本發(fā)明屬于手持終端天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種手持終端8天線MIMO系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

天線作為一種換能器件，能將波導(dǎo)中的導(dǎo)行波輻射到空間中，也能將空間中的電磁波轉(zhuǎn)換為波導(dǎo)中的導(dǎo)行波。天線性能的好壞，直接影響著通信的質(zhì)量。眾所周知，MIMO系統(tǒng)能在不增加頻帶寬度的情況下，增加頻譜利用率。在理想的多徑環(huán)境中，系統(tǒng)容量與最小發(fā)射、接收天線的數(shù)量成正比。然而目前手持終端朝著小型化，可穿戴的方向發(fā)展，勢必造成留給天線的本來就不寬裕的空間更加緊張。此外，天線單元的增加和尺寸的縮小帶來天線間距的減小，進而造成了天線之間耦合的增強。

文獻[1]采用了“L”枝節(jié)加開槽的結(jié)構(gòu)來提高隔離度，然而槽的長度達到了40mm，卻沒有做任何的彎折處理，幾乎達到了基板的二分之一長度，不利于基板電子器件的集成。文獻[2]采用了一種蘑菇型的突出地結(jié)構(gòu),取得了不錯的去耦效果，但是這種去耦結(jié)構(gòu)的缺點是，需要去耦結(jié)構(gòu)兩邊是凈空區(qū)域，也就是沒有地，所以適用性不強。因此，本設(shè)計的難點在于天線本身參數(shù)以及天線間間距給定的情況下，如何提高天線隔離度，并且降低天線之間距離縮短后產(chǎn)生的耦合干擾。

[1] Shoaib, Sultan, et al, “Design and performance study of a dual-element multiband printed monopole antenna array for MIMO terminals,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, pp.329-332, 2014.

[2] J.H. Chou, H. J. Li, D.B. Lin, and C.Y. Wu, “A novel LTE MIMO antenna with decoupling element for mobile phone application,” 2014 International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Tokyo (EMC'14/Tokyo), pp. 697-700, 2014.

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述所提出的問題，本發(fā)明為了解決線系統(tǒng)天線數(shù)量限制，以及多天線系統(tǒng)隔離度差、原有的去耦結(jié)構(gòu)尺寸大、帶寬窄、用于去耦效果不理想的問題，提出了一種手持終端8天線MIMO系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：手持終端8天線MIMO系統(tǒng)，其特征在于：包括FR4基板、天線、 FR4方塊和去耦結(jié)構(gòu)；

其中，所述天線折疊在FR4方塊上，F(xiàn)R4方塊為FR4基板邊緣鏤空槽上的凸起方塊，去耦結(jié)構(gòu)為蝕刻在FR4基板上在相鄰兩個FR4方塊之間的諧振環(huán)；

其中，所述天線至少有8個，所述去耦結(jié)構(gòu)至少有6個；

其中，所述天線展開原型為倒F天線，包括：枝條g、枝條h、饋電點和短路點；枝條g上包括：枝條g第一彎折部、枝條g第二彎折部、枝條g第三彎折部和枝條g第四彎折部；枝條h包括：枝條h第一彎折部和枝條h第二彎折部；枝條g和枝條h在枝條h第二彎折部處相連，枝條g第四彎折部向下延伸為饋電點，枝條h第一彎折部向下延伸為短路點；其彎折方式為：枝條g第一彎折部向內(nèi)彎折，枝條g第二彎折部向內(nèi)彎折，枝條g第三彎折部向內(nèi)彎折，枝條g第四彎折部向外彎折；枝條h第一彎折部和枝條h第二彎折部同時向內(nèi)彎折；彎折后的天線包裹在FR4方塊外部；饋電點和短路點焊接在FR4基板上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、該天線單元的尺寸很小，折疊鑲嵌在6mm*5mm*3mm的FR4小方塊上，結(jié)構(gòu)立體，使得天線數(shù)量增加的情況下排列更加緊湊；

2、該去耦結(jié)構(gòu)采用彎折型去耦結(jié)構(gòu)，有效節(jié)省金屬基板空間，提高天線隔離度；

3、去耦結(jié)構(gòu)經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆胖煤驼{(diào)整，可以應(yīng)用在其他類似立體型基板開縫多天線系統(tǒng)中來提高隔離度，可移植性強。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的天線透視圖；

