CN101442153B - 天线以及采用该天线的移动通信装置 - Google Patents

天线以及采用该天线的移动通信装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种天线，包括：第一发射器，具有连接至供电单元的一端并且接收第一频带内的信号；第二发射器，具有连接至接地表面的一端并且接收第二频带内的信号；第一支脚，从第一发射器的另一端伸出并且细微地调节由第一发射器接收的信号；第二支脚，从第二发射器的另一端伸出并且细微地调节由第二发射器接收的信号；以及短路单元，将第一发射器电连接至接地表面。

Description

天线以及采用该天线的移动通信装置
相关申请交叉参考
本申请要求2007年11月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2007-0118445的优先权，其公开内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种天线以及一种移动通信装置，且更具体地，涉及当接收信号时可在彼此不影响的情况下调谐不同波段中的接收信号的一种天线结构以及采用多个具有上述结构的天线形成MIMO天线的一种移动通信装置。
背景技术
近年来，无线移动通信的市场已经迅速地扩大。多种类型的多媒体业务需要用在无线环境中。同时，待传输的数据量在增加，并且数据传输的速度在增快。因此，已对高效地应用有限频率的方法进行了研究。作为此研究的一部分，已对在空间域中使用信道的MIMO(多端输入多端输出)系统进行了积极的探索。
MIMO技术在发射器和接收器两端均使用多个天线以通过采用相同的无线信道在同一时间传输多个信号。MIMO技术在有限频率资源内增大了信道容量并且提供了高的数据传输速率。此外，由于具有高可靠性的宽波段数据传输，因此MIMO技术能够在无需使用附加频率的情况下将无线数据的容量提高几十倍。
由于接收器的信号之间的连接而导致MIMO系统的容量减小。从不同天线装置接收的信号之间的连接是MIMO系统中非常重要的参数。
由于在MIMO系统中使用大量的天线装置，因此当这些天线被安装至移动终端时，这些天线之间的距离变得非常短，并且这可能引起它们之间更强的连接。由于这些天线彼此连接，因此获得相对低的增益。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种天线结构，其中，当多个小的天线形成在一个移动通信装置内时，不同波段中的频率信号彼此之间不影响，并且提供了一种移动通信装置，当布置多个天线时，该移动通信装置可增大具有上述结构的多个天线之间的隔离。
本发明的一个方面还提供了一种天线，该天线包括：第一发射器(radiator)，具有连接至供电单元的一端并且接收第一频带内的信号；第二发射器，具有连接至接地表面的一端并且接收第二频带内的信号；第一支脚(stub)，从第一发射器的另一端伸出并且细微地调节由第一发射器接收的信号；第二支脚，从第二发射器的另一端伸出并且细微地调节由第二发射器接收的信号；以及短路单元，该短路单元将第一发射器电连接至接地表面。
第一及第二发射器可以是平的。第一发射器和第二发射器可以被布置在相同的平面方向中。
第一发射器和第二发射器中的至少一个可以包括至少一个垂直弯曲部。
第一发射器可以包括连接至供电单元的第一区域以及从第一区域垂直地伸出的第二区域。第二发射器可以被布置成与第一发射器的第一区域相平行。短路单元可以被连接至第一区域。
第一支脚和第二支脚可以是平的。第一支脚和第二支脚可以分别朝向第一发射器的平面方向和第二发射器的平面方向延伸，以使第一支脚和第二支脚分别与第一发射器和第二发射器相交成直角。
第一支脚和第二支脚可以被布置成使得第一支脚与第二支脚的平面方向相互垂直。
根据本发明的另外一个方面，提供了一种移动通信装置，该移动通信装置包括：基板(底板)；至少两个天线，形成于基板处；供电单元，形成在基板上并且分别地连接至所述至少两个天线；以及接地表面，形成于基板处并且在其中形成有狭槽以将所述至少两个天线彼此隔离，其中，所述至少两个天线中的每个均包括：第一发射器，具有连接至供电单元的一端并且接收第一频带内的信号；第二发射器，具有连接至接地表面的一端并且接收第二频带内的信号；第一支脚，从第一发射器的另一端伸出并且细微地调节由第一发射器接收的信号；第二支脚，从第二发射器的另一端伸出并且细微地调节由第二发射器接收的信号；以及短路单元，将第一发射器电连接至接地表面。
