專利名稱：一種用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著人們對高速無線數(shù)據(jù)傳輸需求的增加，頻譜資源日益不足。解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)是MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出)技術(shù)。MIMO通信系統(tǒng)在無線通信收發(fā)兩端均采用多天線技術(shù)，可以使頻譜利用率呈線性增長(與收發(fā)兩端的天線個數(shù)成正比)，極大地提高了通信系統(tǒng)的容量，而不需要額外的帶寬和功率消耗。MIMO無線系統(tǒng)把傳統(tǒng)無線通信中認(rèn)為有害的多徑信號作為一個有利因素加以利用，充分利用空間信道的不相關(guān)特性來提高系統(tǒng)的傳輸速率。
天線作為通信系統(tǒng)的重要組成部分，其性能對整個通信系統(tǒng)有重要的影響。隨著MIMO通信系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，與之相對應(yīng)的多天線設(shè)計己成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點。移動通信系統(tǒng)在功能、容量、質(zhì)量和服務(wù)業(yè)務(wù)上不斷地升級，對移動終端天線提出了越來越高的性能指標(biāo)要求。這些要求包括體積小，重量輕，待機(jī)時間長，成本低，輻射效率高和多頻或?qū)掝l等，所有這些要求對于應(yīng)用在移動終端上的多天線設(shè)計都提出了十分巨大的挑戰(zhàn)。
移動通信終端的單天線形式很多，但支持MIMO功能并適用于移動終端的多天線結(jié)構(gòu)很少?，F(xiàn)有技術(shù)中的多天線結(jié)構(gòu)為在采用兩根天線時，通常使兩個天線盡量遠(yuǎn)離，并且在地枝上設(shè)計T型結(jié)構(gòu)；在采用三根天線時，由安裝在相互垂直的三個地平面上的三個天線單元構(gòu)成，其中兩根天線的極化方向正交，第三個地上的天線的極化方向與前兩根天線中的一根的正交，與另一根極化方向相同，并在空間上遠(yuǎn)離前兩根天線，減少了天線單元之間的相關(guān)性(采用了極化、空間分集)；在采用四根天線時，增加了一根安裝在平行于以上三個地平面中的一個地平面上的天線；在這些地面上還可以安裝更多的天線；釆用的天線形式有折疊單
極、傳輸線加載單極、倒F、平面倒F形天線等。
在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)至少具有以下缺點現(xiàn)有的多天線結(jié)構(gòu)，對于尺寸較大的移動終端如筆記本電腦等較為適用，但對于小尺寸
的移動終端手機(jī)、PDA (Personal Digital Assistant,個人數(shù)字助理)等，由于其天線單元之間的距離很小，空間、極化分集的作用有限，通常天線單元之間的互耦(即一根天線輻射的能 量耦合到了另一根天線上)很大，使得天線的效率降低，從而降低通信系統(tǒng)的容量。

發(fā)明內(nèi)容
為了減小天線單元之間的互耦，提高天線效率，本發(fā)明實施例提供了一種用于移動終端 的天線結(jié)構(gòu)。所述技術(shù)方案如下
一種用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)，所述天線結(jié)構(gòu)包括 介質(zhì)板，用以模擬移動終端； 所述介質(zhì)板正面印制有天線單元； 所述介質(zhì)板背面印制有金屬地；
所述介質(zhì)板背面印制有含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)。 具體地，所述介質(zhì)板為兩塊，并通過金屬片共地連接；
所述天線單元為四個，其中兩個所述天線單元印制在一塊所述介質(zhì)板上，另兩個所述天 線單元印制在另一塊所述介質(zhì)板上。
印制在每塊所述介質(zhì)板上的兩個所述天線單元以該介質(zhì)板的縱中心軸為軸對稱，尺寸及 功能均相同。
所述含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)具體包括第一金屬部分和第二金屬部分， 所述第一金屬部分為在縱向上與金屬地連接的金屬部分；
所述第二金屬部分為在橫向上伸出所述第一金屬部分兩側(cè)的帶有數(shù)個彎折部分的金屬部分。
所述天線單元包括輻射單元和微帶饋線。 本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是
