專利名稱：具有多個(gè)隔離調(diào)整部的mimo天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及一種具有多個(gè)隔離調(diào)整部的多輸入多輸出(MIMO)天線，特別是涉及這樣一種MIMO天線其具有配置為耦合至多個(gè)輻射元件的多個(gè)隔離調(diào)整部件，以使其具有不同于以多頻帶運(yùn)行的多個(gè)輻射元件的電磁特性的電磁特性，從而改善了多個(gè)輻射元件運(yùn)行的多頻帶中每個(gè)頻帶的隔離，也使線路配置和設(shè)計(jì)實(shí)施多樣化。
背景技術(shù)：
隨著近年來(lái)對(duì)能夠進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谒拇ㄐ畔到y(tǒng)的興趣的不斷增加，相關(guān)技術(shù)正在迅速地發(fā)展。第四代通信系統(tǒng)和上一代通信系統(tǒng)之間的主要區(qū)別之一在于積極采用了能夠進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腗IMO技術(shù)。圖1是示出傳統(tǒng)MIMO天線的結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，組成傳統(tǒng)MIMO天線的部分的多個(gè)輻射元件1和2分別包括饋電部(feeding portion) 3和4，饋電信號(hào)經(jīng)由饋電部3 和4流動(dòng)。由于布置有多個(gè)輻射元件1和2并進(jìn)行多輸入多輸出操作的傳統(tǒng)MIMO天線被安裝在小型移動(dòng)通信終端中，因此多個(gè)輻射元件1和2之間的距離應(yīng)該很短。在這種情況下，出現(xiàn)的問(wèn)題是由于流入設(shè)置在輻射元件1和2中的饋電部3和4的電流分量(current components)作為饋電信號(hào)，使得輻射電磁波的多個(gè)輻射元件1和2相互干擾，因此，如此糟糕的隔離不能保證高速數(shù)據(jù)傳輸。為了克服這個(gè)問(wèn)題，將包括在多個(gè)輻射元件1和2中的饋電部3和4之間的距離設(shè)定為等于或大于操作頻帶的0. 5 λ的值以改善狹窄空間中的隔離。或者，對(duì)應(yīng)于作為隔離改善目標(biāo)的頻帶的0.25λ的縫隙(slit)形成在接地表面5，因此，將電流分量的流動(dòng)引導(dǎo)至形成在接地表面5的縫隙，從而降低了通過(guò)輻射元件輻射的電磁波之間的相互干擾。然而，前一種情況需要一直保證距離等于或大于預(yù)定距離，而后一種情況阻止了部件被連接至形成有縫隙的接地表面的區(qū)域。因此，就線路配置和設(shè)計(jì)實(shí)施而言，兩種情況都存在不靈活的問(wèn)題。雖然為了解決該問(wèn)題，提出了通過(guò)將影響設(shè)置在多個(gè)輻射元件中的饋電點(diǎn)(feed point)的電流分量引導(dǎo)至使用耦合的隔離裝置來(lái)改善隔離的技術(shù)，但是該技術(shù)存在的問(wèn)題是對(duì)于以多頻帶運(yùn)行的輻射元件，在低頻帶的隔離改善明顯大于在高頻帶的隔離改善，因此在單個(gè)頻帶之間的隔離改善方面存在很大的差別。因此，迫切需要一種MIMO天線技術(shù)，其能夠統(tǒng)一改善輻射元件運(yùn)行的多頻帶的所有頻帶的隔離且能夠允許線路配置和設(shè)計(jì)實(shí)施多樣化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮到現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生的上述問(wèn)題提出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種MIMO天線，其包括配置為耦合至多個(gè)輻射元件的多個(gè)隔離調(diào)整部，以使其具有不同于所述多個(gè)輻射元件的電磁特性的電磁特性，因此，使用相同信號(hào)以多頻帶運(yùn)行的所述多個(gè)輻射元件可以不受干擾獨(dú)立運(yùn)行，使得能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)輻射元件運(yùn)行的每個(gè)頻帶的隔離的有效改善，從而減小單個(gè)天線裝置之間的距離，并使線路配置和設(shè)計(jì)實(shí)施多樣化。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種MIMO天線，包括多個(gè)輻射元件，對(duì)稱地形成在具有預(yù)定形狀的介電元件的左側(cè)和右側(cè)的表面上，以預(yù)定距離彼此間隔開，并配置為以多頻帶運(yùn)行且分別包括饋電部；以及多個(gè)隔離調(diào)整部，配置為耦合至所述多個(gè)輻射元件， 以使其具有不同于所述多個(gè)輻射元件的電磁特性的電磁特性，從而改善了多個(gè)輻射元件運(yùn)行的頻帶中的每個(gè)頻帶的隔離。