Dual Band MIMO Antenna Composed of Two Low Profile Unbalanced Fed Inverted L Antennas for Wireless Communications

A low profile dual-band multiple-input-multiple-output (MIMO) antenna system is proposed. The proposed MIMO antenna consists of two low profile unbalanced fed inverted L antennas with parasitic elements to resonate at 2.45 GHz and 5 GHz. The structure is uncomplicated by locating two ultra low profile inverted L antennas on the finite conducting plane. The proposed MIMO antenna is numerically and experimentally analyzed. When the size of conducting plane is 55 mm by 55 mm and the height of antenna is 9 mm, the directive gain of 4.11 dBi and the S11 bandwidth of 5.71% are achieved for lower frequency of 2.45 GHz. At the upper frequency of 5 GHz, the directive gain of 8.22 dBi and the S11 bandwidth of 6% are obtained. The proposed antenna has good diversity gain, shown by the correlation coefficient becomes less than 0.005 at the frequency of 2.45 GHz and 5 GHz band when the distance between inverted L elements is 41 mm. A good agreement between calculated and measured results is obtained. The results show that the weak mutual coupling of the proposed antenna and this feature enables it to cover the required bandwidths for WLAN operation at the 2.4 GHz band and 5 GHz band.

可用于WLAN的双频MIMO天线设计

设计了一款可用于WLAN的双频MIMO天线。天线的正面为L型单极子,背面为金属接地板。通过在接地板上加载耦合枝节使天线具有双频特性。同时,为了天线的小型化,对耦合枝节进行了弯折处理,减小天线尺寸。在两个天线单元之间加载T型寄生枝节和刻蚀矩形缝隙来提高天线的隔离度。使用电磁仿真软件和矢量网络分析仪对天线进行仿真和实测,结果表明:天线的工作频段为2.4~2.55 GHz和5.1~6.3 GHz,覆盖了WLAN的频段,同时在低频段内隔离度高于19 dB,高频段内隔离度高于25 dB。此外,天线的包络相关系数小于0.01且具有全向辐射特性。天线整体性能较好,可以满足WLAN的需求。

双频段MIMO印刷偶极子天线设计

该文设计一款双频段MIMO印刷偶极子天线系统,由2个天线单元组成,每个辐射单元由2个不同尺寸的微带开口环组成。通过在地板上开方形栅格,减少了2个天线单元之间的耦合,提高天线端口间的隔离度,在2个工作频段内隔离度均高于25 dB。

毫米波宽带双陷波MIMO天线设计

为有效抑制部分毫米波通信信号干扰,实现无线通信设备小型化,设计了一款具有双陷波特性的毫米波宽带MIMO天线。天线基本单元由辐射单元、微带馈线、Rogers RO4350B基板以及接地板构成。通过在天线辐射贴片刻蚀U型槽,以及接地板添加倒U型枝节,可在工作频段内产生双陷波特性;进一步在接地板引入圆形开槽使MIMO天线获得良好的隔离度。该天线结构紧凑,尺寸仅为26.7 mm×16.67 mm×1.524 mm,工作于21~40 GHz频段,其中陷波频段为22.04~24.72 GHz和25.96~31.2 GHz。结果表明:该天线在工作频段内隔离度大于20 dB,最大增益可达8.49 dBi,包络相关系数(ECC)均小于0.002,具有良好的辐射和增益性能,在毫米波超宽带通信中具有应用潜力。

用于5G智能手机的高隔离度双频8元MIMO天线

提出了一种用于第五代移动通信(5G)的8元高隔离度多输入多输出(MIMO)双频手机天线,覆盖3.5 GHz(3.4~3.6 GHz)和4.9 GHz(4.8~5.0 GHz)两个频段。8元MIMO阵列对称放置在手机两个侧边框内表面上,天线单元由倒F型单极子和缝隙耦合环路分支构成,其尺寸仅为16.3 mm×5.2 mm(0.18λL×0.06λL,λL为3.4 GHz的自由空间波长)。相邻单元间以11.5 mm(0.13λL)间距紧密排列,通过在单元间增加T型缺陷地结构,提高了MIMO阵列隔离度。对该8元MIMO天线阵列进行实物加工及测试,实测结果表明,在两个工作频段内,天线单元反射系数均小于-6 dB,隔离度分别高于20 dB和15 dB,天线效率均大于50%,包络相关系数(ECC)均小于0.006。

