一種適用於lte標準的多頻段手機mimo天線結構的製作方法

2023-05-02 08:03:21

專利名稱：一種適用於lte標準的多頻段手機mimo天線結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通訊領域，特別涉及一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構。
背景技術：
為了方便理解，我們這裡給出幾個常用天線的定義(1)電感加載電容耦合天線 天線接地，饋電線與天線不直接連接，而是通過電容耦合的方式饋電，長度一般低於工作頻率的1/4波長。(2)單極子天線長度為工作頻率的1/4波長，一端與信號的輸出端連接，一端開路，且需要懸空於地面。(3)環天線長度為工作頻率的1個波長，一端接信號的輸出端，一端接地。(4)PIFA天線長度為工作頻率的1/4波長，一端接信號輸出端和地，一端開路，PIFA可以安放在地面上，且高度一般高於地面5mm或以上。(5) IFA天線長度為工作頻率的1/4波長，類似於PIFA，一端接信號輸出端和地，一端開路，但是不放在地面上，需要淨空。(6)槽天線為在一塊金屬上切出槽而得到，槽的長度可以為1/4波長也可以為1/2 波長，槽天線一般通過耦合饋電方式饋電。LTE是英文Long Term Evolution的縮寫。LTE也被通俗的稱為3. 9G，具有100Mbps 的數據下載能力，被視作從3G向4G演進的主流技術。作為下一代無線通信技術，LTE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是最關鍵的技術。為了實現MIMO工作，需要使用兩個或多個工作在相同頻率的接收及發射天線。為了獲得好的性能，這些天線之間需要有良好的隔離，同時天線之間也要有低的相關性係數。而且，目前世界範圍內有多個標準以滿足不同的應用，這些標準所覆蓋的頻段各不相同，僅僅LTE覆蓋的頻段就從700MHz—直到沈90 MHz，因此需要LTE 天線系統也能夠實現多頻段工作。在手持設備(如手機)中，空間非常狹小，天線之間的間隙很小，設計出滿足這些要求並具有良好性能的MIMO天線系統是非常困難的。中國專利申請號為200980101818. X的發明專利公開了一種多頻段內置天線。該天線包含基板；在所述基板上形成的阻抗匹配/供電單元；與所述阻抗匹配/供電單元結合的第一輻射部件，而且所述阻抗匹配/供電單元包含具有預定長度並與接地連接的第一匹配部件及具有預定長度並與所述第一匹配部件相隔配置，且與供電點電氣連接的第二匹配部件，並且所述第一匹配部件與所述第二匹配部件之間的間隔在局部產生變化。根據本發明的天線，在多頻段設計時利用耦合匹配，從而具有可提供擁有寬頻特性的多頻段內置天線的優點。該天線雖然能實現在多個頻段工作，但結構複雜，不易實現。

發明內容
為了克服現有技術的缺陷，本發明公開了一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO 天線結構，其在手機這樣的狹小空間內，設計可以工作在多個頻段的LTE天線系統。所設計的天線可工作在多個頻段，具有良好的輻射性能，同時實現天線間的高的隔離和低的相關性係數。本發明公開的技術方案如下
一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，包括鋪設有地面的介質基板，所述介質基板包括第一側邊和第二側邊，且第一側邊的長度小於第二側邊的長度，第一側邊與第二側邊呈一定角度；所述天線結構還包括 主天線，所述主天線設置在第一側邊； 第一副天線，所述第一副天線設置在第二側邊，其進一步包括 耦合饋電線、第一饋電點和若干個彎折分支；耦合饋電線通過電容耦合方式將能量饋給所述若干個彎折分支；第一饋電點與所述耦合饋電線連接；耦合饋電線與彎折分支非接觸；
所述每一彎折分支與所述地面形成縫隙，且其一端與地面連接；且該彎折分支通過上述縫隙在預定工作頻段內以電容耦合的方式輻射能量。較佳地，所述彎折分支的總長度為該預定工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一。
較佳地，所述若干彎折分支包括第一彎折分支和第二彎折分支；
第一彎折分支與地面形成第一縫隙，第一彎折分支通過第一縫隙在第一低頻段內輻射能量；第一彎折分支的總長度為第一低頻段的中心頻率對應波長的四分之一；
