專利名稱：一種適用于lte標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)mimo天線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通訊領(lǐng)域，特別涉及一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
為了方便理解，我們這里給出幾個(gè)常用天線的定義(1)電感加載電容耦合天線 天線接地，饋電線與天線不直接連接，而是通過(guò)電容耦合的方式饋電，長(zhǎng)度一般低于工作頻率的1/4波長(zhǎng)。(2)單極子天線長(zhǎng)度為工作頻率的1/4波長(zhǎng)，一端與信號(hào)的輸出端連接，一端開(kāi)路，且需要懸空于地面。(3)環(huán)天線長(zhǎng)度為工作頻率的1個(gè)波長(zhǎng)，一端接信號(hào)的輸出端，一端接地。(4)PIFA天線長(zhǎng)度為工作頻率的1/4波長(zhǎng)，一端接信號(hào)輸出端和地，一端開(kāi)路，PIFA可以安放在地面上，且高度一般高于地面5mm或以上。(5) IFA天線長(zhǎng)度為工作頻率的1/4波長(zhǎng)，類似于PIFA，一端接信號(hào)輸出端和地，一端開(kāi)路，但是不放在地面上，需要凈空。(6)槽天線為在一塊金屬上切出槽而得到，槽的長(zhǎng)度可以為1/4波長(zhǎng)也可以為1/2 波長(zhǎng)，槽天線一般通過(guò)耦合饋電方式饋電。LTE是英文Long Term Evolution的縮寫。LTE也被通俗的稱為3. 9G，具有100Mbps 的數(shù)據(jù)下載能力，被視作從3G向4G演進(jìn)的主流技術(shù)。作為下一代無(wú)線通信技術(shù)，LTE可提供更快的數(shù)據(jù)速率，更優(yōu)良的多媒體服務(wù)。在 LTE技術(shù)中，MIMO是最關(guān)鍵的技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)MIMO工作，需要使用兩個(gè)或多個(gè)工作在相同頻率的接收及發(fā)射天線。為了獲得好的性能，這些天線之間需要有良好的隔離，同時(shí)天線之間也要有低的相關(guān)性系數(shù)。而且，目前世界范圍內(nèi)有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以滿足不同的應(yīng)用，這些標(biāo)準(zhǔn)所覆蓋的頻段各不相同，僅僅LTE覆蓋的頻段就從700MHz—直到沈90 MHz，因此需要LTE 天線系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)多頻段工作。在手持設(shè)備(如手機(jī))中，空間非常狹小，天線之間的間隙很小，設(shè)計(jì)出滿足這些要求并具有良好性能的MIMO天線系統(tǒng)是非常困難的。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00980101818. X的發(fā)明專利公開(kāi)了一種多頻段內(nèi)置天線。該天線包含基板；在所述基板上形成的阻抗匹配/供電單元；與所述阻抗匹配/供電單元結(jié)合的第一輻射部件，而且所述阻抗匹配/供電單元包含具有預(yù)定長(zhǎng)度并與接地連接的第一匹配部件及具有預(yù)定長(zhǎng)度并與所述第一匹配部件相隔配置，且與供電點(diǎn)電氣連接的第二匹配部件，并且所述第一匹配部件與所述第二匹配部件之間的間隔在局部產(chǎn)生變化。根據(jù)本發(fā)明的天線，在多頻段設(shè)計(jì)時(shí)利用耦合匹配，從而具有可提供擁有寬頻特性的多頻段內(nèi)置天線的優(yōu)點(diǎn)。該天線雖然能實(shí)現(xiàn)在多個(gè)頻段工作，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO 天線結(jié)構(gòu)，其在手機(jī)這樣的狹小空間內(nèi)，設(shè)計(jì)可以工作在多個(gè)頻段的LTE天線系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)的天線可工作在多個(gè)頻段，具有良好的輻射性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)天線間的高的隔離和低的相關(guān)性系數(shù)。本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)方案如下
一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，包括鋪設(shè)有地面的介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板包括第一側(cè)邊和第二側(cè)邊，且第一側(cè)邊的長(zhǎng)度小于第二側(cè)邊的長(zhǎng)度，第一側(cè)邊與第二側(cè)邊呈一定角度；所述天線結(jié)構(gòu)還包括 主天線，所述主天線設(shè)置在第一側(cè)邊； 第一副天線，所述第一副天線設(shè)置在第二側(cè)邊，其進(jìn)一步包括 耦合饋電線、第一饋電點(diǎn)和若干個(gè)彎折分支；耦合饋電線通過(guò)電容耦合方式將能量饋給所述若干個(gè)彎折分支；第一饋電點(diǎn)與所述耦合饋電線連接；耦合饋電線與彎折分支非接觸；
所述每一彎折分支與所述地面形成縫隙，且其一端與地面連接；且該彎折分支通過(guò)上述縫隙在預(yù)定工作頻段內(nèi)以電容耦合的方式輻射能量。較佳地，所述彎折分支的總長(zhǎng)度為該預(yù)定工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。
