CN102136628A - 一种mimo天线及其应用的移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多入多出(MIMO)天线，包括：两个以上天线、馈电系统、匹配电路、以及印刷电路板(PCB)，该天线还包括：金属部件；所述金属部件悬空放置于相邻的两个所述天线之间或外侧；所述金属部件，用于作为所述天线的反射器或引向器。本发明同时公开了一种移动终端，采用本发明的MIMO天线及移动终端，能改变天线的辐射方向图，降低相邻天线之间的耦合作用，从而能在有限的空间里能降低天线之间的相关性系数，进而提升天线之间的隔离度。

Description

一种MIMO天线及其应用的移动终端
技术领域
本发明涉及天线技术，特别是指一种多入多出(MIMO，Multiple-InputMultiple-Out-put)天线及其应用的移动终端。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展，移动用户对无线通信的容量及质量的要求越来越高，由于目前的无线信道存在多径衰落、频谱拥挤、噪声干扰等问题，大大影响了数据速率的提高。为了进一步提高系统的容量，人们提出了天线分集技术，而分集技术的进一步发展随即产生了MIMO系统，即：MIMO无线通信技术。MIMO天线的发射端与接收端均采用多天线单元，运用先进的无线传输与信号处理技术，利用无线信道的多径传播，能实现在不增加带宽与发射功率的条件下，成倍提高无线通信的质量及数据速率。
目前，在MIMO天线的设计中，为了实现良好的MIMO性能，不仅要求每个天线单元具有良好的性能，而且要求两个天线之间的相互干扰也要得到良好的解决。由于临近的两个天线单元的电磁耦合使得天线上的电流分布发生畸变，从而引起辐射方向图和天线的阻抗发生变化。并且，两个天线之间的距离越近，耦合作用就越强，这也就意味着两个天线之间的隔离度越低，天线的辐射效率就越低，相关性系数就越高。而且，目前，移动终端设备的体积越来越小，从而使得MIMO天线的低相关性系数和高隔离度的实现变得更加困难。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种MIMO天线及其应用的移动终端，能在有限的空间里能降低天线之间的相关性系数，进而提升天线之间的隔离度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种MIMO天线，该MIMO天线包括：两个以上天线、馈电系统、匹配电路、以及印刷电路板(PCB，Printed Circuit Board)，该天线还包括：金属部件；其中，
所述金属部件悬空放置于相邻的两个所述天线之间或外侧；
所述金属部件，用于作为所述天线的反射器或引向器。
上述方案中，所述金属部件为一个以上。
上述方案中，所述金属部件的形状为矩形、圆柱形或螺旋状。
上述方案中，为每个所述天线配置两个以上所述金属部件。
上述方案中，该MIMO天线还包括塑料外壳；
所述金属部件固定于所述塑料外壳上或印刷在所述PCB上。
本发明还提供了一种移动终端，该移动终端包括：外壳、主板、以及MIMO天线；MIMO天线包括：两个以上天线、馈电系统、匹配电路、以及PCB，该天线还包括：金属部件；其中，
所述金属部件悬空放置于相邻的两个所述天线之间或外侧；
所述金属部件，用于作为所述天线的反射器或引向器。
上述方案中，所述金属部件为一个以上。
上述方案中，所述金属部件的形状为矩形、圆柱形或螺旋状。
上述方案中，为每个所述天线配置两个以上所述金属部件。
上述方案中，所述MIMO天线还包括塑料外壳；
所述金属部件固定于所述塑料外壳上或印刷在所述PCB上。
本发明提供的MIMO天线及其应用的移动终端，在相邻的两个天线之间或外侧设置金属部件，作为天线的反射器或引向器，如此，能改变天线的辐射方向图，降低相邻天线之间的耦合作用，从而能在有限的空间里能降低天线之间的相关性系数，进而提升天线之间的隔离度。
另外，为每个天线配置两个以上长度不同的金属部件，根据金属部件长度的不同，作为不同频段的反射器或引向器使用，如此，能降低宽频带的MIMO天线系统中相邻天线之间的耦合作用，从而在有限的空间里能降低天线之间的相关性系数，进而提升天线之间的隔离度。
附图说明
图1为实施例一的MIMO天线的结构示意图；
图2为实施例二的MIMO天线的结构示意图；
图3为实施例三的MIMO天线的结构示意图；
图4为实施例四的MIMO天线的结构示意图；
图5为实施例五的MIMO天线的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