第二彎折分支與地面形成第二縫隙，第二彎折分支通過第二縫隙在第二低頻段內輻射能量；第二彎折分支的總長度為第二低頻段的中心頻率對應波長的四分之一。較佳地，該述天線結構還包括第二副天線，所述第二副天線設置在介質基板的第二側邊，鄰近第一副天線；所述第二副天線為摺疊金屬片，其上設置有對應的第二饋電點。較佳地，該述第一副天線還包括一集總參數元件，所述耦合饋電線通過該集總參數元件與所述第一饋電點連接。較佳地，第一彎折分支呈倒L型，其一端與地面連接，且其沿著該端反方向延伸， 一直延伸到介質基板的第二側邊後再向右延伸一段距離；
第二彎折分支的一端與地面連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質基板的第二側邊後再向上延伸，向上延伸一段距離後向右延伸一段距離； 第一彎折分支設置在第二彎折分支的第二縫隙內。較佳地，第一低頻段為791-821MHz，第二低頻段為925_960MHz。較佳地，所述第二副天線的工作頻率覆蓋高頻段，其覆蓋頻段為1805-2170MHZ，且第二副天線的總長度為該覆蓋頻段的中心頻率對應波長的四分之一。較佳地，所述若干彎折分支包括第一彎折分支和第二彎折分支；
第一彎折分支與地面形成第一縫隙，第一彎折分支通過第一縫隙在第一工作頻段輻射能量；所述第一工作頻段為第一低頻段或第一高頻段；第一彎折分支的總長度約為第一工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一；
第二彎折分支與地面形成第二縫隙，第二彎折分支通過第二縫隙在第二工作頻段輻射能量；所述第二工作頻段為第二低頻段或第二高頻段；第二彎折分支的總長度約為第二工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一。
較佳地，所述第一副天線還包括集總電容和第一摺疊金屬片、第二摺疊金屬片；所述集總電容一端與第一饋電點連接，另一端與該第一摺疊金屬片的第一端連接；第一摺疊金屬片的第二端和第二摺疊金屬片的一端相對，且第二摺疊金屬片的另一端連接地面；
第一摺疊金屬片在第三高頻段內輻射能量；第二摺疊金屬片通過與第一摺疊金屬片之間的耦合在第四高頻段內輻射能量；其中，第一摺疊金屬片約為第三高頻段的中心頻率對應波長的四分之一，第二摺疊金屬片約為第四高頻段的中心頻率對應波長的四分之一。較佳地，第一彎折分支呈倒L型，其一端與地面連接，且其沿著該端反方向延伸， 一直延伸到介質基板的第二側邊後再向右延伸一段距離；
第二彎折分支的一端與地面連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質基板的第二側邊後再向上延伸，向上延伸一段距離後向右延伸一段距離； 第一彎折分支設置在第二彎折分支的第二縫隙內。較佳地，第一低頻段為734-749 MHz ；第一高頻段為2000_2300ΜΗζ ；第二低頻段為 869-894 MHz ；第二高頻段為 2300_2600ΜΗζ。較佳地，第三高頻段為1710-2000ΜΗΖ ；第四高頻段為^00_2800ΜΗζ。較佳地，所述主天線的工作頻段覆蓋698-960ΜΗΖ以及1710_2690ΜΗζ。較佳地，所述主天線為以下其中一種電感加載電容耦合天線、單極子天線、環天線、IFA天線、PIFA天線，槽天線。與現有技術相比，本發明所提出的天線結構具有以下優點
第一以往的技術僅僅涉及如何在一個窄頻段內實現天線間的高隔離與低的相關性係數，而本發明所提出的天線結構可以實現多個頻段及寬頻段的高隔離及低的相關性係數。第二 以往的技術往往結構比較複雜，需要引入多個附加元件，因此增加了設計的複雜度，降低了天線的性能。而本發明所提出的天線結構不需要任何附加元件，結構簡單， 也不會引入其他附加損耗。第三以往的技術往往佔用面積較大，不適用於低頻段和手機這樣的小型手持移動終端設備上。而本發明所提出的天線結構佔用面積小，完全可以集成到手機等小型手持終端設備中，工作頻段可以包含LTE700這樣的低頻段。


