[發明專利]MIMO天線

有效

• 申請號: 201080053513.9
• 申請日: 2010-11-16
• 公開（公告）號: CN102714353A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: R.庫奧納諾賈
• 申請（專利權）人: 脈沖芬蘭有限公司
• 主分類號: H01Q1/52
• 分類號: H01Q1/52;H01Q21/28;H01Q21/06;H01Q1/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;李家麟

技術領域

本發明涉及一種應用空間復用的天線結構，意圖尤其用于小型移動站。

背景技術

空間復用意指一種技術，通過該技術將要被傳送至無線電路徑的數字信號劃分為具有較低速率的至少兩個信號，這些信號被提供有簽名。然后，在相同的頻率信道中，這些信號中的每一個都通過其自身的天線而被傳送。也具有多于一個天線的接收機根據簽名來構造不同的傳送信號，并且然后將它們組合為原始信號。這樣，可以增大頻率信道的傳輸容量?？蛇x地，該原理可以用于通過利用這些天線（空間分集）傳送同一個信號來改進傳輸可靠性。將使用空間復用，即，在符合在3GPP（第3代合作伙伴計劃）中產生的LTE標準（長期演進）的系統中。

空間復用中所需的天線結構被稱為MIMO天線（多入多出）。這里要描述的MIMO天線包括小尺寸無線電設備的蓋內部的兩個部分天線。就這點來說，這種種類的天線結構不是新的。例如，圖1示出了從文章“Actual?Diversity?Performance?of?a?Multiband?Diversity?Antenna?With?Hand?and?Head?Effects”?(IEEE?TRANSACTIONS?ON?ANTENNAS?AND?PROPAGATION,?VOL.?57,?NO.?5,?MAY?2009,?pp.?1547–1555)可知的MIMO天線。該MIMO天線包括第一天線組件110和第二天線組件120以及接地平面GND。每個天線組件包括拉長的襯底以及輻射器，其是襯底的導電涂層。天線組件位于無線電設備的矩形電路板PCB的相對端處，使得其縱向方向與電路板的較短邊的方向相同。

第一天線組件110與接地平面GND一起構成單極型的第一部分天線，該第一部分天線包括第一輻射器112。第一部分天線的饋電點或者第一饋電點FP1位于電路板PCB上與其一個長邊接近的天線組件110的一端處。第一輻射器112從第一饋電點經由第一襯底111的內側表面上升至襯底的上表面，在那里，其分支為襯底的上表面上的部分和襯底的外側表面上的部分。前一部分用于實現天線的較高操作頻帶，并且后一部分（其包括降低諧振頻率的相對較密的曲折部分）用于實現天線的較低操作頻帶。此外，寄生輻射器處于第一襯底的表面上以用于成形較高操作頻帶。接地平面GND在電路板上延伸至接近于第一天線組件110，以使得其邊緣處于天線組件旁邊并具有與該組件相同的方向。

第二天線組件120與接地平面GND一起構成第二部分天線，該第二部分天線包括第二輻射器122。第二部分天線的饋電點或者第二饋電點FP2位于電路板PCB上接近于也與第一饋電點相同的其長邊的天線組件120的一端處。第二輻射器122從第二饋電點經由第二襯底121的外側表面上升至襯底的上表面，在那里其分支為兩個部分。這些部分中的一個部分是板狀的，并用于實現天線的較低操作頻帶，并且另一部分用于實現較高操作頻帶。第二輻射器在與第二饋電點FP2緊鄰的短路點SP處連接至接地平面GND。接地平面GND在第二輻射器之下的電路板上延伸，因此，第二部分天線是PIFA型（平面倒F天線）的。此外，第二部分天線包括用于成形較高操作頻帶的寄生輻射器。

當然，MIMO天線的作用越好，部分天線的相互影響越小，或者部分天線之間的相關性就越低。另外，原理上，相關性越高，則部分天線彼此越接近。這意味著小型無線電設備中存在問題，因為在這些小型無線電設備中，天線不可避免地彼此相對接近。在多頻帶天線中，該問題特別關系到最低操作頻帶，因為在其頻率處，與波長成比例的部分天線之間的距離最短。

鑒于上述原因，而且在根據圖1的天線中，在較低操作頻帶中以及在自由空間中，部分天線之間的相關性非常高（圖3，曲線32）。該結構的第二部分天線尤其已經被設計為改進分集。由于用戶的手的影響，天線的效率自然降低。然而，而且，相關性在圖1的結構中降低，該事態改進了分集增益，并且從而補償了效率的降級。然而，部分天線之間的相關性的水平還不令人滿意。

發明內容

本發明的目的是以新且有利方式實現MIMO天線。根據本發明的天線由獨立權利要求1中闡述的內容表征。在其他權利要求中公開了本發明的一些有利實施例。

本發明的基本思想如下：天線包括具有襯底和輻射器的兩個天線組件，這些組件位于無線電設備的電路板的相對邊上。每個天線組件與無線電設備的接地平面構成部分天線，該部分天線的操作頻帶低于1?GHz的頻率。部分天線的饋電點和接地平面被布置為使得部分天線的“偶極軸”在所述操作頻帶的頻率處具有明顯不同的方向。即，在這些頻率處，部分天線是偶極狀的，接地平面表示“偶極”的另一個臂。