[發明專利]用于移動終端的可重構雙天線系統

有效

• 申請號: 200910087013.6
• 申請日: 2009-06-22
• 公開（公告）號: CN101577366A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 蔡亞星;杜正偉;龔克
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/24;H01Q5/00;H01Q13/08;H01Q23/00
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技術領域

本發明屬于移動終端天線設計領域，特別涉及一種用于在復雜通信環境中的移動終端 可重構雙天線系統結構設計。

背景技術

天線系統通常工作在復雜的移動傳播環境下，電波在空中傳播時將受到多方面的衰落， 另外，在無線通信鏈路的發射與接收端存在多條傳播路徑，多徑傳播對通信的有效性與可 靠性造成了嚴重的影響。只采用單個天線很難在復雜的傳播環境中保持很好的性能。需要 用可重構天線技術和多入多出(MIMO)技術來提高頻譜利用率，提高信噪比，改善通信質 量，降低發射功率。

可重構天線技術是通過引入可變裝置(例如PIN二極管開關、MEMS器件)來改變天線 輻射單元的相對位置或者電流分布，使天線能根據實際環境需要實時重構天線各種特性， 以實現天線工作頻段、方向圖、極化方式等天線特性的變化，從而為提高無線綜合信息系 統的容量、擴展系統功能、增加系統工作帶寬、提高信噪比等方面提供重要的技術保障。

多入多出技術是利用多天線發射多數據流并由多天線接收實現最佳處理，這種最佳處 理是通過空時編碼和解碼實現的。空時編碼技術是同時從空間和時間域考慮設計碼字，它 的基本原理是在多個天線上同時發送信息比特流所產生的向量，利用發送天線所發送序列 的正交性來獲得增益。

對于小尺寸的移動終端，由于天線單元占據的空間有限，空間、極化分集的作用有限， 天線單元之間的互耦很大，使得天線方向圖重構難度大，且天線的效率降低，從而降低通 信系統的容量。因此，如果能設計出結構緊湊、易集成、支持方向圖可重構功能與MIMO功 能的小尺寸移動終端的多天線結構，將使可重構多天線技術應用于手持終端成為可能

發明內容

本發明的目的是提供一種實現低成本、易集成、電小尺寸的無線移動通信終端天線的 結構設計。它可以克服現有無線移動通信終端天線性能、結構的不足，通過在天線輻射單 元上加PIN二極管開關的方式，來改變天線的輻射結構，從而改變天線的輻射方向圖；它 采用平面結構，易于與通信系統集成。

本發明的特征在于，含有：

介質板，該介質板呈矩形，是一塊印刷電路板；

輻射單元，貼于所述介質板的正面，所述輻射單元含有：單極子分枝、四個寄生輻射 結構貼片、饋線和直流偏置電路，其中：

單極子分枝，有兩個，縱向對稱地貼在所述介質板正面上方的左、右兩個角上，是所 述可重構雙天線系統的公共分枝，

寄生輻射結構貼片，共四個，印刷在所述介質板的正面，縱向對稱地成對分布在介質 板頂端兩個“L”型的拐角的兩條邊上；在所述的四個寄生輻射貼片中，上、下分布的所述 貼片采用形狀相同而尺寸不同的貼片結構，每個所述寄生輻射貼片與所述兩個單極子分枝 之間分別接有一個PIN開關二極管，

饋線，用微帶方式饋電，有兩條，沿縱向對稱分布，每條所述饋線的饋電點在所述對 應的單極子分枝末端，每條所述饋線先向下與縱軸平行，再沿水平方向折向所述介質板的 長邊，在彎折處，分別接有一個隔直電容，

直流偏置電路，有兩條，是連接所述各個寄生輻射結構貼片和所述單極子分枝之間的 所述各個開關二極管的直流偏置電路；所述每條電路的一部分位于所述饋線的內側，由與 所述饋線相連的隔交流電感、與和饋線相連的所述隔交流電感的另一端相連的分壓電阻、 與所述分壓電阻另一側相連的外接電壓源依次連接組成；所述該條電路的另一部分分別位 于所述相應饋線內、外兩側的兩個寄生輻射貼片的下方，由與所述寄生輻射貼片相連的隔 交流電感和導線組成，所述該導線的終端通過沉孔接地，所述導線另一端與所述寄生輻射 貼片相連的隔交流電感的另一端相連，該電路與所述饋線內側的電路構成直流偏置電路回 路；

金屬地，貼于所述介質板的背面，印刷在所述介質板的背面，該金屬地用來模擬移動 終端中除天線外的其它金屬部分。

所述移動終端用的可重構雙天線有四種工作模式，列于表1：