一种全频段分集式WiFi-MIMO贴片天线
本发明涉及wifi天线领域，尤其涉及一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线。
背景技术：
1、wifi，全称wireless fidelity，中文译为无线保真，是一种允许电子设备在局部区域内通过无线电波连接互联网的技术。其基于ieee 802.11标准系列，提供无线局域网(wlan)服务，使得用户无需通过物理线路连接即可访问因特网、共享文件、打印文件等。
2、作为室内外无线通信系统的核心组件，wifi天线对无线信号的覆盖范围、传输速率和连接稳定性起着至关重要的作用。现代wifi系统多采用多输入多输出(mimo)技术，即通过多个天线在同一频段上同时传输和接收数据，从而显著提升系统的容量和抗干扰能力。
3、随着对无线数据通讯水平要求的提高，对wifi天线提出以下要求：
4、1、在有限空间内实现高增益：这意味着要在设备小型化趋势下，保证天线能高效地收集和发射信号，增强信号强度，这对于便携式设备和空间紧凑的应用尤其重要；
5、2、宽频带工作：要求天线能够在较宽的频率范围内保持良好的性能，以适应不同无线通信标准和减少更换天线的需求，这对于支持多频段wifi(如同时支持2.4ghz、5ghz和6ghz)至关重要；
6、3、平面单向覆盖：强调了天线需要在特定方向上提供集中且高效的信号覆盖，这对于定向传输、减少干扰和优化网络性能有重要意义；
7、4、多波束形成：指天线系统需能够形成和控制多个独立的信号波束，以实现更灵活的信号指向性和增强的多用户服务能力，这对于提高网络容量和质量，特别是在用户密集区域，是一项关键能力。
8、但是现有的wifi天线技术还无法满足上述要求。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本发明提供一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，实现了2.4gwifi至wifi 7全频段覆盖，增强了天线的通用性和适用性，具有结构简单、成本低廉、外形美观、安全可靠的特点。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，包括介质层板、包裹于介质层板四周的金属空腔支撑结构以及雕刻于介质层板顶端的多个金属贴片，多个金属贴片分别用于覆盖802.11b/g/n、802.11ac、802.11ax、802.11be频段；
3、介质层板与金属贴片之间设置有多个l形探针，多个l形探针与多个金属贴片一一对应。
4、优选的，介质层板方程式如下的椭圆结构：
5、
6、公式(1)中椭圆方程轨迹的长轴为290mm，短轴长度为240mm；
7、且多个金属贴片的中心均位于以下椭圆方程的轨迹上：
8、
9、公式(2)中椭圆方程轨迹的长轴为220mm，短轴长度为125mm；
10、金属空腔支撑结构为双层地板结构的椭圆形空腔结构，金属空腔支撑结构内侧与介质层板卡接。
11、优选的，介质层板的顶端设置有四个金属贴片，四个金属贴片分别位于公式(2)所述的椭圆方程的四个顶点上，且位于长轴与公式(2)所述的椭圆方程轨迹的两个交点上的两个金属贴片与金属空腔支撑结构底端内壁之间的垂直距离相同，位于短轴与公式(2)所述的椭圆方程轨迹的两个交点上的两个金属贴片与金属空腔支撑结构底端内壁之间的垂直距离相同。
12、优选的，四个金属贴片的外接矩形的尺寸分别为90mm×60mm、73mm×53mm、66mm×44mm、67mm×44mm。
13、优选的，位于短轴与公式(2)所述的椭圆方程轨迹的两个交点上的两个金属贴片的外接圆半径为57mm。
14、优选的，金属贴片的上方罩设有pvc透明天线罩，pvc透明天线罩的厚度为0.3mm。
15、优选的，介质层板为厚度为0.5mm的rogers ro4003c板材；
16、金属空腔支撑结构为铝材质；
17、l形探针和金属贴片均为铜材质，且金属贴片由铜箔制成。
18、优选的，l形探针的直径为1mm，金属空腔支撑结构的厚度为1mm。
19、优选的，金属空腔支撑结构的四周设置有止口凹凸槽，用于卡接介质层板。止口凹凸槽的宽度为0.8mm。
20、优选的，金属贴片为汉字形状。
21、本发明具有以下有益效果：
22、1、实现了2.4gwifi(2.401-2.495ghz)以及wifi5、6、7(5.725-5.875ghz，5.925-7.125ghz，6.425-7.125ghz)的全频段覆盖，具有高增益、高效率、低能耗和高隔离度等特性，确保了广泛的兼容性和适用性，符合ieee802.11标准；