這里，所述多個(gè)隔離調(diào)整部包括第一隔離調(diào)整部和第二隔離調(diào)整部，第一隔離調(diào)整部由金屬圖案線形成，該金屬圖案線連接包括在所述多個(gè)輻射元件中的多個(gè)所述饋電部的多個(gè)第一側(cè)；第二隔離調(diào)整部配置為包括多個(gè)寄生元件以及橋，所述多個(gè)寄生元件形成為具有與所述多個(gè)輻射元件一一對(duì)應(yīng)而所述介電元件布置其間的耦合結(jié)構(gòu)，所述橋由連接所述多個(gè)寄生元件的金屬圖案線形成。因此，所述第一隔離調(diào)整部利用了帶阻特性(band stop characteristic)，其中當(dāng)包括在所述多個(gè)輻射元件中的所述饋電部的第一側(cè)的預(yù)定部彼此連接時(shí)，輸入至所述饋電部之一的每個(gè)電流分量不能流入其他饋電部；并且第二隔離調(diào)整部利用了電磁感應(yīng)特性，其中將輸入至包括在多個(gè)輻射元件中的所述饋電部的電流分量引導(dǎo)至電連接所述多個(gè)寄生元件的橋，然后通過(guò)所述多個(gè)輻射元件相互耦合至所述多個(gè)寄生元件的結(jié)構(gòu)造成電流分量相互抵消。本發(fā)明具有以下效果提供了 MIMO天線，其包括配置為耦合至多個(gè)輻射元件的多個(gè)隔離調(diào)整部，以使其具有不同于多個(gè)輻射元件的電磁特性的電磁特性，因此，使用相同信號(hào)以多頻帶運(yùn)行的多個(gè)輻射元件可以不受干擾獨(dú)立運(yùn)行，使得能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)輻射元件運(yùn)行的每個(gè)頻帶的隔離的有效改善，減小了單個(gè)天線裝置之間的距離，并使線路配置和設(shè)計(jì)實(shí)施多樣化。


從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中，會(huì)更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他目的、 特征及優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是示出傳統(tǒng)MIMO天線的結(jié)構(gòu)的圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有多個(gè)隔離調(diào)整部的MIMO天線的結(jié)構(gòu)的圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線的俯視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線的仰視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一隔離調(diào)整部的結(jié)構(gòu)的圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二隔離調(diào)整部的結(jié)構(gòu)的圖；圖7是示出未應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線的隔離的實(shí)際測(cè)量值的圖；以及圖8是示出應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線的隔離的實(shí)際測(cè)量值的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照附圖進(jìn)行說(shuō)明，其中，在所有不同的附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代相同或相似的部件。
以下將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有多個(gè)隔離調(diào)整部的MIMO天線10的結(jié)構(gòu)的圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有多個(gè)隔離調(diào)整部的MIMO天線10包括配置為具有預(yù)定形狀且形成在板(board) 101的表面上的介電元件102、形成在介電元件102的表面上且分別設(shè)置有饋電部111和121的多個(gè)輻射元件110和120以及配置為耦合至多個(gè)輻射元件110和120以使其具有不同于多個(gè)輻射元件110和120的電磁特性的電磁特性的多個(gè)隔離調(diào)整部210和220。更詳細(xì)地說(shuō)，多個(gè)輻射元件110和120包括第一輻射元件110和第二輻射元件 120，對(duì)稱地形成在具有預(yù)定形狀的介電元件102的頂面的左側(cè)和右側(cè)上并以預(yù)定距離彼此間隔開。第一輻射元件110和第二輻射元件120分別包括用于反饋信號(hào)的饋電部111和 121。