CN102544754A

CN102544754A - Mimo天线设备和无线终端

Info

Publication number: CN102544754A
Application number: CN2011103995431A
Authority: CN
Inventors: 朴声源; 李然周
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-11-24
Also published as: KR101714537B1; KR20120055981A; CN102544754B; US20120127056A1; US8952850B2

Abstract

本发明提供一种MIMO天线设备和无线终端。该MIMO天线设备包括：多个天线装置，均包括从其一个端部平行延伸达预定的延伸长度的操作线，并被构造为当供电时在一定的谐振频带中操作。该设备还包括被分为装置区域和接地区域的主板。该设备还包括多个接地焊盘，所述多个接地焊盘均在主板中从接地板延伸至装置区域，被构造为将每个天线装置的所述一个端部连接到接地板。该设备还包括多个馈电焊盘，所述多个馈电焊盘安装为在装置区域中与接地焊盘相邻，并被构造为将每个天线装置连接到主板，并向每个天线装置供电。

Description

MIMO天线设备和无线终端

技术领域

本发明涉及一种天线设备，更具体地讲，涉及一种具有多个天线装置的多输入多输出(MIMO)天线设备。

背景技术

通常，在无线通信系统中，提供了诸如视频、音乐和游戏娱乐的各种多媒体服务。为了流畅地提供多媒体服务，应保证大量多媒体数据的高速数据传输速率。因此，已经展开了对改善通信终端中的天线设备的性能的研发。这是因为在通信终端中，天线设备基本上发送和接收用于多媒体服务的数据。当前，在无线通信系统中，作为安装在通信终端中的天线设备，提出了MIMO天线设备。MIMO天线设备包括多个天线装置。在这样的MIMO天线设备中，通过经天线装置发送和接收预定频带中的信号，可以以高速来传输数据。

然而，当操作这样的MIMO天线设备时，在天线装置之间出现了电磁耦合。这是因为当为了减小通信终端的尺寸而减小MIMO天线设备的尺寸时，无线通信系统的性能劣化。因此，需要抑制MIMO天线设备中的天线装置之间的电磁耦合的方法。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，一个主要的目的在于提供一种能够抑制天线装置之间的电磁耦合的MIMO天线设备。

根据本发明的一方面，提供了一种MIMO天线设备。该MIMO天线设备包括多个天线装置，所述多个天线装置均包括从其一个端部平行延伸达预定的延伸长度的操作线，并被构造为当供电时在一定的谐振频带中工作。该设备还包括被分为装置区域和接地区域的主板，天线装置相邻地设置在装置区域中，被构造为使天线装置接地的接地板安装在接地区域中。该设备还包括多个接地焊盘，所述多个接地焊盘均在主板中从接地板延伸至装置区域，被构造为将每个天线装置的所述一个端部连接到接地板，并分隔开预定的距离。该设备还包括多个馈电焊盘，所述多个馈电焊盘安装为在装置区域中与接地焊盘相邻，并被构造为通过电连接到主板的方式将每个天线装置连接到主板，并向每个天线装置供电。

本发明提供一种可以通过减小MIMO天线设备的尺寸来减小通信终端的尺寸的MIMO天线设备。

在下面阅读本发明的具体实施方式部分之前阐述贯穿本专利文献使用的特定词汇和短语的定义可能是有好处的：术语“包括”和“包含”及其派生词的含义是在不进行限制的情况下的包括；术语“或”是包括在内的，含义是和/或；语句“与……相关”和“与其相关”及其派生的语句的含义可以是包括、被包括在……之内、与……相互连接、含有、被包含在……之内、连接到……或与……连接、结合到……或与……连接、与……通信、与……合作、交叉、并列、靠近、结合到……或与……结合、具有、具有……的性质等；术语“控制器”的含义是控制至少一个操作的任意的装置、系统或它们的一部分，这样的装置可以以硬件、固件或软件或它们中的至少两者的组合的方式实现。应该注意的是，与任何特定的实施例相关的功能可以本地式地或远程式地被集中或分散。贯穿本专利文件，提供了特定词汇和语句的定义，本领域普通技术人员应该理解的是，在大多数示例或在多个示例中，这样的定义应用于对如此限定的词汇和语句的现有及未来的使用。