所述至少两个天线可以包括分别形成于基板的四个边缘处的四个天线。
第一及第二发射器可以被布置成垂直于基板表面。
第一及第二发射器可以是平的。第一发射器和第二发射器可以被布置在相同的平面方向内。
第一发射器和第二发射器中的至少一个可以包括至少一个垂直弯曲部。
第一发射器可以包括连接至供电单元的第一区域以及从第一区域垂直地伸出的第二区域。第二发射器可以被布置成与第一发射器的第一区域相平行。短路单元可以被连接至第一区域。第一支脚和第二支脚可以是平的。
第一支脚和第二支脚可以分别朝向第一发射器的平面方向和第二发射器的平面方向延伸，以使第一支脚和第二支脚分别与第一发射器和第二发射器相交成直角。
第一支脚和第二支脚可以被布置成使得第一支脚与第二支脚的平面方向相互垂直。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述及其他方面、特征和其他优点将更易于理解，在附图中：
图1是示出了根据本发明的示例性实施例的天线的结构图。
图2A是示出了根据天线中的第一支脚长度变化的回波损耗曲线图，该天线是根据在图1中示出的本发明的示例性实施例。
图2B是示出了根据天线中的第二支脚长度变化的回波损耗曲线图，该天线是根据在图1中示出的本发明的示例性实施例。
图3是示出了在根据本发明的示例性实施例的移动通信装置中形成的基板及天线的结构的视图。
具体实施方式
现在参考附图对本发明的示例性实施例进行具体描述。
图1是示出了根据本发明的示例性实施例的天线的结构图。
参照图1，根据本发明的实施例的天线可包括第一发射器11、第二发射器12、第一支脚13、第二支脚14、以及短路单元15。
第一发射器11具有连接至供电单元17的一端，并且可具有用以接收第一频率信号的电长度(electrical length)。
在此实施例中，第一发射器11可以是平的。该第一发射器11可包括连接至供电单元17的第一区域11a以及垂直地连接至第一区域11a的第二区域11b。
短路单元15的一端被连接至第一发射器11的第一区域11a，以使第一发射器11可被连接至接地表面16。
第二发射器12具有连接至接地表面16的一端，并且可具有用以接收第二频率信号的电长度。
在此实施例中，第二发射器12可以是平的。第一发射器11和第二发射器12可被布置成使得第一发射器11的平面方向与第二发射器12的平面方向相同。
第二发射器12可被布置成与第一发射器11的第一区域11a相平行。
在此实施例中，第一发射器11可仅被连接至供电单元17并且第二发射器12可不被连接至该供电单元17。当两个发射器中的一个被连接至供电单元并且另一个被连接至接地表面时，信号沿接地表面流动。因此，尽管增益轻微地减少，然而在信道之间提供了适当的隔离，并且可以自由地调谐所接收的频率信号。
在此实施例中，第一发射器11具有一个弯曲部，且第二发射器12没有弯曲部。当具有相同平面方向的第一发射器和第二发射器中之一具有一个弯曲部时，连接至第一发射器11的第一支脚13和连接至第二发射器12的第二支脚14可具有彼此之间成直角的平面方向。因此，在第一发射器和第二发射器中形成的弯曲部的数量可能改变。
如此，当在第一发射器和第二发射器中形成弯曲部时，天线在尺寸上可以减小。
在此实施例中，由第一发射器11接收的第一频率信号可以在2.45GHz，并且由第二发射器12接收的第二频率信号可以在5.2GHz。
第一支脚13可从第一发射器11的另一端朝向第一发射器11的平面方向延伸，以使第一支脚13与第一发射器11相交成直角。
在此实施例中，第一支脚13可以是平的。该第一支脚13可包括连接至第一发射器11的第一区域13a、沿与第一区域13a垂直的方向上从该第一区域伸出的第二区域13b、以及沿与第二区域13b垂直的方向上从该第二区域伸出的第三区域13c。
通过控制第一支脚13的长度可细微地调节由第一发射器11接收的第一频率信号。
第二支脚14可在第二发射器12的平面方向上从第二发射器12的另一端伸出，以使第二支脚14与第二发射器12相交成直角。通过控制第二支脚14的长度可以细微地调节由第二发射器12接收的第二频率信号。