23、2、精确几何布局：椭圆方程定位和椭圆形介质层板设计，优化天线性能；
24、3、增强方向性和增益：特定的参数设置可提升特定方向的信号增益和方向性；
25、4、美观隐蔽性：隶书字形设计提供装饰效果，减少传统天线的突兀感；
26、5、成本效益：使用经济材料，降低成本同时保持高性能；
27、6、通过金属空腔支撑结构包围介质层板，提供了额外的结构稳定性和电磁性能优化；
28、7、多重分集技术：通过天线分集、频率分集、方向图分集技术，显著提升了通信系统的可靠性、抗干扰能力及整体性能。
29、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
技术特征：
1.一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，其特征在于：包括介质层板、包裹于介质层板四周的金属空腔支撑结构以及雕刻于介质层板顶端的多个金属贴片，多个金属贴片分别用于覆盖802.11b/g/n、802.11ac、802.11ax、802.11be频段；
2.根据权利要求1所述的一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，其特征在于：介质层板方程式采用如下的椭圆结构：
3.根据权利要求2所述的一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，其特征在于：介质层板的顶端设置有四个金属贴片，四个金属贴片分别位于公式(2)所述的椭圆方程的四个顶点上，且位于长轴与公式(2)所述的椭圆方程轨迹的两个交点上的两个金属贴片与金属空腔支撑结构底端内壁之间的垂直距离相同，位于短轴与公式(2)所述的椭圆方程轨迹的两个交点上的两个金属贴片与金属空腔支撑结构底端内壁之间的垂直距离相同。
4.根据权利要求3所述的一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，其特征在于：四个金属贴片的外接矩形的尺寸分别为90mm×60mm、73mm×53mm、66mm×44mm、67mm×44mm。
5.根据权利要求3所述的一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，其特征在于：位于短轴与公式(2)所述的椭圆方程轨迹的两个交点上的两个金属贴片的外接圆半径为57mm。
6.根据权利要求1所述的一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，其特征在于：金属贴片的上方罩设有pvc透明天线罩，pvc透明天线罩的厚度为0.3mm。
7.根据权利要求1所述的一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，其特征在于：介质层板为厚度为0.5mm的rogers ro4003c板材；
8.根据权利要求7所述的一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，其特征在于：l形探针的直径为1mm，金属空腔支撑结构的厚度为1mm。
9.根据权利要求1所述的一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，其特征在于：金属空腔支撑结构的四周设置有用于卡接介质层板的止口凹凸槽，止口凹凸槽的宽度为0.8mm。
10.根据权利要求1所述的一种全频段分集式wifi-mimo贴片天线，其特征在于：金属贴片为隶书汉字形状。
技术总结
本发明公开了一种全频段分集式WiFi‑MIMO贴片天线，属于WiFi天线领域，包括介质层板、包裹于介质层板四周的金属空腔支撑结构以及雕刻于介质层板顶端的多个金属贴片，多个金属贴片分别用于覆盖802.11b/g/n、802.11ac、802.11ax、802.11be频段；介质层板与金属贴片之间设置有多个L形探针，多个L形探针与多个金属贴片一一对应。本发明采用上述结构的全频段分集式WiFi‑MIMO贴片天线，使得天线能够实现从2.4G WiFi到最新的WiFi 7的全频段覆盖，显著提升了天线的通用性和适用性，且天线设计简洁、成本效益显著，外观美观，且安全可靠，是无线通信领域的一大进步。
技术研发人员：钟国麟,李采萤
受保护的技术使用者：广州理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5