較佳地，所述若干彎折分支包括第一彎折分支和第二彎折分支；
第一彎折分支與地面形成第一縫隙，第一彎折分支通過(guò)第一縫隙在第一低頻段內(nèi)輻射能量；第一彎折分支的總長(zhǎng)度為第一低頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一；
第二彎折分支與地面形成第二縫隙，第二彎折分支通過(guò)第二縫隙在第二低頻段內(nèi)輻射能量；第二彎折分支的總長(zhǎng)度為第二低頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。較佳地，該述天線結(jié)構(gòu)還包括第二副天線，所述第二副天線設(shè)置在介質(zhì)基板的第二側(cè)邊，鄰近第一副天線；所述第二副天線為折疊金屬片，其上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的第二饋電點(diǎn)。較佳地，該述第一副天線還包括一集總參數(shù)元件，所述耦合饋電線通過(guò)該集總參數(shù)元件與所述第一饋電點(diǎn)連接。較佳地，第一彎折分支呈倒L型，其一端與地面連接，且其沿著該端反方向延伸， 一直延伸到介質(zhì)基板的第二側(cè)邊后再向右延伸一段距離；
第二彎折分支的一端與地面連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質(zhì)基板的第二側(cè)邊后再向上延伸，向上延伸一段距離后向右延伸一段距離； 第一彎折分支設(shè)置在第二彎折分支的第二縫隙內(nèi)。較佳地，第一低頻段為791-821MHz，第二低頻段為925_960MHz。較佳地，所述第二副天線的工作頻率覆蓋高頻段，其覆蓋頻段為1805-2170MHZ，且第二副天線的總長(zhǎng)度為該覆蓋頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。較佳地，所述若干彎折分支包括第一彎折分支和第二彎折分支；
第一彎折分支與地面形成第一縫隙，第一彎折分支通過(guò)第一縫隙在第一工作頻段輻射能量；所述第一工作頻段為第一低頻段或第一高頻段；第一彎折分支的總長(zhǎng)度約為第一工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一；
第二彎折分支與地面形成第二縫隙，第二彎折分支通過(guò)第二縫隙在第二工作頻段輻射能量；所述第二工作頻段為第二低頻段或第二高頻段；第二彎折分支的總長(zhǎng)度約為第二工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。
較佳地，所述第一副天線還包括集總電容和第一折疊金屬片、第二折疊金屬片；所述集總電容一端與第一饋電點(diǎn)連接，另一端與該第一折疊金屬片的第一端連接；第一折疊金屬片的第二端和第二折疊金屬片的一端相對(duì)，且第二折疊金屬片的另一端連接地面；
第一折疊金屬片在第三高頻段內(nèi)輻射能量；第二折疊金屬片通過(guò)與第一折疊金屬片之間的耦合在第四高頻段內(nèi)輻射能量；其中，第一折疊金屬片約為第三高頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一，第二折疊金屬片約為第四高頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。較佳地，第一彎折分支呈倒L型，其一端與地面連接，且其沿著該端反方向延伸， 一直延伸到介質(zhì)基板的第二側(cè)邊后再向右延伸一段距離；
第二彎折分支的一端與地面連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質(zhì)基板的第二側(cè)邊后再向上延伸，向上延伸一段距離后向右延伸一段距離； 第一彎折分支設(shè)置在第二彎折分支的第二縫隙內(nèi)。較佳地，第一低頻段為734-749 MHz ；第一高頻段為2000_2300ΜΗζ ；第二低頻段為 869-894 MHz ；第二高頻段為 2300_2600ΜΗζ。較佳地，第三高頻段為1710-2000ΜΗΖ ；第四高頻段為^00_2800ΜΗζ。較佳地，所述主天線的工作頻段覆蓋698-960ΜΗΖ以及1710_2690ΜΗζ。較佳地，所述主天線為以下其中一種電感加載電容耦合天線、單極子天線、環(huán)天線、IFA天線、PIFA天線，槽天線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提出的天線結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)
第一以往的技術(shù)僅僅涉及如何在一個(gè)窄頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)天線間的高隔離與低的相關(guān)性系數(shù)，而本發(fā)明所提出的天線結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)頻段及寬頻段的高隔離及低的相關(guān)性系數(shù)。第二 以往的技術(shù)往往結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要引入多個(gè)附加元件，因此增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，降低了天線的性能。而本發(fā)明所提出的天線結(jié)構(gòu)不需要任何附加元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 也不會(huì)引入其他附加損耗。