[發(fā)明專利]一種新型的小型多輸入多輸出天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210159114.1
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102683824A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡駿;孔純成;何賽靈
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/52;H01Q21/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天線技術(shù)與無線通信領(lǐng)域，涉及一種可在手機(jī)終端使用的多輸入多輸出（MIMO）天線。

背景技術(shù)

多輸入多輸出（multiple?input?multiple?output，以下簡稱MIMO）技術(shù)是一種智能天線技術(shù)，它是指在通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端都采用多個天線進(jìn)行信號的發(fā)射與接收，以提高通信的質(zhì)量與性能。MIMO?的核心概念是利用多根發(fā)射天線與多根接收天線來傳輸和接收同樣功率的能量時所具有的空間自由度來有效提升無線通信系統(tǒng)的頻譜效率，以提升傳輸速率并改善通信品質(zhì)。由于?MIMO技術(shù)可以在不需要增加帶寬或總發(fā)送功率耗損（transmit?power?expenditure）的情況下大幅地增加系統(tǒng)的資料吞吐量（throughput）及傳送距離，使得此技術(shù)在無線通信領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用，并成為現(xiàn)代無線通信標(biāo)準(zhǔn)（例如IEEE?802.11N(WIFI),4G,3GPP?Long?term?evolution（LTE）,?WiMax和?HSPA+）的重要部分。

MIMO天線作為MIMO通信系統(tǒng)的重要組成部分，它的性能將極大的影響整個MIMO通信系統(tǒng)的效率與質(zhì)量。影響MIMO天線性能的主要因素包括天線的尺寸、工作頻段、阻抗及增益和多天線之間的隔離度。為了保證天線之間有較好的隔離度，使它們工作時候不相互干擾，天線之間的距離一般要達(dá)到半個工作波長，但這會導(dǎo)致整個天線變得很大，不利于終端的小型化與緊湊設(shè)計。

為了降低天線之間互感，增大隔離度，同時保證尺寸較小，一般采用兩種辦法：一是特殊的天線地面結(jié)構(gòu)設(shè)計，比如地面凹槽；二是采用隔離結(jié)構(gòu)，如EBG周期結(jié)構(gòu)。兩種方法都可以在一定程度上減小MIMO天線的尺寸同時保證天線隔離度較好，但是四分之一個工作波長的尺寸相對于手機(jī)終端來說仍然較大。而一種類似于帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)成為另外一種選擇。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用一種具有三個阻帶的濾波器結(jié)構(gòu)作為MIMO天線的隔離結(jié)構(gòu)，并使之與兩個單天線緊湊安放，進(jìn)而設(shè)計出能夠工作在三個頻帶的MIMO天線，同時保證天線的尺寸較小和性能優(yōu)良。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種新型的小型多輸入多輸出天線，包括基底、兩個單天線和濾波器結(jié)構(gòu)；在基底上設(shè)置有兩個單天線和濾波器結(jié)構(gòu)，其中兩個單天線位于濾波器結(jié)構(gòu)上方，并成對稱設(shè)置。

所述的單天線是由T型饋線和變形的口字形外圍結(jié)構(gòu)組成，T型饋線設(shè)置在變形的口字形外圍結(jié)構(gòu)內(nèi)，口字形外圍結(jié)構(gòu)靠近中心的一側(cè)邊呈半圓弧形狀，遠(yuǎn)離中心的一側(cè)邊與底邊分離；該單天線通過豎直設(shè)置的微帶線與地平面連接。

所述的濾波器結(jié)構(gòu)由兩個變形的E字形結(jié)構(gòu)和中間的長微帶線組成，兩個E字形結(jié)構(gòu)呈對稱設(shè)置，E字形結(jié)構(gòu)的頂邊長于底邊，兩個變形的E字形結(jié)構(gòu)通過中邊與長微帶線連接.

所述的單天線與所述的濾波器結(jié)構(gòu)的對稱軸重合，所述的長微帶線一端伸入兩個單天線之間，另一端與地平面連接。

所述的長微帶線由兩段粗細(xì)不同的微帶線組成。

所述的小型多輸入多輸出天線工作在2.42GHz、3.43GHz和5GHz三個頻段下。

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明的MIMO天線具有緊湊的結(jié)構(gòu)，且能夠工作在2.42GHz、3.43GHz和5GHz三個頻段下，同時每個頻段內(nèi)天線都具有良好的隔離度、帶寬和增益，符合手機(jī)中對天線小型化和MIMO技術(shù)的要求，能夠用于手機(jī)終端。

附圖說明

圖1為天線的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為單個天線的結(jié)構(gòu)圖；

圖3?為濾波器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；

圖4?為天線的測試結(jié)果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳述：

如圖1所示，本發(fā)明中MIMO天線由兩個單天線結(jié)構(gòu)1-1和一個濾波器結(jié)構(gòu)1-3組成。天線的總體尺寸是15mm?x?14.5mm，基底1-2采用的是手機(jī)終端中常用的FR-4材料，它的介電常數(shù)為4.4，結(jié)構(gòu)參數(shù)為55mm?x?50mm?x?1.6mm。天線的地面1-4與天線結(jié)構(gòu)在一個平面上，大小為40?x?50mm，這種共面設(shè)計有利于天線的裝配。