根据本发明的一方面，提供了一种无线终端，所述无线终端包括天线设备，该天线设备被构造为发送和接收多个信号，所述天线设备包括：多个天线装置，均包括从其一个端部平行延伸达预定的延伸长度的操作线，并被构造为当供电时在一定的谐振频带中工作；主板，被分成装置区域和接地区域，所述多个天线装置相邻地设置在装置区域中，被构造为使得所述多个天线装置接地的接地板安装在接地区域中；多个接地焊盘，均在主板中从接地板延伸至装置区域，被构造为将每个天线装置的所述一个端部连接到接地板，并分隔开预定的距离；多个馈电焊盘，在装置区域中安装为与接地焊盘相邻，并被构造为通过电连接到主板的方式将每个天线装置连接到主板，并向每个天线装置供电。

附图说明

为了更充分地理解本公开及其优点，现在将结合附图对下面的描述作出说明，在附图中，相同的标号表示相同的部件：

图1沿一个方向示出了根据本发明的实施例的MIMO天线设备的结构；

图2沿另一个方向示出了根据本发明的实施例的MIMO天线设备的结构；

图3示出了根据本发明的实施例的MIMO天线设备的构造；

图4A至图6B示出了根据本发明的实施例的MIMO天线设备的操作特性；

图7沿一个方向示出了根据本发明的另一个实施例的MIMO天线设备的结构；

图8沿另一个方向示出了根据本发明的另一个实施例的MIMO天线设备的结构；

图9示出了根据本发明的另一个实施例的MIMO天线设备的构造。

贯穿附图，应该注意的是，相同的标号用于指示相同或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

在本专利文献中，下面说明的图1至图9和用于描述本公开的原理的各种实施例仅是以举例说明的方式进行的，且不应以任何方式被解释为限制本公开的范围。本领域技术人员应该理解的是，本公开的原理可以以任何适当地布置的天线设备来实现。提供下面的参照附图的描述以帮助全面理解由权利要求及其等同物所限定的本发明的示例性实施例。包括了各种特定的细节以帮助理解，但是它们应仅被认为是示例性的。因此，本领域普通技术人员应认识到的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以作出这里描述的实施例的各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，可以省略对公知的功能和构造的描述。

在下面的描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书面含义，但仅被发明人用来使本发明能够被清楚一致地理解。因此，本领域技术人员应理解的是，仅出于举例说明的目的来提供下面的对本发明的示例性实施例的描述，且没有出于限制由权利要求及其等同物限定的本发明的目的。

应该理解的是，除非上下文另外进行了清楚地指示，否则单数形式也包括复数指称。因此，例如，所称的“组件表面”包括一个或多个这样的表面。

图1是沿一个方向示出根据本发明的实施例的MIMO天线设备的结构的透视图。图2是沿另一个方向示出根据本发明的实施例的MIMO天线设备的结构的透视图。图3是示出根据本发明的实施例的MIMO天线设备的构造的分解透视图。在当前的实施例中，MIMO天线设备被形成为印刷电路板(PCB)。

参照图1、图2和图3，根据本实施例的MIMO天线设备100包括主板110、接地板120、焊盘装置130和140、匹配装置150和160、天线载体170以及天线装置180和190。

主板110被设置为支撑MIMO天线设备100并在MIMO天线设备100中供电。主板110以平板结构形成。主板110的一个表面，即，Y轴方向的上表面，被分为接地区域111和装置区域113。此外，使用具有多条馈电线(未示出)的介电体形成主板110。这里，主板110通过沿Y轴方向堆叠多个介电板形成。每条馈电线通过它的两个端部而被暴露到外部。这里，馈电线的一个端部连接到外部电源(未示出)。馈电线的另一个端部通过装置区域113而被暴露到外部。因此，当通过所述一个端部从外部电源供电时，馈电线向所述另一个端部供电。这里，电可以受限制地被供应到至少一条馈电线。