圖1為本發明實施例1 一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構的示意圖2為本發明實施例1主天線的放大圖； 圖3為本發明實施例1第一副天線的放大圖； 圖4為本年發明實施例1第二副天線的放大圖； 圖5為本發明實施例1主天線和第一副天線反射係數和隔離度測量圖； 圖6為本發明實施例1主天線和第二副天線反射係數和隔離度測量圖； 圖7為本發明實施例1主天線和第一副天線總輻射效率測量圖； 圖8為本發明實施例1第一副天線和第二副天線反射係數和隔離度測量圖； 圖9為本發明實施例1主天線和第二副天線總輻射效率測量圖； 圖10為本發明實施例1主天線和第一副天線在低頻段的包絡相關係數分析圖；圖11為本發明實施例圖12為本發明實施例圖13為本發明實施例圖14為本發明實施例圖15為本發明實施例圖16為本發明實施例圖17為本發明實施例圖18為本發明實施例
1主天線和第二副天線在高頻段的包絡相關係數分析圖； 2 一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構的示意圖 2第一副天線的放大2主天線和第一副天線反射係數和隔離度測量 副天線在低頻段的總輻射效率測量圖； 副天線在高頻段的總輻射效率測量圖； 副天線在低頻段的包絡相關係數分析圖； 副天線在高頻段的包絡相關係數分析圖。
2主天線和第-2主天線和第-2主天線和第-2主天線和第-
具體實施例方式本發明公開了一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，包括鋪設有地面的介質基板，所述介質基板包括第一側邊和第二側邊，且第一側邊的長度小於第二側邊的長度，第一側邊與第二側邊呈一定角度；所述天線結構還包括
主天線，所述主天線設置在第一側邊； 第一副天線，所述第一副天線設置在第二側邊，其進一步包括 耦合饋電線、第一饋電點和若干個彎折分支；耦合饋電線通過電容耦合方式將能量饋給所述若干個彎折分支；第一饋電點與所述耦合饋電線連接；耦合饋電線與彎折分支非接觸；
所述每一彎折分支與所述地面形成縫隙，且其一端與地面連接；且該彎折分支通過上述縫隙在預定工作頻段內以電容耦合的方式輻射能量。下方結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的描述 實施例1
如圖1至圖4，一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構100，包括鋪設有地面 12的介質基板11、主天線13、第一副天線14和第二副天線15。第一副天線14為低頻分集天線，其覆蓋兩個低頻的工作頻段。第二副天線15為高頻分集天線。介質基板11包括第一側邊111和第二側邊112，且第一側邊111的長度小於第二側邊112的長度，第一側邊111與第二側邊112呈一定角度。在本實施例中，第一側邊111 和第二側邊112呈90度角。主天線13設置在第一側邊111。主天線的工作頻段可以覆蓋698-960MHZ以及 1710-2690MHZ。在本實施例中，主天線13為一電感加載電容耦合天線。這裡僅為舉例，主天線13也可以採用單極子天線、環天線、IFA天線、PIFA天線，槽天線等等。參見圖2，主天線13包括輻射片131、接地線132、電容耦合饋電線133、主天線饋電點134。其中，輻射片131與接地線132 —端連接，接地線132另一端與地面12連接；電容耦合饋電線133與輻射片131及接地線132非接觸，其與主天線饋電點134連接。能量從主天線饋電點134輸入給主天線13，即主天線饋入點134為主天線13的能量輸入點。參見圖3，第一副天線14設置在第二側邊112，其進一步包括
耦合饋電線143、第一饋電點145、若干彎折分支；耦合饋電線143通過電容耦合方式將能量饋給上述彎折分支；第一饋電點145與耦合饋電線143連接。所述每一彎折分支與所述地面12形成縫隙，且其一端與地面12連接；該彎折分支通過上述縫隙在一定工作頻段內以電容耦合的方式輻射能量，且該彎折分支的總長度約為該工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一。工作頻段的中心頻率由工作頻段的兩個端點加和後除以二得到。耦合饋電線143與彎折分支非接觸，能量從第一饋電點145輸入給第一副天線14， 即第一饋電點145為第一副天線14的能量輸入點。第一副天線14還包括一集總參數元件，耦合饋電線13通過該集總參數元件與第一饋電點145連接。在本實施例中，上述集總參數元件為集總電感144，僅為舉例，具體實施時，也可以取消這裡的集總電感或者採用增加其他的集總參數元件來改善天線特性。