加载超表面的双频紧凑高隔离阵列天线设计

为了减小极小距离多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)天线之间的相互耦合,设计了一种极紧凑的高隔离度的双频MIMO贴片天线,谐振频率分别为2.45 GHz和3.5 GHz。该MIMO天线由两个对称的双层U型槽贴片天线组成,其中边与边的距离为0.5 mm(0.004λ_(0),λ_(0)为中心频率2.45 GHz时的自由空间波长)。利用不同宽度的双层金属线切割对作为超表面单元,该超表面体积紧凑,可以显著降低天线单元之间的相互耦合。仿真和测量结果表明:在天线工作频段2.4~2.5 GHz和3.4~3.6 GHz范围内,单元间的隔离度可以提高到30 dB以上,并且两个天线端口阻抗匹配良好,同时在低频段的总效率提高了9%左右;两天线间的包络相关系数(envelop correlation coefficient,ECC)在2.45 GHz时由0.33降到0.01,在3.5 GHz时由0.09降到0.006,所设计天线具有良好的辐射性能。

多用途双频双极化双通道MIMO室内基站天线

多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)天线是MIMO技术的关键,现代无线通信领域的迅速发展对MIMO天线提出了许多新的要求。该文利用微带天线的低剖面特性,采用双线馈电的方式实现了两款双端口的MIMO天线,其中一款基于正方形辐射贴片,两个端口都工作于2.4GHz并且具有相同的辐射特性;改变贴片的尺寸可以得到另一款双频MIMO天线,分别工作于2.4GHz和3.5GHz,可以同时覆盖LTE(Long Term Evolution)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)频段与WiFi(Wireless Fidelity)的部分频段,该天线的最大增益可达8dB,并且两个端口对应两个互相垂直的极化,满足室内基站的需要。

一种紧凑型二端口双陷波超宽带MIMO天线

提出了一种紧凑型的二端口双陷波超宽带MIMO天线。该天线由两个圆形单极子和一个缺陷地结构组成,在两个单极子辐射片上刻蚀开口圆环槽,并在两个50Ω馈电微带线旁分别增加终端短路的低-高-低阶跃阻抗谐振器,实现了双陷波的功能,分别抑制了无线局域网WLAN(5.15~5.85 GHz)和802.16无线城域网Wi MAX(3.4~3.8 GHz)信号对该天线系统的干扰;并在介质板地层和顶层增加隔离枝节,提高了隔离度。实验结果表明:该天线在-10d B的工作带宽为3.0~13.8 GHz,第一个陷波带宽为3.37~3.85 GHz,第二个陷波带宽为5.02~6.14 GHz,有效抑制了Wi MAX和WLAN信号干扰;工作频带内,最小隔离度为13.5 d B,最大增益为4.94 d B,最大辐射效率为96.6%,包络相关系数小于0.07。测试表明该天线适用于多输入-多输出超宽带(MIMO-UWB)系统,且该天线结构紧凑,尺寸仅为47.5 mm×47.5 mm×0.8 mm,易用于便携式设备。

一种可应用于WLAN的高隔离度双频MIMO天线设计

设计了一款可应用于无线局域网(WLAN)的双频多输入多输出(MIMO)印刷天线。天线由两个天线单元组成,为了实现双频特性以及小型化,每个天线单元在倒L单极子天线基础上加载了水平枝节并进行了弯折处理。同时在两个天线单元之间加载一条倒"U"形金属中和线有效改善了天线的互耦作用,使得天线在谐振频点处隔离度均大于20 dB。最后利用电磁仿真软件HFSS 13.0对天线参数进行仿真与优化。实测表明,当S11≤-10 dB时,天线阻抗带宽分别为0.39 GHz(2.26~2.65 GHz)和1.2 GHz(4.87~6.07 GHz),相对带宽分别达到15.9%和21.9%,可应用于WLAN无线通信系统中。

一种高隔离度的双倒L形双频MIMO天线设计

研究了一种微带线馈电的双倒L形双频MIMO印刷天线结构,通过在倒L单极子结构上加载一条倒L形地板枝节,实现了天线的双频特性;通过在天线单元之间加载一条T形去耦枝节,有效提高了天线单元之间的隔离度。实验结果表明,天线在S11≤-10 dB时,工作频段分别为2.39~2.53 GHz和4.92~6.15 GHz,相对带宽分别为5.7%和22.2%,工作频段内隔离度均大于18 dB。此外,天线整体辐射特性较好,结构简单并易于制作,可应用于WLAN无线通信系统。

