1、第4 6卷 第1期压 电 与 声 光V o l.4 6 N o.12 0 2 4年2月P I E Z O E L E C T R I C S&A C OU S TOO P T I C SF e b.2 0 2 4 收稿日期:2 0 2 3-1 0-2 3 作者简介:舒海峰(1 9 9 8-),男,四川省射洪市人,硕士生。通信作者:杜成珠(1 9 7 1-),女,海南省海口市人,副教授。文章编号:1 0 0 4-2 4 7 4(2 0 2 4)0 1-0 1 0 3-0 5D O I:1 0.1 1 9 7 7/j.i s s n.1 0 0 4-2 4 7 4.2 0 2 4.0 1.0 1
2、9四元超宽带高隔离M I MO槽天线的设计舒海峰1,杜成珠1,杨福慧2(1.上海电力大学 电子与信息工程学院,上海 2 0 0 0 8 2;2.中电科微波通信(上海)有限公司,上海 2 0 1 8 0 0)摘 要:提出了一款基于F R 4的共面波导(C PW)馈电四元超宽带(UWB)高隔离M I MO天线。该天线由4个单元槽天线组成,天线尺寸为6 5 mm6 5 mm0.8 mm。通过采用缺陷地结构和切角的方式实现了天线的超宽带特性。单元天线相互垂直放置实现了极化分集,同时在天线中间加载隔离栏栅结构,增加了天线的隔离度。对天线进行加工测试,测试结果能覆盖2.8 61 1.1 GH z并在频段内
3、隔离度大于2 0 d B,天线具有高隔离、超宽带和较低的包络相关系数(E C C0.0 0 6)的特点。天线采用(C PW)的馈电形式,更易应用于集成电路中,适用于各种超宽带系统。关键词:槽天线;超宽带;多输入多输出(M I MO);高隔离度中图分类号:T N 8 2 2 文献标识码:A D e s i g n o f F o u r-C e l l UWB M I MO S l o t A n t e n n a w i t h H i g h I s o l a t i o nS H U H a i f e n g1,D U C h e n g z h u1,Y A N G F u h u
4、 i2(1.C o l l e g e o f E l e c t r o n i c s a n d I n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n g,S h a n g h a i U n i v e r s i t y o f E l e c t r i c P o w e r,S h a n g h a i 2 0 0 0 8 2,C h i n a;2.C E T C S h a n g h a i M i c r o w a v e C o mm u n i c a t i o n C O.,L t d.,S h a n g h a i 2 0
5、 1 8 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:A C PW-f e d q u a t e r n a r y u l t r a-w i d e b a n d(UWB)h i g h i s o l a t i o n a n t e n n a b a s e d o n F R 4 i s p r o p o s e d i n t h i s p a p e r.T h e a n t e n n a c o n s i s t s o f f o u r c e l l s l o t a n t e n n a s w i t h o v e r a l
6、l s i z e o f 6 5 mm6 5 mm0.8 mm.T h e u l t r a-w i d e b a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e a n t e n n a a r e a c h i e v e d t h r o u g h t h e u s e o f d e f e c t i v e g r o u n d s t r u c t u r e s a n d c o r n e r c u t s.T h e u n i t a n t e n n a s a r e p l a c e d v e r
7、 t i c a l l y t o e a c h o t h e r t o a c h i e v e p o l a r i z a t i o n d i v e r s i t y,a t t h e s a m e t i m e;a n i s o l a t i o n f e n c e s t r u c t u r e i s l o a d e d i n t h e m i d d l e o f t h e a n t e n n a,w h i c h g r e a t l y i n c r e a s e s t h e i s o l a t i o n
8、 o f t h e a n t e n n a.T h e a n-t e n n a w a s f a b r i c a t e d a n d t e s t e d.T h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h e p r o p o s e d a n t e n n a c a n c o v e r t h e f r e q u e n c y o f 2.8 6-1 1.1 GH z a n d t h e i s o l a t i o n i s g r e a t e r t h a n 2 0 d B i n t
9、h e b a n d.I t h a s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f h i g h i s o l a t i o n,u l t r a-w i d e-b a n d a n d l o w e n v e l o p e c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t(E C C2 293 41 82侧馈3.11 1.01 51 02 02 02侧馈21 22 51 24 12 52侧馈3.11 2.02 01 53 04 04C PW3.11 8.01 5本文6 56 54C PW2.8 6