這里，第一輻射元件110和第二輻射元件120為在美國(guó)和歐洲的標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 16e的mWiMAX和使用2GHz 3GHz頻帶的LTE系統(tǒng)要求的多頻帶均能正常運(yùn)行的輻射元件。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，優(yōu)選地是，第一輻射元件Iio和第二輻射元件120作為輻射元件不僅保證支持包括2. 6GHz和3. 5GHz并且其中發(fā)生雙諧振的雙頻帶的MIMO USB調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的頻帶，而且還保證各頻帶業(yè)務(wù)要求的輻射性能和帶寬。此外，多個(gè)隔離調(diào)整部210和220包括第一隔離調(diào)整部210以及第二隔離調(diào)整部 220，第一隔離調(diào)整部210配置為連接包括在多個(gè)輻射元件110和120中的饋電部111和 121的第一側(cè)的預(yù)定部；第二隔離調(diào)整部220形成在具有預(yù)定形狀的介電元件102的底面上，并且以電磁耦合方式連接到多個(gè)輻射元件110和120，介電元件102布置其間。同時(shí)，為了支撐根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有多個(gè)隔離調(diào)整部的MIMO天線的天線運(yùn)行，由金屬板形成的接地表面103形成在板101上。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線的俯視圖，圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MIMO 天線的仰視圖。以下將參照?qǐng)D3和圖4更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線。如圖3和圖4所示，包括在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線中的多個(gè)隔離調(diào)整部 210和220包括如上所述的第一隔離調(diào)整部210和第二隔離調(diào)整部220。第一隔離調(diào)整部 210利用了帶阻特性，其中當(dāng)包括在多個(gè)輻射元件110和120中的饋電部111和121的第一側(cè)的預(yù)定部彼此連接時(shí)，輸入至饋電部111和121之一的每個(gè)電流分量不能流入其他饋電部。第二隔離調(diào)整部220利用了電磁感應(yīng)特性，其中將輸入至包括在多個(gè)輻射元件110 和120中的饋電部111和121的電流分量引導(dǎo)至電連接多個(gè)寄生元件220-1和220-2的橋 220-3，然后通過(guò)多個(gè)輻射元件110和120相互耦合至多個(gè)寄生元件220-1和220-2的結(jié)構(gòu)造成電流分量相互抵消。更詳細(xì)地說(shuō)，使用連接包括在多個(gè)輻射元件110和120中的饋電部111和112的第一側(cè)的預(yù)定部的金屬圖案線來(lái)實(shí)現(xiàn)第一隔離調(diào)整部210，并利用防止輸入至饋電部111 和121之一的每個(gè)電流分量流入其他饋電部的帶阻特性，來(lái)改善第一輻射元件110和第二輻射元件120運(yùn)行的雙頻帶的相對(duì)高頻帶的隔離。此外，第二隔離調(diào)整部220以這樣的方式形成由預(yù)定尺寸的金屬板形成多個(gè)寄生元件220-1和220-2，該金屬板依照與第一輻射元件110和第二輻射元件120 —一對(duì)應(yīng)的方式連附至介電元件102的底面，介電元件102在其間布置，多個(gè)寄生元件220-1和220-2 與由相互連接多個(gè)寄生元件220-1和220-2的金屬圖案線形成的橋220-3集成。這里，通過(guò)預(yù)定間隔將包括在第二隔離調(diào)整部220中的多個(gè)寄生元件220-1和 220-2與接地表面103間隔開，并且多個(gè)寄生元件220-1和220-2首先是用于穩(wěn)定發(fā)生在第一輻射元件110和第二輻射元件120的低頻帶中的諧振。此外，多個(gè)寄生元件220-1和220-2相互耦合至與其一一對(duì)應(yīng)的第一輻射元件110 和第二輻射元件120，然后對(duì)輸入至包括在多個(gè)輻射元件110和120中的饋電部111和121 的電流分量進(jìn)行引導(dǎo)。此外，因?yàn)闃?20-3是由連接寄生元件220-1和220_2的具有預(yù)定寬度的金屬圖案線形成的，因此它對(duì)在多個(gè)輻射元件Iio和120與多個(gè)寄生元件220-1和220-2之間耦合的電流分量進(jìn)行引導(dǎo)。因此，由于耦合現(xiàn)象，輸入至包括在多個(gè)輻射元件110和120中的饋電部111和 121的電流分量被引導(dǎo)并流經(jīng)寄生元件220-1和220-2。