[發明專利]用于移動終端的平面型兩天線系統

無效

• 申請號: 200910089557.6
• 申請日: 2009-07-23
• 公開（公告）號: CN101656346A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 李正夷;杜正偉;龔克
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/52;H01Q1/38;H01Q21/00;H01Q13/08;H01Q13/10;H01Q1/14
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱 琨

技術領域

本發明屬于移動終端多天線設計領域，涉及一種無線通信特別但不限于用于多輸入多輸出通信系統移動終端的平面型兩天線系統的結構設計。?

背景技術

隨著人們對高速無線數據傳輸的需求日益增加，頻譜資源不足的矛盾日益加劇，因此這大大激發了人們對有效利用頻譜資源的研究興趣。多輸入多輸出(MIMO)技術的出現被認為是現代通信史上最重大的技術突破之一。MIMO通信系統在無線通信收發兩端分別采用多天線技術，提高頻譜利用率，提高信噪比，改善通信質量，極大的提高了通信系統的容量。MIMO無線系統把傳統無線通信中認為有害的多徑信號作為一個有利因素加以利用，充分利用多徑信號的隨機衰落特性及多徑延遲擴展特性提高系統的傳輸速率。?

天線作為通信系統的重要組成部分，其性能對整個通信系統有重要的影響。隨著MIMO通信系統的出現和發展，與之相對應的多天線設計已成為國內外學者研究的熱點。因為移動終端正朝著小的體積，輕的重量，長的待機時間，低的成本和多模多頻等方向發展，對于應用在移動終端上的多天線設計也提出了十分巨大的挑戰。?

移動通信終端的單天線形式很多，但支持MIMO功能并適用于移動終端的多天線結構很少。已有的多天線結構為：在采用兩根天線時，通常使兩個天線盡量遠離，并且采用極化正交的方式安裝；在采用三根天線時，該結構采用安裝在相互垂直的三個地平面上的三個天線單元構成，其中兩根天線的極化方向正交，第三個地上的天線的極化方向與前兩根天線中的一根的正交，與另一根極化方向相同，并在空間上遠離前兩根天線，減少了天線單元之間的相關性(采?用了極化、空間分集)；在采用四根天線時，增加了一根安裝在平行于以上三個地平面中的一個地平面上的天線；在這些地面上還可以安裝更多的天線；采用的天線形式為傳輸線加載天線，如折疊單極、傳輸線加載單極、倒F、平面倒F形天線。這種多天線結構，在尺寸方面，對于尺寸較大的移動終端如筆記本電腦等較為適用，但對于尺寸較小的移動終端如手機、個人數字助理(PDA，Personal?Digital?Assistant)等則不適用；在結構方面，由于是三維結構，不容易安裝和集成。?

對于小尺寸的移動終端，由于天線單元之間的距離很小，空間、極化分集的作用有限，通常天線單元之間的互耦(即一根天線輻射的能量耦合到了另一根天線上)很大，使得天線的效率降低，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MIMO功能并適用于移動通信終端特別是小尺寸移動終端的多天線結構，將使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無線通信特別但不限于用于MIMO通信系統移動終端的平面型兩天線系統的結構設計。它通過增加兩個寄生天線單元，減小了輻射天線單元之間的互耦和相關性，從而提高天線的效率和增加通信系統的容量；本發明利用了天線的空間和方向圖分集技術；采用平面結構，使天線與通信系統易于集成；采用普通的數字電路的印刷電路板加工工藝，使天線成本很低。?

本發明的特征在于，含有：介質板、輻射天線單元、微帶饋線、寄生天線單元、以及金屬地，其中：?

介質板，呈矩形，是一塊印刷電路板；?

輻射天線單元，包括兩個槽天線單元，縱向分布于所述印刷電路板背面的?上方，左右鏡像對稱；?

微帶饋線，共兩條，縱向分布于所述印刷電路板正面，分別橫跨各自對應的所述槽天線單元，左右鏡像對稱，并各自在終端通過過孔接地；?

寄生天線單元，包括兩個平面L型單極子天線單元，縱向分布于所述印刷電路板正面的所述兩條微帶饋線上方，左右鏡像對稱，減小所述兩個槽天線單元之間的互耦，在L型彎折處有一個矩形塊區域，以調節其匹配和增加帶寬；?

金屬地，位于所述印刷電路板背面，以模擬無線通信系統移動終端中除天線外的其他部分。?

本發明具有結構緊湊、易集成、低互耦、支持MIMO功能，適用于移動通信終端特別是小尺寸移動終端的多天線結構的特點，而且采用普通數字電路制造工藝，制造工藝簡單，成本低。?

圖1為本發明提供的一種用于移動終端的平面型兩天線系統三維圖。?

圖2為圖1的A向視圖即縱向剖面圖。?

圖3為圖1的B向視圖即微帶饋線和寄生平面L型單極子天線單元的結構圖。?

圖4為圖1的C向視圖即槽天線單元和金屬地的結構圖。?