10、1 1.1 02 04 结束语 本文提出了一款C PW馈电的四元高隔离超宽带M I MO天线。采用C PW馈电的天线能更好地应用于集成电路中。加载了隔离栏栅结构的M I-MO天线具有良好的隔离性能。天线实测工作频段能覆盖2.8 61 1.1 GH z,隔离度优于2 0 d B。该天线具有较小的E C C和良好的全向辐射性能,最大增益能达到7.2 9 d B,在超宽带通信系统中具有很好的应用价值。参考文献:1 李健凤.M I MO手机天线研究D.广州:华南理工大学,2 0 1 3.2 I Q B A L A,S A R A E R EH O A,AHMA D A W,e t a l.M u t
11、u a l c o u p l i n g r e d u c t i o n u s i n g F-s h a p e d s t u b s i n UWB-M I MO a n t e n n aJ.I E E E A c c e s s,2 0 1 7,6:2 7 5 5-2 7 5 9.3 F e d e r a l C o mm u n i c a t i o n s C o mm i s s i o n.F i r s t r e p o r t a n d o r d e r i n t h e m a t t e r o f r e v i s i o n o f p a
12、r t 1-5 o f t h e c o m-m i s s i o n r u l e s r e g a r d i n g u l t r a-w i d e b a n d t r a n s m i s s i o n s y s t e m sR.U S A:F C C,2 0 0 2.4 李国金,林圣夫,南敬昌,等.小型化多陷波新型超宽带天线设计与研究J.传感器与微系统,2 0 2 3,4 2(2):4 5-4 8.L I G u o j i n,L I N S h e n g f u,NAN J i n g c h a n g,e t a l.D e-s i g n a n
13、d r e s e a r c h o f n e w m i n i a t u r i z e d m u l t i-n o t c h u l-t r a-w i d e b a n d a n t e n n aJ.S e n s o r s a n d M i c r o s y s t e m s,2 0 2 3,4 2(2):4 5-4 8.5 周智杰,李培,左乐.一种侧馈式超宽带平面螺旋天线设计J.电子信息对抗技术,2 0 2 0,3 5(1):6 4-6 7.Z HOU Z h i j i e,L I P e i,Z UO L e.D e s i g n o f a s i
14、 d e-f e d u l-601压 电 与 声 光2 0 2 4年 t r a-w i d e b a n d p l a n a r h e l i c a l a n t e n n aJ.E l e c t r o n i c I n f o r-m a t i o n C o u n t e r m e a s u r e T e c h n o l o g y,2 0 2 0,3 5(1):6 4-6 7.6 K UMA R G,M E V A D A P,S I N G H V K,e t a l.C o m p a c t d u a l p o l a r i z e d
15、u l t r a w i d e b a n d(UWB)a n t i p o d a l V i v a l d i a n-t e n n a f o r r o v e r b a s e d G P R s y s t e mC/B a n g a l o r e,I n d i a:2 0 2 2 I E E E M i c r o w a v e s,A n t e n n a s,a n d P r o p a g a t i o n C o n-f e r e n c e(MA P C O N),I E E E,2 0 2 2:2 8 7-2 9 1.7 李振亚,竺小松,张
16、建华.超宽带小型印刷对数周期天线设计 J.固 体 电 子 学 研 究 与 进 展,2 0 1 8,3 8(3):1 9 2-1 9 6.L I Z h e n y a,Z HU X i a o s o n g,Z HANG J i a n h u a.D e s i g n o f u l t r a-w i d e b a n d s m a l l p r i n t e d l o g-p e r i o d i c a n t e n n aJ.S o l i d E l e c t r o n i c s R e s e a r c h a n d P r o g r e s s,2
17、 0 1 8,3 8(3):1 9 2-1 9 6.8 南 敬 昌,韩 欣 欣,高 明 明,等.基 于D G S的 小 型 化UWB-M I MO天线的设计J.电子测量与仪器学报,2 0 2 2,3 6(5):8 9-9 5.NAN J i n g c h a n g,HAN X i n x i n,G AO M i n g m i n g,e t a l.D e s i g n o f m i n i a t u r i z e d UWB-M I MO a n t e n n a b a s e d o n D G SJ.J o u r n a l o f E l e c t r o n
18、i c M e a s u r e m e n t a n d I n s t r u m e n t a t i o n,2 0 2 2,3 6(5):8 9-9 5.9 KHAN M K,F E N G Q,Z HE NG Z.E x p e r i m e n t a l i n-v e s t i g a t i o n a n d d e s i g n o f UWB M I MO a n t e n n a w i t h e n h a n c e d i s o l a t i o nJ.P r o g r e s s i n E l e c t r o m a g n e