通過在移動終端采用含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)，降低了較小尺寸天線之間由于距離 小而造成的互耦，提高了天線的效率，擴(kuò)充了通信系統(tǒng)的容量。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù) 描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一 些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些 附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明提供的一種用于翻蓋手機(jī)中的天線結(jié)構(gòu)三維圖。 圖2為圖1的A向視圖即剖面圖。
圖3為圖1的B向視圖即下方介質(zhì)板上的微帶饋線的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為圖1的C向視圖即下方介質(zhì)板上的金屬地及其地枝的結(jié)構(gòu)圖。
圖5為圖1的D向視圖即上方介質(zhì)板上的微帶饋線和輻射單元的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為圖1的E向視圖即上方介質(zhì)板上的金屬地及其地枝的結(jié)構(gòu)圖。
圖7為圖1的F向視圖即兩介質(zhì)板中間金屬連接部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖8為下方介質(zhì)板上的微帶饋線結(jié)構(gòu)的實施實例尺寸圖(左右對稱結(jié)構(gòu))，單位均為毫 米(mm)。
圖9為下方介質(zhì)板上的金屬地及其地枝結(jié)構(gòu)的實施實例尺寸圖(左右對稱結(jié)構(gòu))，單位 均為毫米(mra)。
圖IO為上方介質(zhì)板上的微帶饋線和輻射單元結(jié)構(gòu)的實施實例尺寸圖(左右對稱結(jié)構(gòu))， 單位均為亳米(mm)。
圖11為下方介質(zhì)板上的金屬地及其地枝結(jié)構(gòu)的實施實例尺寸圖(左右對稱結(jié)構(gòu))，單位 均為毫米(ran)。
圖12為兩介質(zhì)板中間金屬連接部分結(jié)構(gòu)的實施實例尺寸圖(左右對稱結(jié)構(gòu))，單位為均 為毫米(mm)。
圖13為本發(fā)明實施例提供的一種優(yōu)選實施例的用于翻蓋手機(jī)中的天線結(jié)構(gòu)的單元反射 系數(shù)即單元回波損耗(S參數(shù))圖。
圖14為本發(fā)明實施例提供的一種優(yōu)選實施例的用于翻蓋手機(jī)中的天線結(jié)構(gòu)的單元之間 耦合系數(shù)(S參數(shù))圖。
對附圖中的標(biāo)記說明如下 1、 2介質(zhì)板，1A、 1B、 2A、 2B天線單元； 3、 4、 7、 8微帶饋線；
5、 6為上方介質(zhì)板上的兩個天線的輻射單元； 7、 8為下方介質(zhì)板上兩個天線單元的饋線； 9、 IO為下方介質(zhì)板上的兩個天線的輻射單元； 11為連接兩個金屬地之間的金屬連接片； 12為上方介質(zhì)板上的天線的背面； 13為下方介質(zhì)板上的天線的背面；
514為下方介質(zhì)板背面的金屬地； 15位下方介質(zhì)板背面的含有彎折線的十字型地枝； 16為上方介質(zhì)板背面的金屬地； 17位上方介質(zhì)板背面的含有彎折線的十字型地枝； Sll為天線單元1A隨頻率變化的回波損耗曲線； S22為天線單元IB隨頻率變化的回波損耗曲線； S33為天線單元2A隨頻率變化的回波損耗曲線； S44為天線單元2B隨頻率變化的回波損耗曲線； S12為天線單元1A和IB之間隨頻率變化的互耦曲線； S13為天線單元1A和2A之間隨頻率變化的互耦曲線； S24為天線單元IB和2B之間隨頻率變化的互耦曲線； S14為天線單元1A和2B之間隨頻率變化的互耦曲線； S23為天線單元1B和2A之間隨頻率變化的互耦曲線； S34為天線單元2A和2B之間隨頻率變化的互耦曲線。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn) 一步地詳細(xì)描述。
設(shè)計天線時，首先，根據(jù)工作頻率決定天線單元的尺寸，每個天線單元的尺寸約為諧振
波長的l/4;其次，設(shè)計天線的地枝結(jié)構(gòu)，最后，通過軟件的仿真，對天線的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行 一定的調(diào)整和優(yōu)化以滿足天線的設(shè)計要求。 實施例1