在此实施例中，第二支脚14可以是平的。第一支脚13与第二支脚14可以被布置成使得它们的平面方向相交成直角。第一支脚与第二支脚之间的布置可根据第一和第二发射器的结构来确定。即，在此实施例中，第一发射器和第二发射器被布置在相同的平面方向上，且在第一发射器内形成一个垂直弯曲部。因此，从第一发射器11垂直地伸出的第一支脚13与从第二发射器12垂直地伸出的第二支脚14可能具有彼此成直角的平面方向。
由于第一支脚的平面方向与第二支脚的平面方向相交成直角，因此当第一和第二发射器通过彼此不同的信道接收频率信号时，第一和第二发射器彼此之间可不影响，从而提高了增益。
图2A是示出了根据图1实施例的天线中的第一支脚的长度变化的回波损耗曲线图。图2B是示出了根据图1实施例的天线中的第二支脚的长度变化的回波损耗曲线图。
在图2A中，通过改变图1中第一支脚13的长度，该曲线图示出了根据长度变化的回波损耗。
在此实施例中，第一支脚13可以细微地调节由第一发射器11接收的大约为2.45GHz的频率信号。即，当第一支脚是2mm(A)时，共振频率的范围可为2.3GHz至2.5GHz。当第一支脚是3mm(B)时，共振频率的范围可为2.2GHz至2.4GHz。当第一支脚是4mm(C)时，共振频率的范围可为2.1GHz至2.25GHz。当第一支脚是5mm(D)时，共振频率的范围可为2.0GHz至2.1GHz。
然而，由第二发射器接收的频率信号的频域可以不受太大影响。
在图2B中，通过改变图1中的第二支脚14的长度，该曲线图示出了根据长度变化的回波损耗。
在此实施例中，第二支脚14可以细微地调节由第二发射器12接收的大约为5.2GHz的频率信号。即，当第二支脚是3mm(A)时，共振频率可大约为5.0GHz。当第二支脚是4mm(B)时，共振频率的范围可为4.7GHz至4.9GHz。当第二支脚是5mm(C)时，共振频率的范围可为4.5GHz至4.8GHz。同时，可以看出，在由第一发射器接收的频率信号的频域中，大约为2.45GHz的共振频率变化很小。
如此，在具有根据此实施例的发射器的天线中，可以在不影响不同波段中频率信号的情况下，在相应域内细微地调节频率信号。
图3是示出了包含在根据本发明示例性实施例的移动通信装置中的基板及天线的结构的视图。
参照图3，根据本发明此实施例的移动通信装置可以包括：基板38；四个天线10a、10b、10c、以及10d，形成在基板38的边缘处；供电单元37a、37b、37c、以及37d，形成在基板上并且分别地连接至四个天线10a、10b、10c、以及10d；以及接地表面36，形成在基板上并且具有用于将四个天线彼此隔离的狭槽39a、39b、39c、以及39d。
在此实施例中，这些天线可以分别地形成在基板38的四个边缘处。每个天线均形成一个天线系统并且用作MIMO天线。
为了改善安装至基板边缘的这些天线之间的隔离，多个狭槽39a、39b、39c、以及39d可被形成在接地表面中。由于通过使用单独的狭槽可以使得经由接地表面直接流向邻近天线的电流绕道而行，因此可以改善天线之间的隔离。
四个天线中的每一个均可具有第一发射器、第二发射器、第一支脚、第二支脚、以及短路单元。第一发射器具有连接至供电单元的一端并且接收第一频带内的信号。第二发射器具有连接至接地表面的一端并且接收第二频带内的信号。第一支脚从第一发射器的另一端伸出并且细微地调节由第一发射器接收的信号。第二支脚从第二发射器的另一端伸出并且细微地调节由第二发射器接收的信号。短路单元将第一发射器连接至接地表面。
第一发射器具有连接至供电单元的一端，并且可具有用以接收第一频率信号的电长度。将在图1中所描述的天线的基础上描述每个天线。
在此实施例中，第一发射器11可以是平的。该第一发射器11可包括连接至供电单元17的第一区域11a以及垂直地连接至第一区域11a的第二区域11b。
短路单元15的一端被连接至第一发射器11的第一区域11a，以使第一发射器11可被连接至接地表面16。
第二发射器12具有连接至接地表面16的一端，并且可具有用以接收第二频率信号的电长度。
在此实施例中，第二发射器12可以是平的。第一发射器11和第二发射器12可被布置成使得第一发射器11的平面方向与第二发射器12的平面方向相同。
第二发射器12可被布置成与第一发射器11的第一区域11a相平行。