应用于WLAN的双频段MIMO天线设计

本文设计了一款能覆盖WLAN的2.4-GHz和5.8-GHz频段MIMO天线。该MIMO天线单元由两根弯折线结构的天线组成,天线单元之间的距离仅为4mm。在2.4-GHz低频段,在有限的空间内利用天线的布局获得了良好的隔离度;在5.8-GHz高频段,引入中和线技术提高了端口之间的隔离度,获得最大约29.5d B隔离度改善。仿真结果表明,该天线在工作频段内具有趋于全向辐射的特性,并且通过S参数计算出来的包络相关系数的值远小于0.01,说明该MIMO天线具有较好的分集增益。

可用于物联网的高隔离度双频MIMO天线

设计了一种高隔离度双频多输入多输出(MIMO)天线,该天线覆盖2.4 GHz和5 GHz无线局域网频带,可以应用于移动物联网之中。天线包含两个相同的辐射单元天线,采用微带馈电的方式进行馈电。单元天线使用单极子天线作为基本辐射器,其包含一根长的和短的单极子天线,分别谐振在低频和高频频段。通过在两个单元天线中间加载T型隔离器提高了单元天线之间的隔离度。天线的辐射振子、馈电以及T型隔离器都印刷在同一块微波板材上,从而方便了天线的制作和加工。仿真结果表明,该天线在1.9~2.8 GHz以及4.7~6.2 GHz频带范围内能实现良好的双频工作特性,天线隔离度近20 d B,可以广泛应用于物联网系统中。

一种双频MIMO天线的T型枝节解耦设计

本文设计了一种T型枝节解耦的双频MIMO天线.两个工作频段分别覆盖WLAN频率2.45 GHz/5.2 GHz/5.8 GHz.低频谐振单元为倒F天线,通过在低频枝节上增加短截线,用以产生高频谐振,实现双频工作.将天线单元沿水平方向对称放置形成二单元的MIMO天线,并采用在两个天线单元之间添加T型枝节的方法进行解耦.对所设计的天线进行仿真,其隔离度在工作频段内均高于25 dB.测试结果表明,天线隔离度在工作频段内高于27.5 dB可实现稳定的全向辐射性能.

具有三陷波特性的高隔离度紧凑型UWB-MIMO天线

本文设计了一种具有三陷波特性的高隔离度紧凑型超宽带(Ultra-Wideband,UWB)多输入多输出(Multiple-input Multiple-output,MIMO)天线.其尺寸为22 mm^(3)×29 mm^(3)×0.8 mm^(3),由半圆与矩形结合形成辐射单元,在其上刻蚀两条倒L型缝隙,产生WLAN(5.09 GHz~6 GHz)和X波段(7.17 GHz~7.94 GHz)两个陷波,在接地板上延伸带有弯折的寄生枝节,产生WiMAX(3.21 GHz~4.08 GHz)频段的陷波.为提升隔离度,天线接地板延伸出T型枝节,同时可拓展3 GHz~8.7 GHz工作带宽,并将天线辐射变为定向辐射.在接地板上刻蚀U型和细长矩形组成的解耦缝隙,可显著降低4.5 GHz和6.5 GHz处的耦合,实现双频解耦.实验与测试结果表明,此天线的工作带宽覆盖了3.1 GHz~10.6 GHz;在天线工作频段,隔离度均达到20 dB以上.此外,该天线还具有辐射效率高,辐射特性良好,包络相关系数低(ECC<0.005)等优良特性,可用于便携式UWB-MIMO无线通信系统.

多频段MIMO手机陶瓷天线设计

多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)技术在手机天线设计中,经常遇到辐射单元尺寸过大、电磁兼容、天线辐射全向性和天线辐射效率等问题,本文提出一种多频段MIMO陶瓷天线的结构来研究和解决上述问题。其中,陶瓷结构的介电常数为6.45,并附在金属贴片结构上作为辐射单元。所采用新型的陶瓷材料将为天线提供更宽的带宽,并且减小天线辐射单元设计的尺寸,其辐射单元的尺寸为32.5 mm×17 mm×2.8 mm。实际测量天线带宽为0.89~0.97 GHz和1.71~2.20 GHz,实现了双频段移动通信并且覆盖了GSM900、DCS1800、PCS1900和LTE1900等频段。该天线具有良好的全向辐射特性,适合手机天线的应用,同时该MIMO天线的耦合隔离度较低。实测天线效率在0.89~0.97 GHz频段为21.3%~28.3%,在1.71~2.20 GHz频段为24.3%~35.2%,基本满足手机天线应用设计的需求。新设计的MIMO天线在未来全屏手机使用上将有广泛的应用前景。