第三以往的技術(shù)往往占用面積較大，不適用于低頻段和手機(jī)這樣的小型手持移動(dòng)終端設(shè)備上。而本發(fā)明所提出的天線結(jié)構(gòu)占用面積小，完全可以集成到手機(jī)等小型手持終端設(shè)備中，工作頻段可以包含LTE700這樣的低頻段。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1 一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)的示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例1主天線的放大圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1第一副天線的放大圖； 圖4為本年發(fā)明實(shí)施例1第二副天線的放大圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第一副天線反射系數(shù)和隔離度測(cè)量圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第二副天線反射系數(shù)和隔離度測(cè)量圖； 圖7為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第一副天線總輻射效率測(cè)量圖； 圖8為本發(fā)明實(shí)施例1第一副天線和第二副天線反射系數(shù)和隔離度測(cè)量圖； 圖9為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第二副天線總輻射效率測(cè)量圖； 圖10為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第一副天線在低頻段的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)分析圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例圖12為本發(fā)明實(shí)施例圖13為本發(fā)明實(shí)施例圖14為本發(fā)明實(shí)施例圖15為本發(fā)明實(shí)施例圖16為本發(fā)明實(shí)施例圖17為本發(fā)明實(shí)施例圖18為本發(fā)明實(shí)施例
1主天線和第二副天線在高頻段的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)分析圖； 2 一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)的示意圖 2第一副天線的放大2主天線和第一副天線反射系數(shù)和隔離度測(cè)量 副天線在低頻段的總輻射效率測(cè)量圖； 副天線在高頻段的總輻射效率測(cè)量圖； 副天線在低頻段的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)分析圖； 副天線在高頻段的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)分析圖。
2主天線和第-2主天線和第-2主天線和第-2主天線和第-
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，包括鋪設(shè)有地面的介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板包括第一側(cè)邊和第二側(cè)邊，且第一側(cè)邊的長(zhǎng)度小于第二側(cè)邊的長(zhǎng)度，第一側(cè)邊與第二側(cè)邊呈一定角度；所述天線結(jié)構(gòu)還包括
主天線，所述主天線設(shè)置在第一側(cè)邊； 第一副天線，所述第一副天線設(shè)置在第二側(cè)邊，其進(jìn)一步包括 耦合饋電線、第一饋電點(diǎn)和若干個(gè)彎折分支；耦合饋電線通過(guò)電容耦合方式將能量饋給所述若干個(gè)彎折分支；第一饋電點(diǎn)與所述耦合饋電線連接；耦合饋電線與彎折分支非接觸；
所述每一彎折分支與所述地面形成縫隙，且其一端與地面連接；且該彎折分支通過(guò)上述縫隙在預(yù)定工作頻段內(nèi)以電容耦合的方式輻射能量。下方結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述 實(shí)施例1
如圖1至圖4，一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)100，包括鋪設(shè)有地面 12的介質(zhì)基板11、主天線13、第一副天線14和第二副天線15。第一副天線14為低頻分集天線，其覆蓋兩個(gè)低頻的工作頻段。第二副天線15為高頻分集天線。介質(zhì)基板11包括第一側(cè)邊111和第二側(cè)邊112，且第一側(cè)邊111的長(zhǎng)度小于第二側(cè)邊112的長(zhǎng)度，第一側(cè)邊111與第二側(cè)邊112呈一定角度。在本實(shí)施例中，第一側(cè)邊111 和第二側(cè)邊112呈90度角。主天線13設(shè)置在第一側(cè)邊111。主天線的工作頻段可以覆蓋698-960MHZ以及 1710-2690MHZ。在本實(shí)施例中，主天線13為一電感加載電容耦合天線。這里僅為舉例，主天線13也可以采用單極子天線、環(huán)天線、IFA天線、PIFA天線，槽天線等等。參見(jiàn)圖2，主天線13包括輻射片131、接地線132、電容耦合饋電線133、主天線饋電點(diǎn)134。其中，輻射片131與接地線132 —端連接，接地線132另一端與地面12連接；電容耦合饋電線133與輻射片131及接地線132非接觸，其與主天線饋電點(diǎn)134連接。能量從主天線饋電點(diǎn)134輸入給主天線13，即主天線饋入點(diǎn)134為主天線13的能量輸入點(diǎn)。參見(jiàn)圖3，第一副天線14設(shè)置在第二側(cè)邊112，其進(jìn)一步包括