19、t i c s R e s e a r c h C,2 0 2 1,1 0 7:2 8 7-2 9 7.1 0S HA RMA M K,KUMA R M,S A I N I J P.D e s i g n a n d a n a l y s i s o f a c o m p a c t UWB-M I MO a n t e n n a w i t h i m-p r o v e d i s o l a t i o n f o r UWB/WL AN a p p l i c a t i o n sJ.W i r e l e s s P e r s o n a l C o mm u n i c
20、a t i o n s,2 0 2 1,1 1 9(4):2 9 1 3-2 9 2 8.1 1S E KHA R M,N E L A TUR I S.C PW F e d U l t r a w i d e-b a n d a n t e n n a f o r m i c r o w a v e i m a g i n g a p p l i c a t i o nC/T u t i c o r i n,I n d i a:2 0 2 3 S e c o n d I n t e r n a t i o n a l C o n f e r-e n c e o n E l e c t r o
21、n i c s a n d R e n e w a b l e S y s t e m s(I C E A R S),I E E E,2 0 2 3:7 7-8 2.1 2高明明,宋杨,南敬昌,等.紧凑型超宽带M I MO天线的研究 J.电 子 测 量 与 仪 器 学 报,2 0 2 2,3 6(1):1 4 9-1 5 6.G AO M i n g m i n g,S ON G Y a n g,NAN J i n g c h a n g,e t a l.R e s e a r c h o n c o m p a c t u l t r a-w i d e b a n d M I MO a n
22、 t e n-n aJ.J o u r n a l o f E l e c t r o n i c M e a s u r e m e n t a n d I n s t r u-m e n t a t i o n,2 0 2 2,3 6(1):1 4 9-1 5 6.1 3KHAN M S,I F T I KHA R A,S HU B A I R R M,e t a l.A f o u r e l e m e n t,p l a n a r,c o m p a c t UWB M I MO a n t e n-n a w i t h WL AN b a n d r e j e c t i o
23、 n c a p a b i l i t i e sJ.M i c r o-w a v e a n d O p t i c a l T e c h n o l o g y L e t t e r s,2 0 2 0,6 2(1 0):3 1 2 4-3 1 3 1.1 4KUMA R P,UR OO J S,A L R OWA I S F.D e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o n o f q u a d-p o r t M I MO a n t e n n a w i t h d u a l-b a n d e l i m i n a t i
24、o n c h a r a c t e r i s t i c s f o r u l t r a-w i d e b a n d a p-p l i c a t i o n sJ.A p p l i e d S c i e n c e s,2 0 2 0,1 0(5):1 7 1 5.1 5苏晋荣,李艳玲.利用科赫分形解耦的四端口紧凑型Q S C UWB M I MO天线J.测试技术学报,2 0 2 3,3 7(2):1 7 0-1 7 7.S U J i n r o n g,L I Y a n l i n g.F o u r-p o r t c o m p a c t Q S C UWB
25、M I MO a n t e n n a u s i n g K o c h f r a c t a l d e c o u p l i n gJ.J o u r n a l o f T e s t i n g T e c h n o l o g y,2 0 2 3,3 7(2):1 7 0-1 7 7.1 6B I KA S H P S,D I B Y E N D U G,KUMA R R D,e t a l.N e u t r a l i z i n g l i n e b a s e d t r i p l e-b a n d M I MO a n t e n n a w i t h p
26、 o l a r i z a t i o n d i v e r s i t y f o r WL AN/C/X b a n d u s a g eJ.I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f E l e c t r o n i c s,2 0 2 3,1 1 0(3):4 0 5-4 2 5.1 7Q I N J,J I AN G X,J I ANG T.A n a p e r t u r e c o u p l e d M I-MO a n t e n n a d e c o u p l i n g b e t w e e n p a t c h e s u s i n g E B G s t r u c t u r eC/B e i j i n g,C h i n a:2 0 1 8 I n t e r n a t i o n a l A p-p l i e d C o m p u t a t i o n a l E l e c t r o m a g n e t i c s S o c i e t y S y m p o-s i u m,A C E S-C h i n a,2 0 1 8:1-2.701 第1期舒海峰等:四元超宽带高隔离M I MO槽天线的设计
