[發明專利]用于移動終端的平面型寬頻帶雙天線系統

有效

• 申請號: 201310239625.9
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103441326A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 杜正偉;王巖
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/52;H01Q1/48;H01Q21/28
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 樓艮基

技術領域

本發明屬于移動終端多天線設計領域，涉及一種在寬頻帶內具有低互耦特性的雙天線系統，適用于在小型移動終端上實現多輸入多輸出通信技術。

背景技術

移動通信已經經歷了以模擬通信為特征的第一代移動通信、以數字通信為特征的第二代移動通信。目前，移動通信正處在以高速數據率和寬帶多媒體服務為特征的第三代移動通信階段。但是，當前的數據傳輸速率仍然不能滿足用戶的需求，用戶需要更高的數據率、更穩定的數據傳輸來使用新的無線業務，如高清數字電視傳輸、實時高清視頻傳輸、在線網游等。因此，以正交頻分復用（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OFDM）技術和多輸入多輸出（Multiple-Input?and?Multiple-Output，MIMO）技術為特征的第四代移動通信已經在世界范圍內被各大運營商采用。MIMO技術是第四代移動通信的關鍵技術之一，其是第四代移動通信實現更高數據率傳輸、更穩定數據傳輸的核心。MIMO技術就是在移動通信系統的收發端分別安裝多個天線，其在不增加發射功率、不增加頻譜使用的條件下，利用無線通信信道的多徑效應來增加系統容量、提高通信質量，從而實現更高數據率傳輸、更穩定數據率傳輸的目標。因MIMO技術不增加發射功率、不增加頻譜使用，其不僅僅克服日益緊缺的頻譜資源問題，也滿足人們對低功耗、綠色通信的需求，因此被認為是現代通信史上最重大的技術突破之一。

如果在移動通信系統的移動終端上安裝多個天線，需要這些天線在較好阻抗匹配的條件小，天線之間具有較低的互耦。但是，目前移動終端正朝著體積小、厚度薄、重量輕、成本低和多功能等方向發展，使移動終端上留給天線設計的體積越來越小，多個天線之間的距離非常小，使多個天線很難同時滿足阻抗匹配和低互耦的要求。雖然移動終端的多天線設計已經成為國內外學者研究的熱點，但是在移動終端中設計出性能優越的多天線系統依然是一個世界性的難題。

通過對現有技術文獻和專利檢索發現，已經有一些同時滿足較好阻抗匹配和較低互耦的雙天線系統。這些雙天線系統包括：工作在2.4-GHz、2.4/5.2-GHz、2.4/5.2/5.8-GHz?WLAN頻段的單頻帶或者雙頻帶雙天線系統；工作在2.4GHz到4.2GHz頻段范圍內的寬頻帶雙天線系統，此雙天線系統可以應用到2.4-GHz?WLAN和2.5/3.5-GHz?WiMAX通信系統；工作在2.4GHz到6.55GHz頻段范圍內的寬頻帶雙天線系統，此雙天線系統可以應用到2.4/5.2/5.8-GHz?WLAN和2.5/3.5/5.5-GHz?WiMAX通信系統。這些雙天線系統都是為WLAN和WiMAX通信系統設計，工作的頻段都較高。而對于工作在較低頻段（GSM1800，GSM1900或者UMTS）的通信系統，需要在移動終端上設計出工作在較低頻段的雙天線系統。但是，由于移動終端尺寸的限制，很難在移動終端上設計出工作在較低頻段的雙天線系統。在技術文獻和專利中，滿足此要求的雙天線系統較少，這些雙天線系統包括：工作在UMTS頻段的單頻帶雙天線系統；工作在UMTS和2.4-GHz?WLAN頻段的雙頻帶雙天線系統；工作于GSM1900和UMTS頻帶的雙頻帶雙天線系統。

目前，多功能移動終端是移動終端發展的主要方向之一，需要移動終端中的天線可以同時工作在多個頻帶。因此，能在移動終端上設計出工作在較低頻段、并且具有較寬頻帶/多頻帶特性的雙天線系統，具有非常大的應用價值。對于專利[CN101005291]提出雙天線系統，其在兩個雙倒L天線單元之間使用T形地支和雙倒L形地支來減小兩個天線單元間的互耦，并且地支也可以用來調節雙天線系統的工作頻率，從而同時達到較好阻抗匹配和較低互耦的要求。但是，此雙天線系統的工作頻帶較窄，只能滿足UMTS和2.4-GHz?WLAN頻帶的應用。為了設計出可以工作在更多頻帶的雙天線系統，且同時滿足結構緊湊、小尺寸的需求，本發明提出使用四個倒L形地支來實現在寬頻帶內具有較好阻抗匹配和低互耦特性的雙天線系統。

發明內容

本發明的目的是為第四代移動通信系統設計出一款雙天線系統，此雙天線系統可以在寬頻帶/多頻帶內具有較好的阻抗匹配和較低的互耦特性。它克服了目前移動終端雙天線系統工作頻段限制的不足，通過使用四個倒L形地支結構，使雙天線系統在寬頻帶/多頻帶內具有較好的性能。本發明使用全平面結構，易于和通信系統的其它組件集成；使用普通印制電路板（Printed?Circuit?Broad,PCB）加工工藝，成本較低，易于大規模生產。