耦合饋電線143、第一饋電點(diǎn)145、若干彎折分支；耦合饋電線143通過(guò)電容耦合方式將能量饋給上述彎折分支；第一饋電點(diǎn)145與耦合饋電線143連接。所述每一彎折分支與所述地面12形成縫隙，且其一端與地面12連接；該彎折分支通過(guò)上述縫隙在一定工作頻段內(nèi)以電容耦合的方式輻射能量，且該彎折分支的總長(zhǎng)度約為該工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。工作頻段的中心頻率由工作頻段的兩個(gè)端點(diǎn)加和后除以二得到。耦合饋電線143與彎折分支非接觸，能量從第一饋電點(diǎn)145輸入給第一副天線14， 即第一饋電點(diǎn)145為第一副天線14的能量輸入點(diǎn)。第一副天線14還包括一集總參數(shù)元件，耦合饋電線13通過(guò)該集總參數(shù)元件與第一饋電點(diǎn)145連接。在本實(shí)施例中，上述集總參數(shù)元件為集總電感144，僅為舉例，具體實(shí)施時(shí)，也可以取消這里的集總電感或者采用增加其他的集總參數(shù)元件來(lái)改善天線特性。在本實(shí)施例中，若干彎折分支包括第一彎折分支141、第二彎折分支142。僅為舉例，具體實(shí)施時(shí)，彎折分支的數(shù)量不限。操作人員可以通過(guò)改變可以與地面形成縫隙的彎折分支的數(shù)目來(lái)改變本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)的工作頻段的數(shù)目。故本實(shí)施例僅為舉例，不對(duì)此作出限定。第一彎折分支141與地面形成第一縫隙101，第一彎折分支141通過(guò)第一縫隙101 在第一低頻段內(nèi)輻射能量；第一彎折分支141的總長(zhǎng)度約為第一低頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。第二彎折分支142與地面形成第二縫隙102，第二彎折分支142通過(guò)第二縫隙102 在第二低頻段內(nèi)輻射能量；第二彎折分支142的總長(zhǎng)度約為第二低頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。第一彎折分支141呈倒L型，其一端與地面12連接，且其沿著該端反方向延伸，一直延伸到第二側(cè)邊112后再向右延伸一段距離。第二彎折分支142的一端與地面12連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到第二側(cè)邊112后再向上延伸，向上延伸一定距離后向右延伸一段距離。第一彎折分支141設(shè)置在第二彎折分支142的第二縫隙102內(nèi)。在本實(shí)施例中，第一低頻段為791-82IMHz，第二低頻段為925_960MHz。參見(jiàn)圖4，第二副天線15設(shè)置在介質(zhì)基板11的第二側(cè)邊112，鄰近第一副天線14 ； 第二副天線15為折疊金屬片，呈立體Z字結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的第二饋電點(diǎn)151。第二副天線15的工作頻率覆蓋高頻段，其覆蓋頻段為1805-2170MHZ，且第二副天線15的總長(zhǎng)度為該覆蓋頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。圖5為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第一副天線反射系數(shù)和隔離度測(cè)量圖。在這次測(cè)量中，主天線13和第一副天線14接儀器輸出端而第二副天線15接50歐姆的負(fù)載。其中曲線FSll代表主天線13在整個(gè)頻帶內(nèi)的回波損耗，曲線FS22代表第一副天線14在整個(gè)頻帶內(nèi)的回波損耗，曲線FS21代表主天線13和第一副天線14之間的耦合情況。曲線FS21 在低頻段內(nèi)都小于-15dB，說(shuō)明主天線13和第一副天線14之間具有相當(dāng)良好的隔離度。圖6為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第二副天線反射系數(shù)和隔離度測(cè)量圖。在這次測(cè)量中，主天線13和第二副天線15接儀器輸出端而第一副天線14接50歐姆的負(fù)載。其中曲線FSll代表主天線13在整個(gè)頻帶內(nèi)的回波損耗，曲線FS33代表第二副天線15在整個(gè)頻帶內(nèi)的回波損耗，曲線FS31代表主天線13和第二副天線15之間的耦合情況。曲線FS31 在低頻段內(nèi)都小于-12dB，說(shuō)明主天線13和第二副天線15之間具有足夠的隔離度。圖7為本發(fā)明實(shí)施例1第一副天線和第二副天線反射系數(shù)和隔離度測(cè)量圖。在這次測(cè)量中，第一副天線14和第二副天線15接儀器輸出端而主天線13接50歐姆的負(fù)載。其中曲線FS22代表第一副天線14在整個(gè)頻帶內(nèi)的回波損耗，曲線FS33代表第二副天線15在整個(gè)頻帶內(nèi)的回波損耗，曲線FS32代表第一副天線14和第二副天線15之間的耦合情況。 