流經(jīng)形成在板101上的接地表面 103的邊緣并影響其他輻射元件的饋電部的電流分量與流經(jīng)寄生元件220-1和220-2的電流分量都被朝形成橋220-3的第二隔離調(diào)整部220的中心方向引導(dǎo)。因此，影響其他輻射元件的饋電部的電流分量在橋220-3處相互抵消，從而改善了第一輻射元件110和第二輻射元件120運(yùn)行的雙頻帶的相對(duì)低頻帶的隔離。如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有多個(gè)隔離調(diào)整部的MIMO天線具有配置為耦合至多個(gè)輻射元件110和120的多個(gè)隔離調(diào)整部210和220，以使其具有不同于多個(gè)輻射元件110和120的電磁特性的電磁特性，并且具有對(duì)于以多頻帶運(yùn)行的多個(gè)輻射元件在每個(gè)頻帶提供改善的隔離的優(yōu)點(diǎn)。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一隔離調(diào)整部的結(jié)構(gòu)的圖，圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二隔離調(diào)整部的結(jié)構(gòu)的圖。以下將參照?qǐng)D5和圖6描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)輻射元件110和120之間的距離，基于該距離可通過(guò)多個(gè)隔離調(diào)整部210和220來(lái)保證隔離。在本發(fā)明的實(shí)施例中，旨在改善多頻帶隔離的多個(gè)隔離調(diào)整部210和220中的每一個(gè)均具有對(duì)應(yīng)于作為隔離改善目標(biāo)的頻帶的0.25 λ的長(zhǎng)度。該長(zhǎng)度與當(dāng)?shù)谝惠椛湓?110和第二輻射元件120運(yùn)行時(shí)在包括在多個(gè)輻射元件110和120中的饋電部111和121 之間流動(dòng)的電流分量路徑的長(zhǎng)度相同。這里，圖5所示的第一隔離調(diào)整部210的電流分量路徑的長(zhǎng)度是通過(guò)將路徑Α、Β、 C、D和E相加所獲得的長(zhǎng)度，圖6所示的第二隔離調(diào)整部220的電流分量路徑的長(zhǎng)度是通過(guò)將路徑Α”、B”、C”、D”和Ε”相加所獲得的長(zhǎng)度。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一隔離調(diào)整部210通過(guò)多次彎曲金屬圖案線而被形成為實(shí)質(zhì)上具有朝向一側(cè)(sideways)的“U”形部。優(yōu)選地，形成在第一隔離調(diào)整部210上的電流分量路徑的長(zhǎng)度是作為隔離改善目標(biāo)的頻帶的0. 25λ。此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，第二隔離調(diào)整部220通過(guò)切去金屬板縱長(zhǎng)中心部的上側(cè)和下側(cè)中任意一側(cè)而被實(shí)質(zhì)上形成為朝向一側(cè)的“U”形。優(yōu)選地，形成在第二隔離調(diào)整部220上的電流分量路徑的長(zhǎng)度是作為隔離改善目標(biāo)的頻帶的0. 25 λ。
例如，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)輻射元件110和120之間的距離為12mm，基于具有2. 6GHz諧振頻率的低頻帶該距離對(duì)應(yīng)于0. 1 λ，基于具有3. 6GHz諧振頻率的高頻帶該距離對(duì)應(yīng)于0. 14 λ。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的ΜΙΜΟ天線中，通過(guò)多個(gè)隔離調(diào)整部保證了隔離，因此，與傳統(tǒng)MIMO天線技術(shù)中的距離相比，多個(gè)輻射元件之間的距離得以減小。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有多個(gè)隔離調(diào)整部的MIMO天線允許線路配置的空間布局和設(shè)計(jì)實(shí)施變得靈活，并且即使當(dāng)多個(gè)輻射元件同時(shí)運(yùn)行時(shí)也能夠由于隔離得以保證而使多個(gè)輻射元件正常進(jìn)行輻射。圖7是示出未應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線的隔離的實(shí)際測(cè)量值的圖，圖8是示出應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線的隔離的實(shí)際測(cè)量值的圖。如圖7和圖8所示，參考字符“a”表示諧振頻帶，參考字符“b”表示回波損耗 (return loss)，S卩，隔離的實(shí)際測(cè)量值。