本发明的MIMO天线包括：两个以上天线、为每个天线配置的馈电系统、为每个天线配置的匹配电路、PCB、以及金属部件；其中，
所述金属部件设置于相邻的两个所述天线之间或外侧，且悬空放置；
这里，所述悬空放置是指所述金属部件既不接地也不馈电，以便能作为所述天线的反射器或引向器；
所述金属部件，用于充当所述天线的反射器或引向器；具体地，当所述金属部件设置于相邻的两个所述天线之间时，所述金属部件作为所述天线的反射器；当所述金属部件设置于相邻的两个所述天线外侧时，所述金属部件作为所述天线的引向器；
其中，所述反射器起着削弱所述天线接收到的电波或所述天线发射的电波的作用；所述引向器起着增强所述天线接收到的电波或所述天线发射的电波的作用。
所述金属部件可以是任何一种金属材料，比如：铜、不锈钢等；所述金属部件的形状可以是矩形片状、圆柱形或螺旋状等。
所述天线的设计方法与现有的设计方法完全相同，所述天线具体可以是常用的单极子天线或偶极子天线等；
所述馈电系统，用于给所述天线馈电，与现有技术中的馈电系统完全相同；
所述匹配电路，用于供所述天线匹配调试使用，与现有技术中的匹配电路完全相同。
在实际应用时，根据需要，所述金属部件的个数可以是一个以上。下面结合实施例对本发明再作进一步详细的描述。
实施例一：
本实施例在现有技术的MIMO天线系统设计方案的基础上，增加设置金属部件，构成天线的反射器。图1为本实施例的MIMO天线的结构示意图，从图1中可以看出，本实施的MIMO天线包括：第一天线11、第二天线12、为第一天线11配置的第一馈电系统13、为第二天线12配置的第二馈电系统14、为第一天线11配置的第一匹配电路15、为第二天线12配置的第二匹配电路16、PCB17、金属部件18、以及塑料外壳19；
其中，第一天线11通过第一匹配电路15与第一馈电系统13连接，第二天线12通过第二匹配电路16与第二馈电系统14连接，第一天线11及第二天线12平行放置于PCB17的两侧，在第一天线11与第二天线12之间平行放置一个金属部件18，即：金属部件18与第一天线11及第二天线12平行；金属部件18的形状可以是矩形片状、圆柱形或螺旋状等。
第一天线11及第二天线12可以是单极子天线或偶极子天线。
金属部件18悬空放置，可以固定于塑料外壳19上，或者，可以直接印刷在PCB17上；这里，固定的方式可以采用热熔方式或背胶方式；具体的印刷过程与现有的印刷过程完全相同。
在放置金属部件18之前，需要确定金属部件18的长度、以及与第一天线11及第二天线12之间的距离，使金属部件18在放置后作为第一天线11及第二天线12的公用反射器，具体地，可以依据八木天线的原理分别确定金属部件18的长度、以及与第一天线11及第二天线12之间的距离；其中，八木天线的原理详见电子工业出版社出版的《天线》。
放置金属部件18后，能使得第一天线11及第二天线12的辐射方向图的最大方向的指向相反，从而降低第一天线11及第二天线12的相关性系数，提高两个天线之间的隔离度。
实施例二：
图2为本实施例的MIMO天线的结构示意图，从图2中可以看出，本实施例与实施例一中的MIMO天线结构所不同的是：在第一天线11与第二天线12之间放置两个金属部件18，分别作为第一天线11及第二天线12的反射器。
同样的，在放置金属部件18之前，需要确定每个金属部件18的长度、以及每个金属部件18与其对应的天线之间的距离，使两个金属部件18在放置后，可以分别作为第一天线11及第二天线12的反射器，确定每个金属部件18的长度、以及每个金属部件18与其对应的天线之间的距离的具体处理过程与实施例一中的处理过程完全相同，这里不再赘述。
放置两个金属部件18后，能使得第一天线11及第二天线12的辐射方向图的最大方向的指向相反，从而降低第一天线11及第二天线12的相关性系数，提高两个天线之间的隔离度。
实施例三：
根据实施例二，还可以在两个天线之间增加多个金属部件，即：可以为每个天线配置两个以上长度不同的金属部件，则形成如图3所示的MIMO天线的结构。根据金属部件18长度的不同，可以作为不同频段的反射器使用，此时，适用于宽频带MIMO天线系统。
实施例四：
本实施例在现有技术的MIMO天线系统设计方案的基础上，增加设置金属部件，构成天线的引向器。图4为本实施例的MIMO天线的结构示意图，从图4中可以看出，本实施例与实施例二中的MIMO天线结构所不同的是：两个金属部件18放置于第一天线11及第二天线12的外侧，且平行于第一天线11及第二天线12。
同样的，金属部件18悬空放置，可以固定于塑料外壳19上，还可以直接印刷在PCB17上；其中，具体的印刷过程与现有的印刷过程完全相同。