一种用于5G移动通信终端的双频MIMO天线系统

为满足5G移动通信系统对信道容量的要求,提出了一种应用于5G移动终端的双频多输入多输出(MIMO)天线系统。它由沿移动终端两个长边垂直放置的八个天线单元组成。该天线系统可以覆盖中国工业和信息化部(MIIT)所规划的3.3~3.6 GHz和4.8~5 GHz两个频段,且低频段和高频段的天线效率分别高于61%和50%。通过优化各天线的相对位置和放置方向,使得各端口之间的隔离度优于15 dB。为更好评估天线系统性能,计算了MIMO天线的包络相关系数(ECC)和信道容量(CC)。所得该MIMO天线系统在工作频段内ECC均小于0.1,且信道容量峰值可以达到36.8 bps/Hz。同时,制作并测量了MIMO天线样品,测试结果与仿真结果表现出良好的一致性。

一种高隔离度的微带双频MIMO天线设计

针对无线通信系统对高通信速率、高通信容量的需求,设计了一种高隔离度的双频多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)天线。该MIMO天线采用微带形式,选用弯折型单极子天线作为高频谐振单元,通过增加背面谐振单元引入低频谐振,实现了2.4 GHz和5 GHz双频工作,并采用在地板上开槽和在背面悬置金属线的方法解决了天线单元之间的互耦问题。仿真结果表明,天践的工作带宽、隔离度、增益、不圆度等参数均满足设计要求。

用于WLAN的高隔离度双频MIMO天线

为满足无线局域网(WLAN)性能需要,设计了一种利用Y型地板枝节和L型地板缝隙结构来提高天线隔离度的双频多输入多输出(MIMO)天线。天线基本结构为印刷单极子天线,馈电方式为微带线馈电。通过在L型单极子天线结构上加载一条L型辐射枝节,实现天线的双频特性,天线单元间结构相同且对称。仿真结果表明:天线在S_(11)≤-10 dB时,工作频段分别为2.37~2.5 GHz和4.93~6.09 GHz。在低频段时,天线隔离度高于30.5 dB;在高频段,天线隔离度高于22 dB。其ECC系数在工作频段内远小于0.01,具有良好的分集增益。此外天线整体辐射特性较好,适用于WLAN无线通信系统。

具有双陷波特性的小型化超宽带MIMO天线设计

针对无线通信系统对超宽带天线小型化的设计要求,使得天线更好地集成到无线通信设备中,提出了一种具有双陷波特性的小型化超宽带MIMO天线。天线单元为裁剪的分形单极子天线,融合分形技术和裁剪技术,使天线单元尺寸减小45%;在天线单元间加载T型接地结构提高隔离度;在馈线附近加载两个不同长度的U型寄生耦合枝节,实现天线在WLAN波段和X波段的双陷波特性。实测和仿真结果表明,该MIMO天线包含两个对称放置的天线单元,整体尺寸仅为32 mm×24 mm×0.8 mm,工作带宽为3~11.5 GHz,具备5~6 GHz及7.2~8.6 GHz的双陷波特性,工作频段内隔离度高于20 dB,通过对MIMO天线的性能进行分析,该MIMO天线的包络相关系数小于0.05,且全向性较好。通过性能分析,表明所设计的天线体积较小,在超宽带工作频段内隔离度较好,具有双陷波特性,整体性能优越,可以广泛地应用于各种无线通信设备中,且具有重要的应用价值。

一种新型双频宽带八单元5G手机天线设计

针对无线通信设备对MIMO天线多频段,结构简单和高隔离度的要求,研究提出了一款用于5G手机的新型双频宽带八单元多输入多输出(MIMO)天线;天线基板采用FR4材质,整体尺寸为150 mm×75 mm×0.4 mm;天线“U”型辐射单元加载在基板的一面,尺寸仅为10 mm×3.6 mm,每个单元被馈源分为两个部分,分别产生3.5 GHz和4.9 GHz两种谐振模式;同时,在金属板的一面,通过刻蚀矩形槽的方式,改变电流有效路径和阻断单元间的电流传输,以增加工作频带带宽和减弱单元间的耦合程度;仿真和实测结果表明:当S 11小于-6 dB时可以覆盖3.3~3.6 GHz和4.8~5.1 GHz,天线单元间隔离度优于13.6 dB,辐射效率达到67%以上。与传统天线相比,天线在结构,带宽,隔离度等方面具有优势,具有良好的应用前景。