曲線FS32在低頻段內(nèi)都小于-20dB，說(shuō)明第一副天線14和第二副天線15之間具有相當(dāng)良好的隔離度。圖8為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第一副天線總輻射效率測(cè)量圖。FRLl代表主天線 13在低頻段的總輻射效率。FRL2代表第一副天線14在低頻段的總輻射效率。從圖8可以看到，主天線13和第一副天線14在設(shè)計(jì)的頻段內(nèi)具有良好的輻射性能。圖9為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第二副天線總輻射效率測(cè)量圖。FRHl代表主天線 13在高頻段的總輻射效率。FRH2代表第二副天線15在高頻段的總輻射效率。從圖9可以看到，主天線13和第二副天線15在設(shè)計(jì)的頻段內(nèi)具有良好的輻射性能。圖10為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第一副天線在低頻段的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)分析圖，其代表在低頻段主天線13與第一副天線14之間的獨(dú)立性。FCLl是在XPR (交叉極化鑒別) 值設(shè)置為0. 5，phi (方位角)分布文件選擇為uniform分布，theta (俯仰角)分布文件選擇為normal分布計(jì)算得到的。FCL2是在XPR值設(shè)置為0. 5，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計(jì)算得到的。FCL3是在XPR值設(shè)置為1，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計(jì)算得到的。FCL4是在XPR 值設(shè)置為1，Phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計(jì)算得到的。從圖中可以看到，計(jì)算得到的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)在兩個(gè)天線重合的頻段內(nèi)都小于0.3， 表明主天線13和第一副天線14在低頻段具有良好的獨(dú)立性。圖11為本發(fā)明實(shí)施例1主天線和第二副天線在高頻段的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)分析圖，其為本發(fā)明所提出的第一種結(jié)構(gòu)的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)分析圖，其代表在高頻段主天線13與第二副天線15之間的獨(dú)立性。FCHl是在XI3R值設(shè)置為0. 5，phi分布文件選擇為uniform分布， theta分布文件選擇為normal分布計(jì)算得到的。FCH2是在XPR值設(shè)置為0. 5，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計(jì)算得到的。FCH3是在XPR 值設(shè)置為1，Phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計(jì)算得到的。FCH4是在XPR值設(shè)置為1，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計(jì)算得到的。從圖中可以看到，計(jì)算得到的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)在兩個(gè)天線重合的頻段內(nèi)都小于0. 3，表明主天線13和第二副天線15在高頻段具有良好的獨(dú)立性。 實(shí)施例2
如圖12，一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)100，包括鋪設(shè)有地面12的介質(zhì)基板11、主天線13、第一副天線對(duì)。介質(zhì)基板11包括第一側(cè)邊111和第二側(cè)邊112，且第一側(cè)邊111的長(zhǎng)度小于第二側(cè)邊112的長(zhǎng)度，第一側(cè)邊111與第二側(cè)邊112呈一定角度。在本實(shí)施例中，第一側(cè)邊111 和第二側(cè)邊112呈90度角。主天線13設(shè)置在第一側(cè)邊111。主天線的工作頻段可以覆蓋698-960MHZ以及 1710-2690MHZ。在本實(shí)施例中，主天線13為一電感加載電容耦合天線。這里僅為舉例，主天線13也可以采用單極子天線、環(huán)天線、IFA天線、PIFA天線，槽天線等等。主天線13包括輻射片131、接地線132、電容耦合饋電線133、主天線饋電點(diǎn)134。其中，輻射片131與接地線132—端連接，接地線132另一端與地面12連接；電容耦合饋電線133與輻射片131及接地線132非接觸，其與主天線饋電點(diǎn)134連接。能量從主天線饋電點(diǎn)134輸入給主天線13，即主天線饋入點(diǎn)134為主天線13的能量輸入點(diǎn)。參見(jiàn)圖13，第一副天線M設(shè)置在第二側(cè)邊112，其進(jìn)一步包括