接地板120被设置为在MIMO天线设备100中接地。接地板120设置在主板110的接地区域111处。接地板120包括平板结构。这里，接地板120被水平地(例如，沿X轴方向和Z轴方向)设置到主板110的一个表面，以覆盖接地区域111的整个区域。可选择地，在接地区域111的局部区域中，接地板120垂直地(例如，沿Y轴方向)设置于主板110的一个表面。接地板120可以以具有各种形式的槽或孔的平板结构形成。

焊盘装置130和140被设置为用于在MIMO天线设备100中进行电连接。即，焊盘装置130和140用于向天线装置180和190供电，并用于使天线装置180和190接地。焊盘装置130和140分隔开地设置在主板110的装置区域113中。焊盘装置130和140安装在主板110的表面处，并设置在装置区域113处。焊盘装置130和140由金属材料制成。这里，焊盘装置130和140以贴片型(patch type)形成并附着到装置区域113。可选择地，焊盘装置130和140可以以传输线型形成并可以在装置区域113中被图案化。此外，焊盘装置130和140分别形成有接地焊盘131和141以及馈电焊盘133和143。在焊盘装置130和140中，接地焊盘131和141以及馈电焊盘133和143物理结合。

接地焊盘131和141中的每个接地焊盘通过它的一个端部与接地板120接触，并设置在主板110的装置区域113处。接地焊盘131和141中的每个接地焊盘通过它的另一个端部从接地板120(例如，沿X轴方向和Z轴方向中的至少一个方向)延伸到装置区域113。接地焊盘131和141分隔开预定的分隔距离D。接地焊盘131和141以分隔距离D保持一定的间隙。这里，分隔距离可以大于0mm并小于或等于7mm。此外，接地焊盘131和141中的每个接地焊盘以条型、弯折型、螺旋型、阶梯型和环线型中的至少一种类型形成。

馈电焊盘133和143中的每个馈电焊盘通过它的一个端部电连接到主板110的馈电线，并设置在主板110的装置区域113处。馈电焊盘133和143中的每个馈电焊盘通过它的另一个端部从主板110的馈电线(例如，沿X轴方向和Z轴方向中的至少一个方向)延伸到装置区域113。馈电焊盘133和143分别设置为与接地焊盘131和141相邻。此外，馈电焊盘133和143分别通过它的所述另一个端部结合到接地焊盘131和141。馈电焊盘133和143分别设置为与接地焊盘131和141相对。即，接地焊盘131和141设置在馈电焊盘133和143之间。这里，馈电焊盘133和143分别与接地焊盘131和141平行地延伸。另外，馈电焊盘133和143中的每个馈电焊盘以条型、弯折型、螺旋型、阶梯型和环线型中的至少一种类型形成。

匹配装置150和160被设置为用于在MIMO天线设备100中进行电匹配。即，匹配装置150和160分别支持天线装置180和190的电匹配。匹配装置150和160分隔开式地安装在主板110的装置区域113中。匹配装置150和160安装在主板110的表面上，并设置在装置区域113处。匹配装置150和160分别电连接到焊盘装置130和140的接地焊盘131和141。因此，匹配装置150和160分别通过接地焊盘131和141连接到接地板120。此外，匹配装置150和160均具有匹配电感。这里，匹配电感可以在2nH和7nH之间。另外，由电子元件形成匹配装置150和160，并将匹配装置150和160分别安装在接地焊盘131和141上。

天线载体170被设置为MIMO天线设备100中的中间介质。天线载体170安装在主板110的装置区域113中。天线载体170以平板结构形成，该平板结构具有由在一个方向(例如，Y轴方向)上且与一个方向(例如，X轴方向和Z轴方向)垂直的厚度形成的区域。这里，天线载体170以与装置区域113对应的形状形成，并以从装置区域113突出的形状形成。天线载体170在装置区域113中暴露匹配装置150和160。此外，天线载体170由介电材料形成。这里，天线载体170可以具有与主板110的特性相同的特性，或可以具有与主板110的特性不同的特性。

