实施方式中多输入输出天线20的第一表面尺寸示意图，图4为图3所示的多输入输出天线20的第二表面尺寸示意图。
在本实施方式中，多输入输出天线20的总长度d1为27.5毫米，总宽度d2为9.5毫米。由于第二天线20b各部件的尺寸与第一天线20a各部件的尺寸相等。因此，为了描述简洁，下文仅描述第一天线20a各部件的尺寸。第一辐射部220a为均匀的迂回状，其总长度d3为12毫米，总宽度d4为2.4毫米。第一辐射部220a的间隙长度d5为10.4毫米，宽度d6为0.3毫米。第二辐射部222a呈矩形，其长度d7为12毫米，宽度d8为4.725毫米。凸出部224a呈矩形，其长度d9为6毫米，宽度d10为0.5毫米。馈入部24a呈矩形，其长度d11为1.675毫米，宽度d12为1.5毫米。第一天线20a与第二天线20b的水平距离d15为3毫米。
在图4中，接地部26a的总长度d13为12毫米，总高度d14为1毫米。接地部26a呈轴对称的5层台阶状，每层台阶的高度为0.2毫米，除最高阶及次高阶的宽度为1毫米外，其它台阶宽度均为1.5毫米。在其它实施方式中，在确保接地部26a(26b)的总长度及总高度不变的前提下，台阶数可为其它值。
请参阅图5，所示为图1中多输入输出天线20的第一天线20a的电压驻波比(VoltageStanding Wave Ratio，VSWR)测试图。横轴为第一天线20a的工作频率，纵轴为电压驻波比值。从图5可以看出本实施方式中的第一天线20a工作于2.3-2.7GHz及4.6-6.0GHz频段时，其VSWR小于2，符合多输入输出天线20的应用需求。
请参阅图6，所示为图1中多输入输出天线20的第二天线20b的电压驻波比(VoltageStanding Wave Ratio，VSWR)测试图。横轴为第二天线20b的工作频率，纵轴为电压驻波比值。从图6可以看出本实施方式中的第二天线20b工作于2.3-2.7GHz及4.6-6.0GHz频段时，其VSWR小于2，符合多输入输出天线20的应用需求。
请参阅图7，所示为本发明中多输入输出天线20的第一天线20a以及第二天线20b的隔离度测试图。横轴为多输入输出天线20的工作频率，纵轴为第一天线20a与第二天线20b的隔离度值。从图7可以看出本实施方式中的多输入输出天线20工作于2.3-2.7GHz频段时，第一天线20a与第二天线20b的隔离度的最大值为-23dB。多输入输出天线20工作于4.6-6.0GHz频段时，第一天线20a与第二天线20b的隔离度的最大值为-15.3dB。在工作频段内第一天线20a与第二天线20b的隔离度的最大值均小于-10dB，符合多输入输出天线的应用需求。
上述多输入输出天线20可同时工作于中心频率为2.4GHz及5.0GHz两个频段，且满足多输入输出天线中各天线单元间的隔离度要求。

Claims (8)

1.一种多输入输出天线，设置于基板上，所述基板包括第一表面及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述多输入输出天线包括轴对称设置的第一天线以及第二天线，其特征在于，所述第一天线及所述第二天线分别包括：
辐射体，设置于所述第一表面，用于收发电磁波信号，其包括依次电性连接的第一辐射部及第二辐射部，所述第一辐射部呈迂回状，所述第二辐射部呈矩形；
馈入部，设置于所述第一表面，电性连接于所述辐射体的第二辐射部，并通过所述第二辐射部电性连接于所述辐射体的第一辐射部，用于向所述辐射体馈入电磁波信号；以及
接地部，设置于所述第二表面；
其中，每一天线的接地部均呈台阶状，且轴对称，其对称轴在所述第一表面的投影与相应天线的馈入部重叠。
2.如权利要求1所述的多输入输出天线，其特征在于，还包括凸出部，电性连接于所述第二辐射部与所述馈入部之间。
3.如权利要求2所述的多输入输出天线，其特征在于，所述凸出部呈矩形。
4.如权利要求3所述的多输入输出天线，其特征在于，所述凸出部的长与宽分别比所述第二辐射部的长与宽小。
5.如权利要求1所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第一辐射部呈S形、W形或U形。
6.如权利要求5所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第一辐射部包括开路端以及与所述第二辐射部电性连接的连接端。
7.如权利要求6所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第一天线及所述第二天线的连接端相邻设置。
8.如权利要求7所述的多输入输出天线，其特征在于，所述第一天线及所述第二天线的开路端朝向远离所述第一天线与所述第二天线的对称轴方向延伸。
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