在本發(fā)明的實(shí)施例中，多個(gè)輻射元件110和120被設(shè)計(jì)在具有相同諧振頻帶的相同環(huán)境中，因此，由于重疊繪制出單條線。多個(gè)輻射元件110和120運(yùn)行的多頻帶的最佳所需隔離等于或小于-15dB。從圖7可以看出，未應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線在2. 4GHz和3. 6GHz處諧振， 并且在2. 4GHz處具有-5dB的隔離，在3. 6GHz處具有-IOdB的隔離。從圖8可以看出，應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施例的MIMO天線在2. 6GHz和3. 5GHz處諧振， 并且在2. 6GHz處具有大約-18dB的改善了的隔離，在3. 6GHz處有大約_22dB的改善了的隔1 °如上所述，本發(fā)明具有以下效果提供了 MIMO天線，其包括配置為耦合至多個(gè)輻射元件的多個(gè)隔離調(diào)整部，以使其具有不同于多個(gè)輻射元件的電磁特性的電磁特性，因此， 使用相同信號(hào)以多頻帶運(yùn)行的多個(gè)輻射元件可以不受干擾獨(dú)立運(yùn)行，使得能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)輻射元件運(yùn)行的每個(gè)頻帶的隔離的有效改善，減小了單個(gè)天線裝置之間的距離，并使線路配置和設(shè)計(jì)實(shí)施多樣化。雖然為了說(shuō)明目的已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解在不脫離如所附權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可做各種更改、增加和替換。
權(quán)利要求
1.一種具有多個(gè)隔離調(diào)整部的多輸入多輸出MIMO天線，包括多個(gè)輻射元件，對(duì)稱地形成在具有預(yù)定形狀的介電元件的左側(cè)和右側(cè)的表面上，以預(yù)定距離彼此間隔開，并配置為以多頻帶運(yùn)行且分別包括饋電部；以及第一隔離調(diào)整部，由金屬圖案線形成，所述金屬圖案線連接包括在所述多個(gè)輻射元件中的多個(gè)所述饋電部的多個(gè)第一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MIMO天線，其中形成在所述第一隔離調(diào)整部上的電流分量路徑的長(zhǎng)度是作為隔離改善目標(biāo)的頻帶的0. 25λ。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MIMO天線，其中，所述第一隔離調(diào)整部通過(guò)多次彎曲金屬圖案線而被形成為實(shí)質(zhì)上具有朝向一側(cè)的“U”形部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的MIMO天線，還包括第二隔離調(diào)整部，所述第二隔離調(diào)整部包括多個(gè)寄生元件以及橋，所述多個(gè)寄生元件形成為具有與所述多個(gè)輻射元件一一對(duì)應(yīng)而所述介電元件布置在所述多個(gè)寄生元件與所述多個(gè)輻射元件之間的耦合結(jié)構(gòu)， 所述橋由連接所述多個(gè)寄生元件的金屬圖案線形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MIMO天線，其中形成在所述第二隔離調(diào)整部上的電流分量路徑的長(zhǎng)度是作為隔離改善目標(biāo)的頻帶的0. 25 λ。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ΜΙΜΟ天線，其中所述第二隔離調(diào)整部通過(guò)切去金屬板縱長(zhǎng)中心部的上側(cè)和下側(cè)中任一側(cè)而被實(shí)質(zhì)上形成為朝向一側(cè)的“U”形。
全文摘要
在此公開了一種具有多個(gè)隔離調(diào)整部的MIMO天線。所述MIMO天線包括多個(gè)輻射元件和多個(gè)隔離調(diào)整部。所述多個(gè)輻射元件對(duì)稱地形成在具有預(yù)定形狀的介電元件的左側(cè)和右側(cè)的表面上，以預(yù)定距離彼此間隔開，以多頻帶運(yùn)行，且分別包括饋電部。所述多個(gè)隔離調(diào)整部耦合至所述多個(gè)輻射元件，以使其具有不同于所述多個(gè)輻射元件的電磁特性的電磁特性，從而改善了所述多個(gè)輻射元件運(yùn)行的頻帶中每個(gè)頻帶的隔離。
文檔編號(hào)H01Q1/36GK102544705SQ201110381920
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者安興柱, 李在鎬, 金燦浩, 金鎮(zhèn)明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Mobitech