天线装置180和190被设置为在MIMO天线设备100中发送和接收信号。即，天线装置180和190执行通过在至少一个谐振频段中谐振而发送和接收电磁波的功能。天线装置180和190在主板110的装置区域113中相邻地分隔开。这里，天线装置180和190可以以对称的形状形成，或可以以不对称的形状形成。

天线装置180和190分别通过它们的一个端部与焊盘装置130和140接触并电连接到焊盘装置130和140。天线装置180和190分别通过焊盘装置130和140的接地焊盘131和141连接到接地板120。天线装置180和190通过焊盘装置130和140的馈电焊盘133和143连接到主板110的馈电线。此外，天线装置180和190通过它们的另一个端部从焊盘装置130和140(例如，沿X轴方向和Z轴方向中的至少一个方向)延伸到装置区域113。另外，天线装置180和190以金属材料的传输线型形成，并设置在装置区域113处。天线装置180和190从它们的所述一个端部中的每个端部平行地延伸达预定的延伸距离。即，天线装置180和190从它们的所述一个端部平行地延伸，并分别包括具有预定的延伸长度L的操作线181和191。这里，延伸长度可以在5mm和30mm之间。

天线装置180和190可以在装置区域113的表面上被图案化，或天线装置180和190可以在天线载体170的表面上被图案化。因此，天线装置180和190被分别设置为与主板110和接地板120分隔开达与天线载体170的区域或厚度对应的距离。天线装置180和190中的每个天线装置以具有至少一个弯曲部分的结构形成。这里，天线装置180和190中的每个天线装置以弯折型、螺旋型、阶梯型和环线型中的至少一种类型形成。

因此，当从外部电源通过焊盘装置130和140的馈电焊盘133和143供电时，天线装置180和190在一定的谐振频带中谐振。这里，因为有限制地向馈电焊盘133和143的一部分供电，所以天线装置180和190的一部分在一定的谐振频带中谐振。天线装置180和190分别通过焊盘装置130和140的接地焊盘131和141接地连接到接地焊盘120。从天线装置180和190中的每个天线装置向空气辐射信号。这里，天线装置180和190中的一个天线装置的辐射信号经空气发送到天线装置180和190中的另一个天线装置中。此外，天线装置180和190中的一个天线装置的辐射信号在空气中经接地板120发送到天线装置180和190中的另一个天线装置中。

在用于天线装置180和190中的每个天线装置的焊盘装置130和140中，接地焊盘131和141被设置为分隔开预定的分隔距离，在焊盘装置130和140中，接地焊盘131和141从焊盘装置130和140中平行地延伸达预定的延伸距离。因此，从天线装置180和190发送到空气中的辐射信号的幅值与经接地板120传输的辐射信号的幅值相同。天线装置180和190分别连接到均具有匹配电感的匹配装置150和160。因此，从天线装置180和190发送到空气中的辐射信号的相位与经接地板120传输的辐射信号的相位具有半波长(即，180°)的差异。

因此，从天线装置180和190发送到空气中的辐射信号与经接地板120传输的辐射信号抵消。即，抑制了天线装置180和190中的一个天线装置的辐射信号成为天线装置180和190中的另一个天线装置的干扰信号。因此，抑制了天线装置180和190之间的电磁耦合。

此外，在根据当前的实施例的MIMO天线设备100中，焊盘装置130和140以及天线装置180和190被设计为具有不同的装置电感和装置电容，以执行它们的功能。即，焊盘装置130和140以及天线装置180和190形成为具有用于在至少一个谐振频带中谐振的装置电感、装置电容和装置电阻。根据焊盘装置130和140以及天线装置180和190中的每个装置的结构、形状和材料来确定诸如装置电感、装置电容和装置电阻的电特性。这里，焊盘装置130和140以及天线装置180和190被分为沿与接地板120平行的方向(例如，沿X轴方向)延伸的水平组成线和与接地板120垂直的方向(例如，沿Z轴方向)延伸的垂直组成线。