在此实施例中，第一发射器11可仅被连接至供电单元17，并且第二发射器12可不被连接至该供电单元17。当两个发射器中的一个被连接至供电单元并且另外一个仅被连接至接地表面时，信号沿接地表面流动。因此，尽管增益轻微地减少，然而在信道之间提供了适当的隔离，并且可以自由地调谐所接收的频率信号。
在此实施例中，第一发射器11具有一个弯曲部，且第二发射器12没有弯曲部。当具有相同平面方向的第一及第二发射器中的一个具有一个弯曲部时，连接至第一发射器11的第一支脚13和连接至第二发射器12的第二支脚14可具有彼此之间成直角的平面方向。因此，第一发射器和第二发射器上形成的弯曲部的数量可能改变。
如此，当在第一发射器和第二发射器上形成弯曲部时，天线在尺寸上可以减小。
在此实施例中，由第一发射器11接收的第一频率信号可以在2.45GHz，并且由第二发射器12接收的第二频率信号可以在5.2GHz。
此外，在此实施例中，第一及第二发射器可相对于基板表面垂直地布置。因此，安装至移动通信装置内部的基板的整个面积可减小，从而减小该移动通信装置的尺寸。
第一支脚13可沿第一发射器11的平面方向从第一发射器11的另一端伸出，以使第一支脚13与第一发射器11相交成直角。
在此实施例中，第一支脚13可以是平的。该第一支脚13可包括连接至第一发射器11的第一区域13a、沿与第一区域13a垂直的方向从该第一区域伸出的第二区域13b、以及沿与第二区域13b垂直的方向从该第二区域13b伸出的第三区域13c。
通过控制第一支脚13的长度可细微地调节由第一发射器11接收的第一频率信号。
第二支脚14可沿第二发射器12的平面方向从第二发射器12的另一端伸出，以使第二支脚14与第二发射器12相交成直角。通过控制第二支脚14的长度可细微地调节由第二发射器12接收的第二频率信号。
在此实施例中，第二支脚14可以是平的。第一支脚13与第二支脚14可以被布置成使得它们的平面方向相交成直角。第一支脚与第二支脚之间的布置可根据第一及第二发射器的结构来确定。即，在此实施例中，第一发射器和第二发射器被布置成使得第一发射器和第二发射器具有相同的平面方向，且在第一发射器内形成一个垂直弯曲部。因此，从第一发射器11垂直地伸出的第一支脚13与从第二发射器12垂直地伸出第二支脚14可具有彼此成直角的平面方向。
由于第一支脚的平面方向与第二支脚的平面方向相交成直角，因此当第一及第二发射器通过彼此不同的信道接收频率信号时，第一及第二发射器彼此之间可不影响，从而提高了增益。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，可实现一种相对于不同波段中的频率信号具有高增益的天线而且该天线尺寸小，并且可在使用具有上述结构的多个天线的移动通信装置中的天线之间保持好的隔离。
尽管结合示例性实施例示出并描述了本发明，但本领域的技术人员应该理解在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改和变化。

Claims (20)

1.一种天线，包括：
第一发射器，具有连接至供电单元的一端并且接收第一频带内的信号；
第二发射器，具有连接至接地表面的一端并且接收第二频带内的信号；
第一支脚，从所述第一发射器的另一端伸出并且细微地调节由所述第一发射器接收的信号；
第二支脚，从所述第二发射器的另一端伸出并且细微地调节由所述第二发射器接收的信号；以及
短路单元，将所述第一发射器电连接至所述接地表面，
其中，所述第一发射器和所述第二发射器被布置成垂直于所述接地表面，
其中，所述第一支脚和所述第二支脚被布置成使得所述第一支脚的平面方向与所述第二支脚的平面方向相互垂直。
2.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一发射器和所述第二发射器是平的。
3.根据权利要求2所述的天线，其中，所述第一发射器和所述第二发射器被布置在相同的平面方向中。
4.根据权利要求2所述的天线，其中，所述第一发射器和所述第二发射器中的至少一个包括至少一个垂直弯曲部。
5.根据权利要求4所述的天线，其中，所述第一发射器包括连接至所述供电单元的第一区域以及从所述第一区域垂直地伸出的第二区域。
6.根据权利要求5所述的天线，其中，所述第二发射器被布置成与所述第一发射器的所述第一区域相平行。