圖2是本發(fā)明的天線單元尺寸結(jié)構(gòu)展開圖；

圖3是本發(fā)明的天線單元立體圖；

圖4是本發(fā)明的去耦部分結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明的第一實施例的天線透視圖；

圖6是本發(fā)明的第一實施例的天線單元尺寸結(jié)構(gòu)展開圖；

圖7是本發(fā)明的第一實施例的天線單元立體圖；

圖8是本發(fā)明的第一實施例的天線去耦結(jié)構(gòu)圖；

圖9是本發(fā)明的第一實施例的實測天線隔離度曲線圖；

圖10是本發(fā)明的第一實施例的天線實測反射系數(shù)；

圖11是本發(fā)明的第一實施例的天線實測加去耦結(jié)構(gòu)與不加去耦結(jié)構(gòu)對比；

圖12是是本發(fā)明的第一實施例的天線單元間傳輸系數(shù)曲線隨bc長度改變的效果波形；

圖13是是本發(fā)明的第一實施例的天線單元間傳輸系數(shù)曲線隨ef長度改變的效果波形。

其中：1- FR4基板，2-天線，3- FR4方塊，4-去耦結(jié)構(gòu)，5-枝條g，6-枝條h，7-饋電點，8-短路點，9-高頻諧振環(huán)abc，10-低頻諧振環(huán)def，11-鏤空槽，51-枝條g第一彎折部，52-枝條g第二彎折部，53-枝條g第三彎折部，54-枝條g第四彎折部，61-枝條h第一彎折部，62-枝條h第二彎折部，91-高頻諧振環(huán)第一L型彎折部，92-高頻諧振環(huán)第二L型彎折部，93-高頻諧振環(huán)第三L型彎折部，94-高頻諧振環(huán)第四L型彎折部，101-低頻諧振環(huán)第一L型彎折部，102-低頻諧振環(huán)第二L型彎折部，103-低頻諧振環(huán)第三L型彎折部，104-低頻諧振環(huán)第四L型彎折部。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作更進一步的說明。

如圖1-4所示，本發(fā)明所提手持終端8天線MIMO系統(tǒng)，包括FR4基板1、天線2、 FR4方塊3和去耦結(jié)構(gòu)4；

其中，所述天線2折疊在FR4方塊3上，F(xiàn)R4方塊3為FR4基板1邊緣鏤空槽11上的凸起方塊，去耦結(jié)構(gòu)4為蝕刻在FR4基板1上在相鄰兩個FR4方塊3之間的諧振環(huán)；

其中，所述天線2至少有8個，所述去耦結(jié)構(gòu)4至少有6個；

其中，所述天線2展開原型為倒F天線，包括：枝條g5、枝條h6、饋電點7和短路點8，其彎折方式為：枝條g第一彎折部51向內(nèi)彎折90°，枝條g第二彎折部52向內(nèi)彎折90°，枝條g第三彎折部53向內(nèi)彎折90°，枝條g第四彎折部54向外彎折90°；枝條h第一彎折部61和枝條h第二彎折部62同時向內(nèi)彎折90°；彎折后的天線2包裹在FR4方塊3外部；饋電點7和短路點8豎直焊接在FR4基板1上。所述天線2展開原型為倒F天線，包括：枝條g5、枝條h6、饋電點7和短路點8；枝條g5上包括：枝條g第一彎折部51、枝條g第二彎折部52、枝條g第三彎折部53和枝條g第四彎折部54；枝條h6包括：枝條h第一彎折部61和枝條h第二彎折部62；枝條g5和枝條h6在枝條h第二彎折部62處相連，枝條g第四彎折部54向下延伸為饋電點7，枝條h第一彎折部61向下延伸為短路點8；其彎折方式為：枝條g第一彎折部51向內(nèi)彎折，枝條g第二彎折部52向內(nèi)彎折，枝條g第三彎折部53向內(nèi)彎折，枝條g第四彎折部54向外彎折；枝條h第一彎折部61和枝條h第二彎折部62同時向內(nèi)彎折；彎折后的天線2包裹在FR4方塊3外部；饋電點7和短路點8焊接在FR4基板1上。