在本實施例中，若干彎折分支包括第一彎折分支141、第二彎折分支142。僅為舉例，具體實施時，彎折分支的數量不限。操作人員可以通過改變可以與地面形成縫隙的彎折分支的數目來改變本發明天線結構的工作頻段的數目。故本實施例僅為舉例，不對此作出限定。第一彎折分支141與地面形成第一縫隙101，第一彎折分支141通過第一縫隙101 在第一低頻段內輻射能量；第一彎折分支141的總長度約為第一低頻段的中心頻率對應波長的四分之一。第二彎折分支142與地面形成第二縫隙102，第二彎折分支142通過第二縫隙102 在第二低頻段內輻射能量；第二彎折分支142的總長度約為第二低頻段的中心頻率對應波長的四分之一。第一彎折分支141呈倒L型，其一端與地面12連接，且其沿著該端反方向延伸，一直延伸到第二側邊112後再向右延伸一段距離。第二彎折分支142的一端與地面12連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到第二側邊112後再向上延伸，向上延伸一定距離後向右延伸一段距離。第一彎折分支141設置在第二彎折分支142的第二縫隙102內。在本實施例中，第一低頻段為791-82IMHz，第二低頻段為925_960MHz。參見圖4，第二副天線15設置在介質基板11的第二側邊112，鄰近第一副天線14 ； 第二副天線15為摺疊金屬片，呈立體Z字結構，其上設置有對應的第二饋電點151。第二副天線15的工作頻率覆蓋高頻段，其覆蓋頻段為1805-2170MHZ，且第二副天線15的總長度為該覆蓋頻段的中心頻率對應波長的四分之一。圖5為本發明實施例1主天線和第一副天線反射係數和隔離度測量圖。在這次測量中，主天線13和第一副天線14接儀器輸出端而第二副天線15接50歐姆的負載。其中曲線FSll代表主天線13在整個頻帶內的回波損耗，曲線FS22代表第一副天線14在整個頻帶內的回波損耗，曲線FS21代表主天線13和第一副天線14之間的耦合情況。曲線FS21 在低頻段內都小於-15dB，說明主天線13和第一副天線14之間具有相當良好的隔離度。圖6為本發明實施例1主天線和第二副天線反射係數和隔離度測量圖。在這次測量中，主天線13和第二副天線15接儀器輸出端而第一副天線14接50歐姆的負載。其中曲線FSll代表主天線13在整個頻帶內的回波損耗，曲線FS33代表第二副天線15在整個頻帶內的回波損耗，曲線FS31代表主天線13和第二副天線15之間的耦合情況。曲線FS31 在低頻段內都小於-12dB，說明主天線13和第二副天線15之間具有足夠的隔離度。圖7為本發明實施例1第一副天線和第二副天線反射係數和隔離度測量圖。在這次測量中，第一副天線14和第二副天線15接儀器輸出端而主天線13接50歐姆的負載。其中曲線FS22代表第一副天線14在整個頻帶內的回波損耗，曲線FS33代表第二副天線15在整個頻帶內的回波損耗，曲線FS32代表第一副天線14和第二副天線15之間的耦合情況。 曲線FS32在低頻段內都小於-20dB，說明第一副天線14和第二副天線15之間具有相當良好的隔離度。圖8為本發明實施例1主天線和第一副天線總輻射效率測量圖。FRLl代表主天線 13在低頻段的總輻射效率。FRL2代表第一副天線14在低頻段的總輻射效率。從圖8可以看到，主天線13和第一副天線14在設計的頻段內具有良好的輻射性能。圖9為本發明實施例1主天線和第二副天線總輻射效率測量圖。FRHl代表主天線 13在高頻段的總輻射效率。FRH2代表第二副天線15在高頻段的總輻射效率。從圖9可以看到，主天線13和第二副天線15在設計的頻段內具有良好的輻射性能。圖10為本發明實施例1主天線和第一副天線在低頻段的包絡相關係數分析圖，其代表在低頻段主天線13與第一副天線14之間的獨立性。FCLl是在XPR (交叉極化鑑別) 值設置為0. 5，phi (方位角)分布文件選擇為uniform分布，theta (俯仰角)分布文件選擇為normal分布計算得到的。FCL2是在XPR值設置為0. 5，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計算得到的。FCL3是在XPR值設置為1，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計算得到的。