7.根据权利要求5所述的天线，其中，所述短路单元被连接至所述第一区域。
8.根据权利要求2所述的天线，其中，所述第一支脚和所述第二支脚是平的。
9.一种天线，包括：
第一发射器，具有连接至供电单元的一端并且接收第一频带内的信号；
第二发射器，具有连接至接地表面的一端并且接收第二频带内的信号；
第一支脚，从所述第一发射器的另一端伸出并且细微地调节由所述第一发射器接收的信号；
第二支脚，从所述第二发射器的另一端伸出并且细微地调节由所述第二发射器接收的信号；以及
短路单元，将所述第一发射器电连接至所述接地表面，
其中，所述第一发射器和所述第二发射器是平的，
其中，所述第一支脚和所述第二支脚是平的，
其中，所述第一发射器和所述第二发射器被布置成垂直于所述接地表面，
其中，所述第一支脚朝向所述第一发射器的平面方向延伸且所述第二支脚朝向所述第二发射器的平面方向延伸，以使所述第一支脚与所述第一发射器相交成直角且所述第二支脚与所述第二发射器相交成直角。
10.一种移动通信装置，包括：
基板；
至少两个天线，形成于所述基板处；
供电单元，形成在所述基板上并且分别连接至所述至少两个天线；以及
接地表面，形成于所述基板处并且所述接地表面中形成有狭槽以将所述至少两个天线彼此隔离，
其中，所述至少两个天线中的每个均包括：
第一发射器，具有连接至所述供电单元的一端并且接收第一频带内的信号；
第二发射器，具有连接至所述接地表面的一端并且接收第二频带内的信号；
第一支脚，从所述第一发射器的另一端伸出并且细微地调节由所述第一发射器接收的信号；
第二支脚，从所述第二发射器的另一端伸出并且细微地调节由所述第二发射器接收的信号；以及
短路单元，将所述第一发射器电连接至所述接地表面，
其中，所述第一发射器和所述第二发射器被布置成垂直于所述接地表面，
其中，所述第一支脚和所述第二支脚被布置成使得所述第一支脚的平面方向与所述第二支脚的平面方向相互垂直。
11.根据权利要求10所述的移动通信装置，其中，所述至少两个天线包括分别形成在所述基板的四个角处的四个天线。
12.根据权利要求10所述的移动通信装置，其中，所述第一发射器及所述第二发射器被布置成垂直于所述基板表面。
13.根据权利要求10所述的移动通信装置，其中，所述第一发射器及所述第二发射器是平的。
14.根据权利要求13所述的移动通信装置，其中，所述第一发射器和所述第二发射器被布置在相同的平面方向内。
15.根据权利要求13所述的移动通信装置，其中，所述第一发射器和所述第二发射器中的至少一个包括至少一个垂直弯曲部。
16.根据权利要求15所述的移动通信装置，其中，所述第一发射器包括连接至所述供电单元的第一区域以及从所述第一区域垂直地伸出的第二区域。
17.根据权利要求16所述的移动通信装置，其中，所述第二发射器被布置成与所述第一发射器的所述第一区域相平行。
18.根据权利要求16所述的移动通信装置，其中，所述短路单元被连接至所述第一区域。
19.根据权利要求13所述的移动通信装置，其中，所述第一支脚和所述第二支脚是平的。
20.一种移动通信装置，包括：
基板；
至少两个天线，形成于所述基板处；
供电单元，形成在所述基板上并且分别连接至所述至少两个天线；以及
接地表面，形成于所述基板处并且所述接地表面中形成有狭槽以将所述至少两个天线彼此隔离，
其中，所述至少两个天线中的每个均包括：
第一发射器，具有连接至所述供电单元的一端并且接收第一频带内的信号；
第二发射器，具有连接至所述接地表面的一端并且接收第二频带内的信号；
第一支脚，从所述第一发射器的另一端伸出并且细微地调节由所述第一发射器接收的信号；
第二支脚，从所述第二发射器的另一端伸出并且细微地调节由所述第二发射器接收的信号；以及
短路单元，将所述第一发射器电连接至所述接地表面，
其中，所述第一发射器和所述第二发射器是平的，
其中，所述第一支脚和所述第二支脚是平的，
其中，所述第一发射器和所述第二发射器被布置成垂直于所述接地表面，
其中，所述第一支脚朝向所述第一发射器的平面方向延伸且所述第二支脚朝向所述第二发射器的平面方向延伸，以使所述第一支脚与所述第一发射器相交成直角且所述第二支脚与所述第二发射器相交成直角。
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