本發(fā)明涉及一種金屬外殼的物聯(lián)網(wǎng)便攜式多天線終端，屬于微波技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

作為新一代移動(dòng)通信中關(guān)鍵技術(shù)，mimo天線可以提高信道的容量和可靠性。同時(shí)近年來物聯(lián)網(wǎng)便攜式終端越來越普及，人們對這些終端的要求不僅僅是強(qiáng)大的功能，而且要擁有靚麗的外觀。而外殼采用了金屬材質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)便攜式終端因?yàn)槠渫庥^更富有金屬光澤，手感更舒適，受到廣大用戶的喜愛。設(shè)計(jì)廠商因而越來越注重設(shè)計(jì)外殼采用全金屬材質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)便攜式終端。

因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)便攜式終端的尺寸有限，隨著天線單元的增加，各個(gè)單元之間的隔離度就會(huì)減小。目前在小空間內(nèi)提升隔離度的方法有三類：一類是在端口加上復(fù)雜的解耦合網(wǎng)絡(luò)；第二類是采用正交的極化特性來解耦合；第三類是在金屬地采取一些手段來解耦合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種金屬外殼的物聯(lián)網(wǎng)便攜式多天線終端，使用了t型枝節(jié)延長鄰近的兩個(gè)同極化天線單元電流路徑以提高隔離度，并且在金屬背殼的中部的適當(dāng)位置開縫，改善介質(zhì)基板中部的四個(gè)天線單元的阻抗匹配。該物聯(lián)網(wǎng)便攜式多天線終端在滿足性能要求的情況下，尺寸小、設(shè)計(jì)簡單、成本低且易于實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種金屬外殼的物聯(lián)網(wǎng)便攜式多天線終端，包括介質(zhì)基板、第一至第八倒f天線單元、第一至第四t形枝節(jié)以及金屬外殼；

其中，第一至第八倒f天線單元分別兩兩設(shè)置在介質(zhì)基板的下表面的四個(gè)邊緣，且關(guān)于介質(zhì)基板的兩條對稱軸對稱；

第一至第四t形枝節(jié)分別設(shè)置在介質(zhì)基板的上表面的四個(gè)邊緣，每個(gè)t形枝節(jié)在介質(zhì)基板下表面的投影位于兩個(gè)倒f天線單元之間，且兩個(gè)倒f天線單元關(guān)于兩者之間的t形枝節(jié)對稱；

介質(zhì)基板的上表面還設(shè)置有一個(gè)金屬接地板，金屬接地板分別與第一至第四t形枝節(jié)連接，且金屬接地板在介質(zhì)基板下表面的投影與第一至第八倒f天線單元不重疊；

第一至第八倒f天線單元的接地點(diǎn)分別通過金屬化過孔與金屬接地板連接；

金屬外殼設(shè)置在介質(zhì)基板的外側(cè)，，與介質(zhì)基板之間存在間隙；金屬外殼包括背殼和邊框，背殼上還設(shè)置有兩個(gè)平行的矩形槽，兩個(gè)矩形槽關(guān)于介質(zhì)基板長邊方向?qū)φ劬€對稱，且兩個(gè)矩形槽在介質(zhì)基板下表面的投影與倒f天線單元重疊。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在金屬外殼的背殼的一對短邊處分別開有兩個(gè)環(huán)形槽。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在邊框的兩個(gè)長邊的兩端分別開槽，分別與背殼上的兩個(gè)環(huán)形槽連通。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，背殼上兩個(gè)環(huán)形槽以及邊框上的開槽均采用非金屬物質(zhì)填充。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，該天線終端關(guān)于介質(zhì)基板的兩條對稱軸均對稱。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明一種金屬外殼的物聯(lián)網(wǎng)便攜式多天線終端，在使用金屬外殼的情況下，仍能保證多天線系統(tǒng)的每個(gè)單元都有良好的阻抗匹配。同時(shí)在尺寸有限的物聯(lián)網(wǎng)便攜式終端上實(shí)現(xiàn)了各單元之間較高的隔離度。因而這是一種外觀新穎，結(jié)構(gòu)簡單，制作工藝要求低的物聯(lián)網(wǎng)便攜式終端。

附圖說明

圖1是該金屬外殼的物聯(lián)網(wǎng)便攜式終端的正面結(jié)構(gòu)與參考坐標(biāo)示意圖。

圖2是該金屬外殼的物聯(lián)網(wǎng)便攜式終端的三維立體示意圖與參考坐標(biāo)示意圖。

圖3是利用hfss軟件計(jì)算便攜式終端的天線單元2.1和2.5反射系數(shù)特性示意圖。

圖4是采用hfss軟件計(jì)算便攜式終端的天線單元2.1和其他單元間傳遞系數(shù)的示意圖。

圖5是采用hfss軟件計(jì)算便攜式終端的天線單元2.5和其他單元間傳遞系數(shù)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