耦合饋電線對(duì)3、第一饋電點(diǎn)M5、若干彎折分支；耦合饋電線243通過(guò)電容耦合方式將能量饋給上述彎折分支；第一饋電點(diǎn)245與耦合饋電線243連接。所述每一彎折分支與地面12形成縫隙，且其一端與地面12連接；該彎折分支通過(guò)上述縫隙在一定工作頻段內(nèi)以電容耦合的方式輻射能量，且該彎折分支的總長(zhǎng)度約為該工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。工作頻段的中心頻率由工作頻段的兩個(gè)端點(diǎn)加和后除以二得到。耦合饋電線243與彎折分支非接觸，能量從第一饋電點(diǎn)245輸入給第一副天線24， 即第一饋電點(diǎn)245為第一副天線M的能量輸入點(diǎn)。圖13中，耦合饋電線13直接與第一饋電點(diǎn)245連接。具體實(shí)施時(shí)，耦合饋電線13 還可通過(guò)一集總參數(shù)元件與第一饋電點(diǎn)245連接，這樣可以改變本實(shí)施例天線結(jié)構(gòu)的天線性能。在本實(shí)施例中，上述若干彎折分支包括第一彎折分支241和第二彎折分支M2。第一彎折分支241與地面12形成第一縫隙201，第一彎折分支241通過(guò)第一縫隙 201在第一工作頻段輻射能量；所述第一工作頻段為第一低頻段或第一高頻段；第一彎折分支的總長(zhǎng)度約為第一工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。在本實(shí)施例中，第一低頻段為 7；34-749 MHz ；第一高頻段為 2000_2300MHz。第二彎折分支242與地面12形成第二縫隙202，第二彎折分支242通過(guò)第二縫隙 202在第二工作頻段輻射能量；所述第二工作頻段為第二低頻段或第二高頻段；第二彎折分支的總長(zhǎng)度約為第二工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。在本實(shí)施例中，第二低頻段為 869-894 MHz ；第二高頻段為 2300_2600MHz。 第一彎折分支241呈倒L型，其一端與地面12連接，且其沿著該端反方向延伸，一直延伸到第二側(cè)邊112后再向右延伸一段距離。第二彎折分支M2的一端與地面12連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到第二側(cè)邊112后再向上延伸，向上延伸一定距離后向右延伸一段距離。第一彎折分支241設(shè)置在第二彎折分支M2的第二縫隙202內(nèi)。上述第一副天線M還包括集總電容246和第一折疊金屬片M7、第二折疊金屬片 248 ；集總電容246 —端與第一饋電點(diǎn)245連接，另一端與該第一折疊金屬片M7的第一端連接；第一折疊金屬片247的第二端和第二折疊金屬片248的一端相對(duì)，且第二折疊金屬片 248的另一端連接地面12。第一折疊金屬片247在第三高頻段內(nèi)輻射能量；第二折疊金屬片248通過(guò)與第一折疊金屬片247之間的耦合在第四高頻段內(nèi)輻射能量；其中，第一折疊金屬片247約為第三高頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一，第二折疊金屬片248約為第四高頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。在本實(shí)施例中，第三高頻段為1710-2000MHZ ；第四高頻段為
2600-2800MHzo與實(shí)施例1相比，實(shí)施例2的第二副天線只需要一個(gè)輸入端口即可覆蓋低頻和高頻段，大大簡(jiǎn)化了后續(xù)電路的設(shè)計(jì)。
圖14為本發(fā)明實(shí)施例2主天線和第一副天線反射系數(shù)和隔離度測(cè)量圖。在這次測(cè)量中，主天線13和第一副天線M接儀器輸出端。其中曲線SSll代表主天線13在整個(gè)頻帶內(nèi)的回波損耗，曲線SS22代表第一副天線M在整個(gè)頻帶內(nèi)的回波損耗，曲線SS21代表主天線13和第一副天線M之間的耦合情況。曲線SS21在低頻段內(nèi)都小于-15dB，在高頻段內(nèi)都小于-10dB，說(shuō)明主天線13和第一副天線M之間具有相當(dāng)良好的隔離度。圖15為本發(fā)明實(shí)施例2主天線和第一副天線在低頻段的總輻射效率測(cè)量圖。SRLl 代表主天線13在低頻段的總輻射效率。SRL2代表第一副天線M在低頻段的總輻射效率。 從圖15可以看到，主天線13和第一副天線M在設(shè)計(jì)的頻段內(nèi)具有良好的輻射性能。圖16為本發(fā)明實(shí)施例2主天線和第一副天線在高頻段的總輻射效率測(cè)量圖。SRHl 代表主天線13在高頻段的總輻射效率。SRH2代表副天線M在高頻段的總輻射效率。從圖 16可以看到，主天線13和第一副天線M在一個(gè)很寬的頻段內(nèi)具有良好的輻射性能。圖17為本發(fā)明實(shí)施例2主天線和第一副天線在低頻段的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)分析圖，其代表在低頻段主天線13與第一副天線M之間的獨(dú)立性。SCLl是在XPR值設(shè)置為0. 5，phi 分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計(jì)算得到的。SCL2是在 XPR值設(shè)置為0. 5，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計(jì)算得到的。SCL3是在XPR值設(shè)置為1，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計(jì)算得到的。SCL4是在XI3R值設(shè)置為1，phi分布文件選擇為uniform 分布，theta分布文件選擇為uniform分布計(jì)算得到的。從圖中可以看到，計(jì)算得到的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)在兩個(gè)天線重合的頻段內(nèi)都小于0.3，表明主天線23和第一副天線M在低頻段具有良好的獨(dú)立性。