即，根据焊盘装置130和140以及天线装置180和190的区域，例如，水平组成线和垂直组成线的总长度和宽度，来确定装置电感。根据焊盘装置130和140以及天线装置180和190中的水平组成线和接地板120的长度来确定装置电感。根据由焊盘装置130和140以及天线装置180和190的材料造成的损失(即，由构成焊盘装置130和140以及天线装置180和190的金属材料造成的损失)和由辐射造成的损失来确定装置电阻。

因此，根据当前的实施例的MIMO天线设备100具有更为改善的操作特性。这将参照图4A至图6B进行描述。

图4A至图6B是示出根据本发明的实施例的MIMO天线设备的操作特性的曲线图。

图4A至图4D是示出S参数根据MIMO天线设备中的接地焊盘之间的分隔距离而改变的曲线图。图4A示出分隔距离为13mm的实施例，图4B示出分隔距离为11mm的实施例，图4C示出分隔距离为7mm的实施例，图4D示出分隔距离为4mm的实施例。这里，MIMO天线设备具有0.84GHz的谐振频带。

参照图4A至图4D，在MIMO天线设备中，当每个天线装置工作时，随着接地焊盘之间的分隔距离减小，在谐振频带中，S_1，2和S_2，1增加。即，在MIMO天线设备中，当分隔距离为13mm时，在谐振频带中，S_1，2和S_2，1为大约-9.5dB。在MIMO天线设备中，当分隔距离为11mm时，在谐振频带中，S_1，2和S_2，1为大约-12dB。此外，在MIMO天线设备中，当分隔距离为7mm时，在谐振频带中，S_1，2和S_2，1为大约-15.5dB。另外，在MIMO天线设备中，当分隔距离为4mm时，在谐振频带中，S_1，2和S_2，1为大约-15.5dB。换句话说，在MIMO天线设备中，随着接地焊盘被设置得更为靠近在一起，抑制或减小了天线装置的电磁耦合。因此，在根据当前的实施例的MIMO天线设备中，改善了操作特性。

图5A至图5D示出了在MIMO天线设备中根据接地焊盘的分隔距离的接地焊盘之间的电场分布图像。图5A示出了分隔距离为13mm的实施例，图5B示出分隔距离为11mm的实施例，图5C示出分隔距离为7mm的实施例，图5D示出分隔距离为4mm的实施例。这里，MIMO天线设备具有0.84GHz的谐振频带。

参照图5A至图5D，在MIMO天线设备中，当每个天线装置工作时，随着接地焊盘之间的分隔距离减小，在谐振频带中，在每个天线装置的外围区域中电场分布区域减小。即，随着在MIMO天线设备中接地焊盘之间的分隔距离减小以与天线装置之一的操作对应，在对应的天线装置的外围区域中电场分布区域减小。因而，在MIMO天线设备中，当每个天线装置工作时，抑制了天线装置的电场分布区域的彼此交叠。即，因为在MIMO天线设备中相邻地设置接地焊盘，所以抑制了天线装置的电磁耦合。因此，在根据当前的实施例的MIMO天线设备中，改善了工作特性。

图6A和图6B示出了在MIMO天线设备中的天线装置的电场分布的图像。图6A示出了在MIMO天线设备中接地焊盘之间的分隔距离大于7mm且每个天线装置中的操作线的延伸长度小于5mm的实施例。图6B示出了在MIMO天线设备中接地焊盘之间的分隔距离为7mm或更小且每个天线装置中的操作线的延伸长度等于或大于5mm的实施例。

参照图6A和图6B，在MIMO天线设备中，当每个天线设备工作时，随着接地焊盘之间的分隔距离减小以及每个天线装置中的操作线的延伸长度增加，在每个天线装置的外围区域中电场分布区域减小。即，在MIMO天线设备中，随着接地焊盘之间的分隔距离减小以及操作线的延伸长度增加以与天线装置之一的操作对应，在对应的天线装置的外围区域中电场分布区域增加。因此，在MIMO天线设备中，当每个天线区域工作时，抑制了天线装置的电场分布区域的交叠。即，在根据当前的实施例的MIMO天线设备中，因为天线装置的电磁耦合受到抑制，所以改善了工作特性。

