[發明專利]一種開關控制的LTE MIMO手機天線結構

有效

• 申請號: 201210107065.7
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102856644A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 牛家曉;何其娟;澤拉圖·米洛舍維奇
• 申請（專利權）人: 上海安費諾永億通訊電子有限公司
• 主分類號: H01Q1/48
• 分類號: H01Q1/48;H01Q1/52;H01Q1/36;H01Q21/28
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及一種手機天線，特別涉及一種開關控制的LTE?MIMO手機天線結構。

背景技術

作為下一代無線通信技術，LTE（Long?Term?Evolution，是下一代無線通信標準）可提供更快的數據速率，更優良的多媒體服務。在LTE技術中，MIMO（Multiple?Input?Multiple?Output，指的是在發射端采用多根發射天線，接收端采用多根接收天線）是最關鍵的技術。在MIMO技術中，需要使用兩個或多個工作在相同頻率的接收及發射天線。對于工作在相同頻率的多個天線，耦合必然存在。而天線之間的耦合會降低天線的性能。尤其對于MIMO天線，天線之間應具有良好的隔離以及低的相關性系數以實現高的分集增益。目前最常用的提高天線隔離度的方法是增大天線之間的距離到工作波長的一半以上。但是在手持設備（如手機）中，空間非常狹小，天線之間的間隙很小，設計出滿足要求并具有良好性能的MIMO天線系統是非常困難的，特別是在低頻段。同時，目前世界范圍內有多個無線通信標準以滿足不同的應用，而且一個標準也會覆蓋多個頻段，僅僅LTE?覆蓋的頻段就從700MHz一直到2690?MHz，因此需要LTE天線系統也能夠實現多頻段工作。為了實現性能優良的LTE天線，多家公司及多個研發團隊做了大量的研究工作，所提出的方法及結構包括以下幾種：

第一種，采用去耦技術。請參考圖1，這種技術在兩個天線之間增加了一段去耦合網絡，該網絡由兩根傳輸線和幾個集總參數元件組成。但是該方法有以下幾個缺點：一是占用了過多的PCB板空間，而且網絡需要穿過整個PCB板，這在實際的設計中是不允許的；二是該方法只能在一個窄頻段內實現良好的隔離與低的相關性，無法在多個寬頻段內同時實現良好的隔離與低的相關性。

第二種，采用中和線技術實現天線間的高隔離。請參考圖2，在兩個相距很近的天線之間增加一根傳輸線，該傳輸線可以中和天線之間的耦合能量，實現高的隔離。但是，該方法的缺點也很明顯：一是只能在很窄的頻帶內是實現高隔離；二是該方法不適合多頻段工作，采用該方法在一個窄頻段內可以實現高的隔離，但在其他頻段內卻使隔離變壞。而且采用中和線技術后，兩個天線依然對稱，輻射方向還是會很接近，因此其低頻段的包絡相關性系數問題可能依然無法得到解決。

第三種，采用電磁超材料天線。請參考圖3，該技術采用兩個電磁超材料技術制作天線，因此天線尺寸較小。但是該技術也很難實現多頻段工作，且在設計頻段內天線的輻射效率也比較低。

第四種，采用分集天線側邊放置的方法。請參考圖4，主天線放置在板子長邊的端部，而分集天線放置在板子的側邊。兩種天線的輻射方向各不相同，從而實現天線間高的隔離度和低的相關性系數，且輻射效率較好。但是該方法需要占用幾乎全部的側面空間，很多時候手機廠商無法提供這樣的空間給分集天線，這限制了該方法的應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于提供一種開關控制的LTE?MIMO手機天線結構，此天線是可以覆蓋低頻段的高性能LTE?MIMO天線，且非常適于放置安裝在手機等移動終端上，以解決現有技術中無法在多個寬頻段內同時實現良好的隔離與低的相關性的技術問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種開關控制的LTE?MIMO手機天線結構，包括金屬地面、主天線、分集天線和控制開關，所述金屬地面包括第一側邊和第二側邊，所述第一側邊和第二側邊為一組對邊，所述主天線設置在所述金屬地面的第一側邊，所述分集天線設置在所述金屬地面的第二側邊；所述分集天線內還通過所述控制開關連接于金屬地面。

較佳地，所述分集天線包括分集天線饋電線、分集天線饋電端口和若干分集天線彎折分支金屬線，若干分集天線彎折分支金屬線的一端分別與所述金屬地面連接；所述分集天線饋電線的一端與所述分集天線饋電端口連接，另一端與一分集天線彎折分支金屬線連接；所述控制開關的輸入端通過一連接金屬線連接至一分集天線彎折分支金屬線或分集天線饋電線，所述控制開關的輸出端通過若干不同的元件分別連接至所述金屬地面，若干分集天線彎折分支金屬線形成電容加載。

較佳地，若干分集天線彎折分支金屬線均與所述金屬地面形成縫隙，所述若干分集天線彎折分支金屬線向對應方向彎折。