圖18為本發(fā)明實(shí)施例2主天線和第一副天線在高頻段的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)分析圖，其代表在高頻段主天線13與第一副天線M之間的獨(dú)立性。SCHl是在XPR值設(shè)置為0. 5，phi 分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計(jì)算得到的。SCH2是在 XPR值設(shè)置為0. 5，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計(jì)算得到的。SCH3是在XPR值設(shè)置為1，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計(jì)算得到的。SCH4是在XI3R值設(shè)置為1，phi分布文件選擇為uniform 分布，theta分布文件選擇為uniform分布計(jì)算得到的。從圖中可以看到，計(jì)算得到的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)在兩個(gè)天線重合的頻段內(nèi)都小于0.3，表明主天線13和第一副天線M在高頻段具有良好的獨(dú)立性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提出的天線結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)
第一以往的技術(shù)僅僅涉及如何在一個(gè)窄頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)天線間的高隔離與低的相關(guān)性系數(shù)，而本發(fā)明所提出的天線結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)頻段及寬頻段的高隔離及低的相關(guān)性系數(shù)。第二 以往的技術(shù)往往結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要引入多個(gè)附加元件，因此增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，降低了天線的性能。而本發(fā)明所提出的天線結(jié)構(gòu)不需要任何附加元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 也不會(huì)引入其他附加損耗。第三以往的技術(shù)往往占用面積較大，不適用于低頻段和手機(jī)這樣的小型手持移動(dòng)終端設(shè)備上。而本發(fā)明所提出的天線結(jié)構(gòu)占用面積小，完全可以集成到手機(jī)等小型手持終端設(shè)備中，工作頻段可以包含LTE700這樣的低頻段。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式
。顯然，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說(shuō)明書(shū)選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)及其全部范圍和等效物的限制。
權(quán)利要求
1.一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，包括鋪設(shè)有地面的介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板包括第一側(cè)邊和第二側(cè)邊，且第一側(cè)邊的長(zhǎng)度小于第二側(cè)邊的長(zhǎng)度，第一側(cè)邊與第二側(cè)邊呈一定角度；其特征在于，還包括主天線，所述主天線設(shè)置在第一側(cè)邊；第一副天線，所述第一副天線設(shè)置在第二側(cè)邊，其進(jìn)一步包括耦合饋電線、第一饋電點(diǎn)和若干個(gè)彎折分支；耦合饋電線通過(guò)電容耦合方式將能量饋給所述若干個(gè)彎折分支；第一饋電點(diǎn)與所述耦合饋電線連接；耦合饋電線與彎折分支非接觸；所述每一彎折分支與所述地面形成縫隙，且其一端與地面連接；且該彎折分支通過(guò)上述縫隙在預(yù)定工作頻段內(nèi)以電容耦合的方式輻射能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彎折分支的總長(zhǎng)度為該預(yù)定工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述若干彎折分支包括第一彎折分支和第二彎折分支；第一彎折分支與地面形成第一縫隙，第一彎折分支通過(guò)第一縫隙在第一低頻段內(nèi)輻射能量；第一彎折分支的總長(zhǎng)度為第一低頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一；第二彎折分支與地面形成第二縫隙，第二彎折分支通過(guò)第二縫隙在第二低頻段內(nèi)輻射能量；第二彎折分支的總長(zhǎng)度為第二低頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，該述天線結(jié)構(gòu)還包括第二副天線，所述第二副天線設(shè)置在介質(zhì)基板的第二側(cè)邊，鄰近第一副天線；所述第二副天線為折疊金屬片，其上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的第二饋電點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