FCL4是在XPR 值設置為1，Phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計算得到的。從圖中可以看到，計算得到的包絡相關係數在兩個天線重合的頻段內都小於0.3， 表明主天線13和第一副天線14在低頻段具有良好的獨立性。圖11為本發明實施例1主天線和第二副天線在高頻段的包絡相關係數分析圖，其為本發明所提出的第一種結構的包絡相關係數分析圖，其代表在高頻段主天線13與第二副天線15之間的獨立性。FCHl是在XI3R值設置為0. 5，phi分布文件選擇為uniform分布， theta分布文件選擇為normal分布計算得到的。FCH2是在XPR值設置為0. 5，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計算得到的。FCH3是在XPR 值設置為1，Phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計算得到的。FCH4是在XPR值設置為1，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計算得到的。從圖中可以看到，計算得到的包絡相關係數在兩個天線重合的頻段內都小於0. 3，表明主天線13和第二副天線15在高頻段具有良好的獨立性。 實施例2
如圖12，一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構100，包括鋪設有地面12的介質基板11、主天線13、第一副天線對。介質基板11包括第一側邊111和第二側邊112，且第一側邊111的長度小於第二側邊112的長度，第一側邊111與第二側邊112呈一定角度。在本實施例中，第一側邊111 和第二側邊112呈90度角。主天線13設置在第一側邊111。主天線的工作頻段可以覆蓋698-960MHZ以及 1710-2690MHZ。在本實施例中，主天線13為一電感加載電容耦合天線。這裡僅為舉例，主天線13也可以採用單極子天線、環天線、IFA天線、PIFA天線，槽天線等等。主天線13包括輻射片131、接地線132、電容耦合饋電線133、主天線饋電點134。其中，輻射片131與接地線132—端連接，接地線132另一端與地面12連接；電容耦合饋電線133與輻射片131及接地線132非接觸，其與主天線饋電點134連接。能量從主天線饋電點134輸入給主天線13，即主天線饋入點134為主天線13的能量輸入點。參見圖13，第一副天線M設置在第二側邊112，其進一步包括
耦合饋電線對3、第一饋電點M5、若干彎折分支；耦合饋電線243通過電容耦合方式將能量饋給上述彎折分支；第一饋電點245與耦合饋電線243連接。所述每一彎折分支與地面12形成縫隙，且其一端與地面12連接；該彎折分支通過上述縫隙在一定工作頻段內以電容耦合的方式輻射能量，且該彎折分支的總長度約為該工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一。工作頻段的中心頻率由工作頻段的兩個端點加和後除以二得到。耦合饋電線243與彎折分支非接觸，能量從第一饋電點245輸入給第一副天線24， 即第一饋電點245為第一副天線M的能量輸入點。圖13中，耦合饋電線13直接與第一饋電點245連接。具體實施時，耦合饋電線13 還可通過一集總參數元件與第一饋電點245連接，這樣可以改變本實施例天線結構的天線性能。在本實施例中，上述若干彎折分支包括第一彎折分支241和第二彎折分支M2。第一彎折分支241與地面12形成第一縫隙201，第一彎折分支241通過第一縫隙 201在第一工作頻段輻射能量；所述第一工作頻段為第一低頻段或第一高頻段；第一彎折分支的總長度約為第一工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一。在本實施例中，第一低頻段為 7；34-749 MHz ；第一高頻段為 2000_2300MHz。第二彎折分支242與地面12形成第二縫隙202，第二彎折分支242通過第二縫隙 202在第二工作頻段輻射能量；所述第二工作頻段為第二低頻段或第二高頻段；第二彎折分支的總長度約為第二工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一。