本發(fā)明實施例提供了一種用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)，包括 介質(zhì)板，用以模擬移動終端； 所述介質(zhì)板正面印制有天線單元； 所述介質(zhì)板背面印制有金屬地；
所述介質(zhì)板背面印制有含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)。
通過在移動終端采用含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)，降低了較小尺寸天線之間由于距離 小而造成的互耦，提高了天線的效率，擴(kuò)充了通信系統(tǒng)的容量。 實施例2
本發(fā)明實施例提供了一種用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)(發(fā)送/接收設(shè)備)，該設(shè)備可以用于翻蓋手機(jī)。
參見圖1至圖7,該天線結(jié)構(gòu)包含用于模擬翻蓋手機(jī)的兩塊介質(zhì)板1、 2和印制在介質(zhì)板 上的天線單元1A、 1B、 2A、 2B和金屬地14、 16，這兩塊介質(zhì)板的金屬地14、 16在縱向用 一片金屬連接片11相連并共地，用以模擬翻蓋手機(jī)中電路和天線部分所使用的介質(zhì)板。
其中，兩塊介質(zhì)板l、 2，都呈矩形。
介質(zhì)板1的正面印制有天線單元1A、 1B,以介質(zhì)板1的縱中心軸為軸對稱左右分布，互 為鏡像。天線單元1A由輻射單元5和微帶饋線3構(gòu)成，天線單元1B由輻射單元6和微帶饋 線4構(gòu)成，天線單元1B中的輻射單元和微帶饋線與天線單元1A中的輻射單元和微帶饋線結(jié) 構(gòu)以介質(zhì)板l的縱中心軸為軸對稱，尺寸及功能均相同；
介質(zhì)板2的正面印制有天線單元2A、 2B，以介質(zhì)板2的縱中心軸為軸對稱，互為鏡像， 天線單元2A由輻射單元9和微帶饋線7構(gòu)成，天線單元2B由輻射單元10和微帶饋線8構(gòu) 成，天線單元2B中的輻射單元和微帶饋線與天線單元2A中的輻射單元和微帶饋線結(jié)構(gòu)以介 質(zhì)板2的縱中心軸為軸對稱，尺寸及功能均相同；
本天線結(jié)構(gòu)可以采用微帶饋線饋電，也可以釆用其他方式饋電，饋線的長度和結(jié)構(gòu)可根 據(jù)實際情況調(diào)整，本發(fā)明實施例不做具體限定。
介質(zhì)板1的背面12上印制有金屬地16和含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)17。
其中，含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)17位于金屬地16的上部。
介質(zhì)板2的背面13上印制有金屬地14和含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)15。
其中，含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)15位于金屬地14的上部。
具體地，含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)是由第一金屬部分和第二金屬部分組成。
第一金屬部分為在縱向上與金屬地連接的金屬部分；
第二金屬部分為在橫向上伸出第一金屬部分兩側(cè)的帶有數(shù)個彎折部分的金屬部分。 其彎折部分可以是任意形狀和數(shù)量，本發(fā)明實施例不做具體限定。
微調(diào)該結(jié)構(gòu)上的彎折線部分可以調(diào)整天線單元的阻抗帶寬，彎折部分的數(shù)量和具體彎折 方式可以根據(jù)實際情況變化，本發(fā)明實施例不做具體限定。
需要說明的是，天線的互耦的改善主要是通過改變十字型地枝中第一金屬部分的寬度及 彎折線與主地板之間的距離來調(diào)整。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例提供了一種用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)，該天線結(jié)構(gòu)可用于翻蓋 手機(jī)。優(yōu)選地，參見圖8，介質(zhì)板l、 2的厚度為0.8mm，面積均為99mm*54mm，相對介電常 數(shù)為4.4，介質(zhì)板1和介質(zhì)板2之間的高度差為5.2mm; 微帶饋線3、 4、 7、 8的寬度均為1.5mm;
上方介質(zhì)板1上的地枝結(jié)構(gòu)所占面積為54mm*15mm，下方介質(zhì)板2上的地枝結(jié)構(gòu)所占 面積為54mm* 10mm。