，該述第一副天線還包括一集總參數(shù)元件，所述耦合饋電線通過(guò)該集總參數(shù)元件與所述第一饋電點(diǎn)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于第一彎折分支呈倒L型，其一端與地面連接，且其沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質(zhì)基板的第二側(cè)邊后再向右延伸一段距離；第二彎折分支的一端與地面連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質(zhì)基板的第二側(cè)邊后再向上延伸，向上延伸一段距離后向右延伸一段距離；第一彎折分支設(shè)置在第二彎折分支的第二縫隙內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一低頻段為791-821MHZ，第二低頻段為925_960MHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二副天線的工作頻率覆蓋高頻段，其覆蓋頻段為1805-2170MHZ，且第二副天線的總長(zhǎng)度為該覆蓋頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述若干彎折分支包括第一彎折分支和第二彎折分支；第一彎折分支與地面形成第一縫隙，第一彎折分支通過(guò)第一縫隙在第一工作頻段輻射能量；所述第一工作頻段為第一低頻段或第一高頻段；第一彎折分支的總長(zhǎng)度約為第一工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一；第二彎折分支與地面形成第二縫隙，第二彎折分支通過(guò)第二縫隙在第二工作頻段輻射能量；所述第二工作頻段為第二低頻段或第二高頻段；第二彎折分支的總長(zhǎng)度約為第二工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一副天線還包括集總電容和第一折疊金屬片、第二折疊金屬片；所述集總電容一端與第一饋電點(diǎn)連接，另一端與該第一折疊金屬片的第一端連接；第一折疊金屬片的第二端和第二折疊金屬片的一端相對(duì)，且第二折疊金屬片的另一端連接地面；第一折疊金屬片在第三高頻段內(nèi)輻射能量；第二折疊金屬片通過(guò)與第一折疊金屬片之間的耦合在第四高頻段內(nèi)輻射能量；其中，第一折疊金屬片約為第三高頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一，第二折疊金屬片約為第四高頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于第一彎折分支呈倒L型，其一端與地面連接，且其沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質(zhì)基板的第二側(cè)邊后再向右延伸一段距離；第二彎折分支的一端與地面連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質(zhì)基板的第二側(cè)邊后再向上延伸，向上延伸一段距離后向右延伸一段距離；第一彎折分支設(shè)置在第二彎折分支的第二縫隙內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于第一低頻段為734-749 MHz ；第一高頻段為2000_2300MHz ；第二低頻段為869-894 MHz ；第二高頻段為 2300-2600MHz。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于第三高頻段為1710-2000MHz ；第四高頻段為26004800ΜΗζ。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主天線的工作頻段覆蓋698-960ΜΗΖ以及1710_2690ΜΗζ。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主天線為以下其中一種電感加載電容耦合天線、單極子天線、環(huán)天線、IFA天線、PIFA天線，槽天線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于LTE標(biāo)準(zhǔn)的多頻段手機(jī)MIMO天線結(jié)構(gòu)，包括鋪設(shè)有地面的介質(zhì)基板、主天線和第一副天線，介質(zhì)基板包括第一側(cè)邊和第二側(cè)邊，且第一側(cè)邊的長(zhǎng)度小于第二側(cè)邊的長(zhǎng)度，第一側(cè)邊與第二側(cè)邊呈一定角度；所述主天線設(shè)置在第一側(cè)邊；第一副天線設(shè)置在第二側(cè)邊，其進(jìn)一步包括耦合饋電線、第一饋電點(diǎn)和若干個(gè)彎折分支；耦合饋電線通過(guò)電容耦合方式將能量饋給所述若干個(gè)彎折分支；第一饋電點(diǎn)與所述耦合饋電線連接；耦合饋電線與彎折分支非接觸；所述每一彎折分支與所述地面形成縫隙，且其一端與地面連接；且該彎折分支通過(guò)上述縫隙在預(yù)定工作頻段內(nèi)以電容耦合的方式輻射能量，且該彎折分支的總長(zhǎng)度約為該工作頻段的中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。
文檔編號(hào)H01Q21/30GK102394348SQ20111018994
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者孫勁, 澤拉圖·米洛舍維奇, 牛家曉 申請(qǐng)人:上海安費(fèi)諾永億通訊電子有限公司