前述去耦結(jié)構(gòu)4包括：高頻諧振環(huán)abc9和低頻諧振環(huán)def10，其寬度在0.5-1mm；

其中，高頻諧振環(huán)abc9由高頻諧振環(huán)第一L型彎折部91，高頻諧振環(huán)第二L型彎折部92，高頻諧振環(huán)第三L型彎折部93和高頻諧振環(huán)第四L型彎折部94串聯(lián)而成；低頻諧振環(huán)def10由低頻諧振環(huán)第一L型彎折部101，低頻諧振環(huán)第二L型彎折部102，低頻諧振環(huán)第三L型彎折部103和低頻諧振環(huán)第四L型彎折部104串聯(lián)而成；

其中，高頻諧振環(huán)第一L型彎折部91的豎直部分和低頻諧振環(huán)第一L型彎折部101的豎直部分重合；高頻諧振環(huán)第四L型彎折部94的豎直部分比低頻諧振環(huán)第四L型彎折部104豎直部分短，長度對應(yīng)各自頻率的四分之一波長；其余L型彎折部尺寸相同，沿重合豎直部分對稱分布。

前述FR4基板1長寬高尺寸為：100mm*70mm*1mm。

前述FR4方塊3長寬高尺寸為：6mm*5mm*3mm。

前述高頻諧振環(huán)第一L型彎折部91和低頻諧振環(huán)第一L型彎折部101的重合豎直部分的寬度為1mm。

前述與重合豎直部相連的高頻諧振環(huán)第二L型彎折部92和低頻諧振環(huán)第二L型彎折部102的水平段的寬度為1mm。

前述去耦結(jié)構(gòu)4其余彎折部的寬度為0.5mm。

如圖5-8所示，為本發(fā)明一個具體實施例的尺寸標(biāo)識；如圖9-13所示，為上述實施例的實驗結(jié)果圖。

本實施例的天線以倒F天線為原型，通過將倒F天線折疊在6mm*5mm*3mm的FR4小方塊上實現(xiàn)天線設(shè)計的小型化，通過在小方塊下方基板開槽使天線獲得更好的匹配，倒F天線從饋電端開始，枝條g=13.5mm和枝條h=11.5mm分別控制著3.5GHz和3.7GHz左右的諧振點，兩個諧振點共同組成了覆蓋3.4GHz-3.8GHz的工作帶寬。短路點與FR4基板相連。為了進一步提高天線的隔離度，設(shè)計了去耦結(jié)構(gòu)。具體尺寸見附圖。

該去耦結(jié)構(gòu)分為高頻諧振環(huán)abc和低頻諧振環(huán)def段，如圖8所示，abc段較短，控制高頻，def段較長，控制低頻，長度對應(yīng)各自頻率的四分之一波長。通過改變bc段和ef段的長度并觀察傳輸系數(shù)（隔離度）曲線圖12、13，可以發(fā)現(xiàn)bc的長度主要影響著高頻部分3.6-3.8Hz，ef的長度主要影響著低頻部分3.4-3.6Hz。去耦結(jié)構(gòu)兩端各產(chǎn)生一個諧振點，以提高整個頻帶的隔離度。為了充分壓縮去耦結(jié)構(gòu)的尺寸，去耦結(jié)構(gòu)盡可能的做了彎折處理，以便流出足夠的空間給SMA接頭的焊接。如圖9-13所示，通過增加去耦結(jié)構(gòu)，在全頻段內(nèi)，實現(xiàn)了天線2和天線3的隔離度大于18.1dB，比原來不加去耦結(jié)構(gòu)至少提高3.8dB，在3.45GHz諧振點處隔離度提高了超過20dB；在3.56GHz-3.8GHz頻段內(nèi)，天線2和天線3隔離度大于20dB，至少比原來提高了2.6dB；在3.52GHz-3.8GHz頻段內(nèi)，天線3和天線4隔離度大于20dB，至少提高了6dB。天線5、6、7、8與1、2、3、4結(jié)構(gòu)對稱，效果類似。根據(jù)實際的需求，可以增加或減少天線和去耦結(jié)構(gòu)的數(shù)量。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。