在放置金属部件18之前，需要确定每个金属部件18的长度、以及每个金属部件18与其对应的天线之间的距离，使两个金属部件18在放置后，可以分别作为第一天线11及第二天线12的引向器，具体地，可以依据八木天线的原理分别确定每个金属部件18的长度、以及每个金属部件18与其对应的天线之间的距离；其中，八木天线的原理详见电子工业出版社出版的《天线》。
放置两个金属部件18后，能使得第一天线11及第二天线12的辐射方向图的最大方向的指向相反，从而降低第一天线11及第二天线12的相关性系数，提高两个天线之间的隔离度。
实施例五：
根据实施例四，还可以在两个天线的外侧增加多个金属部件，即：可以为每个天线配置两个以上长度不同的金属部件，则形成如图5所示的MIMO天线的结构。根据金属部件18长度的不同，可以作为不同频段的引向器使用，此时，适用于宽频带MIMO天线系统。
在现有的MIMO天线中一般包括两个天线单元，如果包含三个以上天线单元时，则可以采用两两相邻的天线之间进行考虑，从而确定金属部件的长度及金属部件所放置的位置，举个例子来说，如果存在三个天线单元，考虑到空间及数据的传输速率，一般三个天线单元的位置形成三角形状，此时，可以采用金属部件作为天线的引向器的方式放置金属部件，从而实现降低相邻天线之间的相关系数，提高天线之间的隔离度的目的。
这里，需要说明的是：本发明的MIMO天线，天线发射电波及接收电波的处理流程与现有技术完全相同。
基于上述MIMO天线，本发明又提供了一种移动终端，包括：外壳、主板、以及MIMO天线；
MIMO天线包括：两个以上天线、为每个天线配置的馈电系统、为每个天线配置的匹配电路、PCB、以及金属部件；其中，
所述金属部件设置于相邻的两个所述天线之间或外侧，且悬空放置；
这里，所述悬空放置是指：所述金属部件既不接地也不馈电，以便能作为所述天线的反射器或引向器；
所述金属部件，用于充当所述天线的反射器或引向器；具体地，当所述金属部件设置于相邻的两个所述天线之间时，所述金属部件作为所述天线的反射器；当所述金属部件设置于相邻的两个所述天线外侧时，所述金属部件作为所述天线的引向器。
所述金属部件可以是任何一种金属材料，比如：铜、不锈钢等；所述金属部件的形状可以是矩形片状、圆柱形或螺旋状等。
所述天线的设计方法与现有的设计方法完全相同，所述天线具体可以是常用的单极子天线或偶极子天线等；
所述馈电系统，用于给所述天线馈电，与现有技术中的馈电系统完全相同；
所述匹配电路，用于供所述天线匹配调试使用，与现有技术中的匹配电路完全相同。
所述金属部件的个数可以是一个以上。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多入多出(MIMO)天线，该MIMO天线包括：两个以上天线、馈电系统、匹配电路、以及印刷电路板(PCB)，其特征在于，该天线还包括：金属部件；其中，
所述金属部件悬空放置于相邻的两个所述天线之间或外侧；
所述金属部件，用于作为所述天线的反射器或引向器。
2.根据权利要求1所述的MIMO天线，其特征在于，所述金属部件为一个以上。
3.根据权利要求1所述的MIMO天线，其特征在于，所述金属部件的形状为矩形、圆柱形或螺旋状。
4.根据权利要求2所述的MIMO天线，其特征在于，为每个所述天线配置两个以上所述金属部件。
5.根据权利要求1至4任一项所述的MIMO天线，其特征在于，该MIMO天线还包括塑料外壳；
所述金属部件固定于所述塑料外壳上或印刷在所述PCB上。
6.一种移动终端，该移动终端包括：外壳、主板、以及MIMO天线；MIMO天线包括：两个以上天线、馈电系统、匹配电路、以及PCB，其特征在于，该天线还包括：金属部件；其中，
所述金属部件悬空放置于相邻的两个所述天线之间或外侧；
所述金属部件，用于作为所述天线的反射器或引向器。
7.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述金属部件为一个以上。
8.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述金属部件的形状为矩形、圆柱形或螺旋状。
9.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，为每个所述天线配置两个以上所述金属部件。
10.根据权利要求6至9任一项所述的移动终端，其特征在于，所述MIMO天线还包括塑料外壳；
所述金属部件固定于所述塑料外壳上或印刷在所述PCB上。
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