在前述实施例的MIMO天线设备中已经描述了每个焊盘装置以接地焊盘和馈电焊盘彼此物理结合的结构形成的示例，然而，本发明不限于此。即，即使每个焊盘装置以接地焊盘和馈电焊盘物理地分隔开的结构形成，也可以实现本发明。这将参照图7至图9进行描述。

图7是沿一个方向示出根据本发明的另一实施例的MIMO天线设备的结构的透视图。图8是沿另一方向示出根据本发明的当前的实施例的MIMO天线设备的结构的透视图。图9是示出根据本发明的当前的实施例的MIMO天线设备的构造的分解透视图。在当前的实施例中，MIMO天线设备形成为PCB。

参照图7、图8和图9，根据当前的实施例的MIMO天线设备200包括主板210、接地板220、焊盘装置230和240、匹配装置250和260、天线载体270以及天线装置280和290。当前的实施例的MIMO天线设备200的基本构造与前述实施例的构造相似，因此省略了对它们的详细描述。然而，在根据当前的实施例的焊盘装置230和240中，接地焊盘231和241与馈电焊盘233和243分别物理地分隔开。天线装置280和290与接地焊盘231和241以及馈电焊盘233和243独立接触，并分别电连接到接地焊盘231和241以及馈电焊盘233和243。

接地焊盘231和241中的每个接地焊盘通过它的一个端部与接地板220接触，并设置在主板210的装置区域213处。接地焊盘231和241中的每个接地焊盘通过它的另一个端部从接地板220(例如，沿X轴方向和Z轴方向中的至少一个方向)延伸到装置区域213。接地焊盘231和241分隔开预定的分隔距离D。接地焊盘231和241形成为以所述分隔距离来保持一定的间隙。这里，分隔距离可以大于0mm并小于或等于7mm。此外，接地焊盘231和241中的每个接地焊盘可以以条型、弯折型、螺旋型、阶梯型和环线型中的至少一种类型形成。

馈电焊盘233和243中的每个馈电焊盘通过它的一个端部电连接到主板210的馈电线，并设置在主板210的装置区域213处。馈电焊盘233和243中的每个馈电焊盘通过它的另一个端部从主板210的馈电线(例如，沿X轴方向和Z轴方向中的至少一个方向)延伸到装置区域213。馈电焊盘233和243分别设置为与接地焊盘231和241相邻。馈电焊盘233和243分别设置为与接地焊盘231和241相对。即，接地焊盘231和241设置在馈电焊盘233和243之间。这里，馈电焊盘233和243分别与接地焊盘231和241平行地延伸。另外，馈电焊盘233和243中的每个馈电焊盘可以以条型、弯折型、螺旋型、阶梯型和环线型中的至少一种类型形成。

匹配装置250和260被设置为用于在MIMO天线设备200中进行电匹配。即，匹配装置250和260分别支持天线装置280和290的电匹配。匹配装置250和260分隔开式地安装在主板210的装置区域213中。匹配装置250和260安装在主板210的表面中，并设置在装置区域213处。匹配装置250和260分别电连接到焊盘装置230和240的接地焊盘231和241。因此，匹配装置250和260分别通过接地焊盘231和241连接到接地板220。此外，匹配装置250和260均具有匹配电感。这里，匹配电感可以在2nH和7nH之间。另外，匹配装置250和260由电子元件形成，并分别安装在接地焊盘231和241中。