參見圖8—圖12，上方介質(zhì)板1上的地枝結(jié)構(gòu)的第一金屬部分寬為10mm，高為15mm， 第二金屬部分中彎折線的寬度為lmm，下方介質(zhì)板2上的地枝結(jié)構(gòu)的第一金屬部分寬為 10mm，高為10mm,第二金屬部分中彎折線的寬度為lmm，其他各部分尺寸如圖8—圖12
所示，圖中所有尺寸的單位均為毫米(mm)。
以圖8至圖12所示尺寸仿真的用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)的單元反射系數(shù)即單元回波損耗 如圖13所示，圖中橫坐標(biāo)為工作頻率，單位為GHz，縱坐標(biāo)為回波損耗，單位為dB。由圖 13中隨頻率變化的回波損耗曲線Sll、 S22、 S33、 S44可看出天線單元共有的-10 dB阻抗頻 帶為l卯0 2600MHz，可以覆蓋UMTS、 2.4GHz WLAN等頻帶。
仿真的用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)的單元之間耦合系數(shù)如圖14所示，圖中橫坐標(biāo)為工作頻 率，單位為GHz，縱坐標(biāo)為天線間互耦，單位為dB。由圖14中隨頻率變化的互耦曲線S12、 S13、 S24、 S14、 S23和S34可看出，在工作頻段內(nèi)單元之間的耦合系數(shù)均在-10dB以下，滿 足MIMO通信系統(tǒng)對移動終端多天線的要求。
該天線結(jié)構(gòu)可用于移動終端特別但不限于MIMO通信系統(tǒng)翻蓋手機(jī)中，本發(fā)明實施例不 做具體限定。
本發(fā)明實施例通過在移動終端采用含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)，降低了較小尺寸天線 之間由于距離小而造成的互耦，提高了天線的效率，擴(kuò)充了通信系統(tǒng)的容量。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之 內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述天線結(jié)構(gòu)包括介質(zhì)板，用以模擬移動終端；所述介質(zhì)板正面印制有天線單元；所述介質(zhì)板背面印制有金屬地；所述介質(zhì)板背面印制有含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)。
2、 如權(quán)利要求1所述的用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述介質(zhì)板為兩塊，并通過金屬片共地連接；所述天線單元為四個，其中兩個所述天線單元印制在一塊所述介質(zhì)板上，另兩個所述天 線單元印制在另一塊所述介質(zhì)板上。
3、 如權(quán)利要求1所述的用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，印制在每塊所述介質(zhì)板 上的兩個所述天線單元以該介質(zhì)板的縱中心軸為軸對稱，尺寸及功能均相同。
4、 如權(quán)利要求l所述的用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述含有彎折線的十字 型地枝結(jié)構(gòu)具體包括第一金屬部分和第二金屬部分，所述第一金屬部分為在縱向上與金屬地連接的金屬部分；所述第二金屬部分為在橫向上伸出所述第一金屬部分兩側(cè)的帶有數(shù)個彎折部分的金屬部
5、如權(quán)利要求1所述的用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述天線單元包括輻射 單元和微帶饋線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于移動終端的天線結(jié)構(gòu)，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。所述天線結(jié)構(gòu)包括介質(zhì)板，用以模擬移動終端；所述介質(zhì)板正面印制有天線單元；所述介質(zhì)板背面印制有金屬地；所述介質(zhì)板背面印制有含有彎折線的十字型地枝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明降低了較小尺寸天線之間由于距離小而造成的互耦，提高了天線的效率，擴(kuò)充了通信系統(tǒng)的容量。
文檔編號H01Q1/24GK101640306SQ20091009236
公開日2010年2月3日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者杜正偉, 煊 王, 克 龔 申請人:清華大學(xué)