在本實施例中，第二低頻段為 869-894 MHz ；第二高頻段為 2300_2600MHz。 第一彎折分支241呈倒L型，其一端與地面12連接，且其沿著該端反方向延伸，一直延伸到第二側邊112後再向右延伸一段距離。第二彎折分支M2的一端與地面12連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到第二側邊112後再向上延伸，向上延伸一定距離後向右延伸一段距離。第一彎折分支241設置在第二彎折分支M2的第二縫隙202內。上述第一副天線M還包括集總電容246和第一摺疊金屬片M7、第二摺疊金屬片 248 ；集總電容246 —端與第一饋電點245連接，另一端與該第一摺疊金屬片M7的第一端連接；第一摺疊金屬片247的第二端和第二摺疊金屬片248的一端相對，且第二摺疊金屬片 248的另一端連接地面12。第一摺疊金屬片247在第三高頻段內輻射能量；第二摺疊金屬片248通過與第一摺疊金屬片247之間的耦合在第四高頻段內輻射能量；其中，第一摺疊金屬片247約為第三高頻段的中心頻率對應波長的四分之一，第二摺疊金屬片248約為第四高頻段的中心頻率對應波長的四分之一。在本實施例中，第三高頻段為1710-2000MHZ ；第四高頻段為
2600-2800MHzo與實施例1相比，實施例2的第二副天線只需要一個輸入埠即可覆蓋低頻和高頻段，大大簡化了後續電路的設計。
圖14為本發明實施例2主天線和第一副天線反射係數和隔離度測量圖。在這次測量中，主天線13和第一副天線M接儀器輸出端。其中曲線SSll代表主天線13在整個頻帶內的回波損耗，曲線SS22代表第一副天線M在整個頻帶內的回波損耗，曲線SS21代表主天線13和第一副天線M之間的耦合情況。曲線SS21在低頻段內都小於-15dB，在高頻段內都小於-10dB，說明主天線13和第一副天線M之間具有相當良好的隔離度。圖15為本發明實施例2主天線和第一副天線在低頻段的總輻射效率測量圖。SRLl 代表主天線13在低頻段的總輻射效率。SRL2代表第一副天線M在低頻段的總輻射效率。 從圖15可以看到，主天線13和第一副天線M在設計的頻段內具有良好的輻射性能。圖16為本發明實施例2主天線和第一副天線在高頻段的總輻射效率測量圖。SRHl 代表主天線13在高頻段的總輻射效率。SRH2代表副天線M在高頻段的總輻射效率。從圖 16可以看到，主天線13和第一副天線M在一個很寬的頻段內具有良好的輻射性能。圖17為本發明實施例2主天線和第一副天線在低頻段的包絡相關係數分析圖，其代表在低頻段主天線13與第一副天線M之間的獨立性。SCLl是在XPR值設置為0. 5，phi 分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計算得到的。SCL2是在 XPR值設置為0. 5，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計算得到的。SCL3是在XPR值設置為1，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計算得到的。SCL4是在XI3R值設置為1，phi分布文件選擇為uniform 分布，theta分布文件選擇為uniform分布計算得到的。從圖中可以看到，計算得到的包絡相關係數在兩個天線重合的頻段內都小於0.3，表明主天線23和第一副天線M在低頻段具有良好的獨立性。圖18為本發明實施例2主天線和第一副天線在高頻段的包絡相關係數分析圖，其代表在高頻段主天線13與第一副天線M之間的獨立性。SCHl是在XPR值設置為0. 5，phi 分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計算得到的。SCH2是在 XPR值設置為0. 5，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為uniform分布計算得到的。SCH3是在XPR值設置為1，phi分布文件選擇為uniform分布，theta分布文件選擇為normal分布計算得到的。SCH4是在XI3R值設置為1，phi分布文件選擇為uniform 分布，theta分布文件選擇為uniform分布計算得到的。從圖中可以看到，計算得到的包絡相關係數在兩個天線重合的頻段內都小於0.3，表明主天線13和第一副天線M在高頻段具有良好的獨立性。與現有技術相比，本發明所提出的天線結構具有以下優點