天线装置280和290分别通过焊盘装置230和240的接地焊盘231和241连接到接地板220。天线装置280和290分别通过焊盘装置230和240的馈电焊盘233和243连接到主板210的馈电线。此外，天线装置280和290通过它们的另一个端部从焊盘装置230和240(例如，沿X轴方向和Z轴方向中的至少一个方向)延伸到装置区域213。另外，天线装置280和290以金属材料的传输线型形成，并设置在装置区域213处。天线装置280和290从它们的一个端部中的每个端部平行地延伸达预定的延伸距离。即，天线装置280和290从它们的一个端部平行地延伸，并分别包括具有预定的延伸长度L的操作线281和291。这里，延伸长度可以在5mm和30mm之间。

天线装置280和290可以在装置区域213的表面上被图案化，或者天线装置280和290可以在天线载体270的表面上被图案化。因此，天线装置280和290被分别设置为与主板210和接地板220分隔开达与天线载体270的区域或厚度对应的距离。天线装置280和290中的每个天线装置以具有至少一个弯曲部分的结构形成。这里，天线装置280和290中的每个天线装置以弯折型、螺旋型、阶梯型和环线型中的至少一种类型形成。

因此，当从外部电源通过焊盘装置230和240的馈电焊盘233和243分别供电时，天线装置280和290在一定的谐振频带中谐振。这里，因为有限制地向馈电焊盘233和243的一部分供电，所以天线装置280和290的一部分在一定的谐振频带中谐振。天线装置280和290分别通过焊盘装置230和240的接地焊盘231和241接地连接到接地板220。从天线装置280和290中的每个天线装置将信号辐射到空气。这里，天线装置280和290中的一个天线装置的辐射信号经空气发送到天线装置280和290中的另一个天线装置中。此外，天线装置280和290中的一个天线装置的辐射信号在空气中经接地板220发送到天线装置280和290中的另一个天线装置中。

在用于天线装置280和290中的每个天线装置的焊盘装置230和240中，接地焊盘231和241设置为分隔开预定的分隔距离，在焊盘装置230和240中，接地焊盘231和241从焊盘装置230和240中平行地延伸达预定的延伸距离。因此，从天线装置280和290发送到空气中的辐射信号的幅值与经接地板220传输的辐射信号的幅值相同。天线装置280和290分别连接到均具有匹配电感的匹配装置250和260。因此，从天线装置280和290发送到空气中的辐射信号的相位与经接地板220传输的辐射信号的相位具有半波长(即，180°)的差。

因此，从天线装置280和290发送到空气中的辐射信号与经接地板220传输的辐射信号抵消。即，抑制了天线装置280和290中的一个天线装置的辐射信号成为天线装置280和290中的另一个天线装置的干扰信号。因此，抑制了天线装置280和290之间的电磁耦合。

在前述实施例的MIMO天线设备中，将两个天线装置设置在主板处，然而，本发明不限于此，即，在MIMO天线设备中，即使在主板处设置了三个或更多个的天线装置，也可以实现根据本发明的MIMO天线设备。天线装置应通过与每个焊盘装置接触而电连接到每个焊盘装置。在用于每个天线装置的焊盘装置中，接地装置应被设置为分隔开预定的分隔距离。这里，分隔距离可以大于0mm并小于或等于7mm。此外，天线装置应从焊盘装置平行地延伸达预定的延伸距离。即，天线装置应从其一个端部平行地延伸，并均具有预定的延伸长度的相应的操作线。这里，延伸长度可以在5mm和30mm之间。此外，每个天线装置应连接到均具有匹配阻抗的匹配装置。这里，匹配阻抗可以在2nH和7nH之间。

在前述实施例的MIMO天线设备中，天线装置被形成为在主板或天线载体中图案化的传输线，然而，本发明不限于此。即，因为天线装置被形成为具有本征电感和电容的电子元件结合体，所以可以实现根据本发明的MIMO天线设备。例如，天线装置可以形成为电子元件结合体。