對照附圖1、圖2，本發(fā)明一種金屬外殼的物聯(lián)網(wǎng)便攜式多天線終端的結(jié)構(gòu)是：在介質(zhì)基板1的上表面設(shè)置h形的金屬地5以及分別與金屬地5連接的四個(gè)t型枝節(jié)6；四個(gè)t型枝節(jié)6分別設(shè)置在介質(zhì)基板的四個(gè)邊緣的中部，且相對的兩個(gè)t型枝節(jié)6分別關(guān)于x、y軸對稱。

介質(zhì)基板1的下表面設(shè)置八個(gè)倒f天線單元2.1至2.8，且八個(gè)倒f天線單元在上表面的投影與金屬地5不重疊。八個(gè)倒f天線單元2.1至2.8分別兩兩設(shè)置在介質(zhì)基板1的四個(gè)邊緣，且倒f天線單元2.2,2.4,2.5,2.6和倒f天線單元2.1,2.3,2.7,2.8分別關(guān)于y軸對稱，倒f天線單元2.1，2.2,2.6,2.7和倒f天線單元2.3,2.4,2.5,2.8分別關(guān)于x軸對稱。

每個(gè)倒f天線單元上均有一個(gè)饋電點(diǎn)3和接地點(diǎn)4，天線的接地點(diǎn)4通過金屬化過孔與介質(zhì)基板1頂層的金屬地5相連接。

t型枝節(jié)6位于兩個(gè)倒f天線單元之間，且t型枝節(jié)6兩側(cè)的倒f天線單元關(guān)于t型枝節(jié)6對稱。

介質(zhì)基板1的外側(cè)還設(shè)置有金屬外殼，金屬外殼為包括背殼和邊框的上開口結(jié)構(gòu)，金屬外殼與介質(zhì)基板之間存在一定的間隙。背殼上還設(shè)置有兩個(gè)平行于y軸的矩形槽，且兩個(gè)矩形槽關(guān)于y軸對稱。

下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述，其中，本實(shí)施例的介質(zhì)基板按照相對介電常數(shù)為2.65、厚度為2毫米，介質(zhì)基板與金屬外殼的距離為0.3mm。

對照附圖3、圖4和圖5，其中，s11表示倒f天線單元2.1的饋電端口3的反射系數(shù)，s55表示倒f天線單元2.5的饋電端口的反射系數(shù)，s12表示倒f天線單元2.1的饋電端口與2.2的饋電端口之間的傳輸系數(shù)，s16表示倒f天線單元2.1的饋電端口與2.6的饋電端口之間的傳輸系數(shù)，s17表示倒f天線單元2.1的饋電端口與2.7的饋電端口之間的傳輸系數(shù)，s54表示倒f天線單元2.5的饋電端口與2.4的饋電端口之間的傳輸系數(shù)，s56表示倒f天線單元2.5的饋電端口與2.6的饋電端口之間的傳輸系數(shù)，s57表示倒f天線單元2.5的饋電端口與2.7的饋電端口之間的傳輸系數(shù)，s58表示倒f天線單元2.5的饋電端口與2.8的饋電端口之間的傳輸系數(shù).

從圖3中我們可以看到，虛線所對應(yīng)的s11的反射系數(shù)曲線和實(shí)線所對應(yīng)的s55的反射系數(shù)曲線重疊的阻抗匹配帶寬為3.28ghz-3.53ghz。從圖4中，我們可以看到在匹配帶寬內(nèi)傳輸系數(shù)小于-10db。同樣圖5中，我們可以看出在天線單元的阻抗匹配帶寬內(nèi)，天線單元的傳輸系數(shù)均小于-10db。

綜上所述，該便攜式終端在很小的尺寸下通過極化正交和添加t型枝節(jié)保證了各天線單元之間較小的耦合程度，同時(shí)通過在金屬背殼中部適當(dāng)?shù)奈恢瞄_縫改善了天線單元的阻抗匹配問題。再有該終端天線有著較高的效率，簡單的結(jié)構(gòu)和較小的體積等特點(diǎn)，使得該天線擁有十分廣泛的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明對于介質(zhì)基板左段和右端的四個(gè)單元的極化方式與中部四個(gè)單元的極化方式正交，而左端兩個(gè)同極化單元和右端兩個(gè)同極化單元以及中部四個(gè)同極化的單元采用在地上加t型枝節(jié)的方法來實(shí)現(xiàn)8單元之間都保持較好的隔離度。另一方面終端使用金屬外殼后，天線的匹配就會(huì)惡化，本設(shè)計(jì)采用在金屬背殼合適的地方開縫，以實(shí)現(xiàn)良好的匹配。

本發(fā)明將提出一種金屬外殼物聯(lián)網(wǎng)便攜式的多天線終端的設(shè)計(jì)方法，在采用金屬外殼的情況下八個(gè)天線單元都有很好的匹配，且相互之間都有很高的隔離度。另外，設(shè)計(jì)外殼為金屬材質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)便攜式終端是符合當(dāng)下潮流的。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。