第一以往的技術僅僅涉及如何在一個窄頻段內實現天線間的高隔離與低的相關性係數，而本發明所提出的天線結構可以實現多個頻段及寬頻段的高隔離及低的相關性係數。第二 以往的技術往往結構比較複雜，需要引入多個附加元件，因此增加了設計的複雜度，降低了天線的性能。而本發明所提出的天線結構不需要任何附加元件，結構簡單， 也不會引入其他附加損耗。第三以往的技術往往佔用面積較大，不適用於低頻段和手機這樣的小型手持移動終端設備上。而本發明所提出的天線結構佔用面積小，完全可以集成到手機等小型手持終端設備中，工作頻段可以包含LTE700這樣的低頻段。本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式
。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。
權利要求
1.一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，包括鋪設有地面的介質基板，所述介質基板包括第一側邊和第二側邊，且第一側邊的長度小於第二側邊的長度，第一側邊與第二側邊呈一定角度；其特徵在於，還包括主天線，所述主天線設置在第一側邊；第一副天線，所述第一副天線設置在第二側邊，其進一步包括耦合饋電線、第一饋電點和若干個彎折分支；耦合饋電線通過電容耦合方式將能量饋給所述若干個彎折分支；第一饋電點與所述耦合饋電線連接；耦合饋電線與彎折分支非接觸；所述每一彎折分支與所述地面形成縫隙，且其一端與地面連接；且該彎折分支通過上述縫隙在預定工作頻段內以電容耦合的方式輻射能量。
2.根據權利要求1所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於，所述彎折分支的總長度為該預定工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一。
3.根據權利要求1所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於，所述若干彎折分支包括第一彎折分支和第二彎折分支；第一彎折分支與地面形成第一縫隙，第一彎折分支通過第一縫隙在第一低頻段內輻射能量；第一彎折分支的總長度為第一低頻段的中心頻率對應波長的四分之一；第二彎折分支與地面形成第二縫隙，第二彎折分支通過第二縫隙在第二低頻段內輻射能量；第二彎折分支的總長度為第二低頻段的中心頻率對應波長的四分之一。
4.根據權利要求3所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於，該述天線結構還包括第二副天線，所述第二副天線設置在介質基板的第二側邊，鄰近第一副天線；所述第二副天線為摺疊金屬片，其上設置有對應的第二饋電點。
5.根據權利要求1所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於，該述第一副天線還包括一集總參數元件，所述耦合饋電線通過該集總參數元件與所述第一饋電點連接。
6.根據權利要求3所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於第一彎折分支呈倒L型，其一端與地面連接，且其沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質基板的第二側邊後再向右延伸一段距離；第二彎折分支的一端與地面連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質基板的第二側邊後再向上延伸，向上延伸一段距離後向右延伸一段距離；第一彎折分支設置在第二彎折分支的第二縫隙內。
7.根據權利要求3所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於，第一低頻段為791-821MHZ，第二低頻段為925_960MHz。
8.根據權利要求5所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於，所述第二副天線的工作頻率覆蓋高頻段，其覆蓋頻段為1805-2170MHZ，且第二副天線的總長度為該覆蓋頻段的中心頻率對應波長的四分之一。
9.根據權利要求1所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於，所述若干彎折分支包括第一彎折分支和第二彎折分支；第一彎折分支與地面形成第一縫隙，第一彎折分支通過第一縫隙在第一工作頻段輻射能量；所述第一工作頻段為第一低頻段或第一高頻段；第一彎折分支的總長度約為第一工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一；第二彎折分支與地面形成第二縫隙，第二彎折分支通過第二縫隙在第二工作頻段輻射能量；所述第二工作頻段為第二低頻段或第二高頻段；第二彎折分支的總長度約為第二工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一。
10.根據權利要求9所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於，所述第一副天線還包括集總電容和第一摺疊金屬片、第二摺疊金屬片；所述集總電容一端與第一饋電點連接，另一端與該第一摺疊金屬片的第一端連接；第一摺疊金屬片的第二端和第二摺疊金屬片的一端相對，且第二摺疊金屬片的另一端連接地面；第一摺疊金屬片在第三高頻段內輻射能量；第二摺疊金屬片通過與第一摺疊金屬片之間的耦合在第四高頻段內輻射能量；其中，第一摺疊金屬片約為第三高頻段的中心頻率對應波長的四分之一，第二摺疊金屬片約為第四高頻段的中心頻率對應波長的四分之一。
11.根據權利要求9所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於第一彎折分支呈倒L型，其一端與地面連接，且其沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質基板的第二側邊後再向右延伸一段距離；第二彎折分支的一端與地面連接，且沿著該端反方向延伸，一直延伸到介質基板的第二側邊後再向上延伸，向上延伸一段距離後向右延伸一段距離；第一彎折分支設置在第二彎折分支的第二縫隙內。
12.根據權利要求9所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於第一低頻段為734-749 MHz ；第一高頻段為2000_2300MHz ；第二低頻段為869-894 MHz ；第二高頻段為 2300-2600MHz。
13.根據權利要求10所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於第三高頻段為1710-2000MHz ；第四高頻段為26004800ΜΗζ。
14.根據權利要求1所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於，所述主天線的工作頻段覆蓋698-960ΜΗΖ以及1710_2690ΜΗζ。
15.根據權利要求2所述的一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，其特徵在於，所述主天線為以下其中一種電感加載電容耦合天線、單極子天線、環天線、IFA天線、PIFA天線，槽天線。
全文摘要
本發明公開了一種適用於LTE標準的多頻段手機MIMO天線結構，包括鋪設有地面的介質基板、主天線和第一副天線，介質基板包括第一側邊和第二側邊，且第一側邊的長度小於第二側邊的長度，第一側邊與第二側邊呈一定角度；所述主天線設置在第一側邊；第一副天線設置在第二側邊，其進一步包括耦合饋電線、第一饋電點和若干個彎折分支；耦合饋電線通過電容耦合方式將能量饋給所述若干個彎折分支；第一饋電點與所述耦合饋電線連接；耦合饋電線與彎折分支非接觸；所述每一彎折分支與所述地面形成縫隙，且其一端與地面連接；且該彎折分支通過上述縫隙在預定工作頻段內以電容耦合的方式輻射能量，且該彎折分支的總長度約為該工作頻段的中心頻率對應波長的四分之一。
文檔編號H01Q21/30GK102394348SQ20111018994
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月8日 優先權日2011年7月8日
發明者孫勁, 澤拉圖·米洛舍維奇, 牛家曉 申請人:上海安費諾永億通訊電子有限公司