在前述实施例的MIMO天线设备中，每个天线装置可以形成为超材料(metamaterial)结构的传输电路。超材料可以具有电磁结构或可以为通过人工方法合成的材料，以表现通常不能在自然界中观测到的特殊的电磁性质。这样的超材料具有作为特性值的在特定条件下为负值的磁导率和介电常数，并表现出与通常的材料或电磁结构不同的电磁波传输特性。即，在当前的实施例中，超材料结构是使用电磁波的相速度的反相特性的结构，并以混合左/右手(CRLH)的结构形成。这里，CRLH结构以右手(RH)结构和左手(LH)结构的结合结构形成，其中，右手(RH)结构表现这样的一般特性，即，电场、磁场和电磁波的传播方向遵守右手定则，左手(LH)结构表现这样的特性，即，电场、磁场和电磁波的传播方向遵守与右手定则相反的左手定则。

根据本发明，当MIMO天线设备工作时，可以抑制天线装置之间的电磁耦合。因此，在MIMO天线设备中，可以改善天线装置的工作特性。因此，可以改善MIMO天线设备的工作性能。此外，在MIMO天线设备中，即使相邻地设置天线装置，也可以以预定的水平或更高的水平来保持天线装置的工作性能。因此，由于可以减小MIMO天线设备的尺寸，所以可以减小用于安装MIMO天线设备的通信终端的尺寸。

虽然已经以示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员可以提出各种改变和修改。本公开意在包括落入权利要求的范围内的这样的改变和修改。

Claims

1.一种MIMO天线设备，包括：

多个天线装置，均包括从其一个端部平行延伸达预定的延伸长度的操作线，并被构造为当供电时在一定的谐振频带中工作；

主板，被分成装置区域和接地区域，所述多个天线装置相邻地设置在装置区域中，被构造为使所述多个天线装置接地的接地板安装在接地区域中；

多个接地焊盘，均在主板中从接地板延伸至装置区域，被构造为将每个天线装置的所述一个端部连接到接地板，并分隔开预定的距离；

多个馈电焊盘，在装置区域中安装为与接地焊盘相邻，并被构造为通过电连接到主板的方式将每个天线装置连接到主板，并向每个天线装置供电。

2.如权利要求1所述的MIMO天线设备，其中，确定延伸长度和分隔距离中的至少一项，以使在天线装置工作时从天线装置发送到空气中的信号的幅值与经接地板传输的信号的幅值相等。

3.如权利要求2所述的MIMO天线设备，所述MIMO天线设备还包括：

匹配装置，在装置区域中安装在天线装置和接地板之间，以连接到接地焊盘，匹配装置具有匹配电感，以使得在天线装置工作时从天线装置发送到空气中的信号的相位与经接地板传输的信号的相位具有半波长的差异。

4.如权利要求2所述的MIMO天线设备，其中，接地焊盘和馈电焊盘结合为与每个天线装置对应，以被连接到每个天线装置。

5.如权利要求2所述的MIMO天线设备，所述MIMO天线设备还包括：

天线载体，安装在装置区域中，并被构造为用于安装天线装置、接地焊盘和馈电焊盘中的至少一者。

6.如权利要求5所述的MIMO天线设备，其中，接地焊盘和馈电焊盘设置在装置区域和天线载体之间。

7.如权利要求2所述的MIMO天线设备，其中，分隔距离大于0mm并小于或等于7mm。

8.如权利要求2所述的MIMO天线设备，其中，延伸长度在5mm和30mm之间。

9.如权利要求3所述的MIMO天线设备，其中，匹配电感在2nH和7nH之间。

10.如权利要求2所述的MIMO天线设备，其中，天线装置包括具有多个弯曲部分的传输线，并以弯折型、螺旋型、阶梯型和环线型中的至少一种类型形成。

11.一种无线终端，所述无线终端包括天线设备，该天线设备被构造为发送和接收多个信号，所述天线设备包括：

主板，被分成装置区域和接地区域，所述多个天线装置相邻地设置在装置区域中，被构造为使得所述多个天线装置接地的接地板安装在接地区域中；

12.如权利要求11所述的无线终端，其中，确定延伸长度和分隔距离中的至少一项，以使在天线装置工作时从天线装置发送到空气中的信号的幅值与经接地板传输的信号的幅值相等。

13.如权利要求12所述的无线终端，所述无线终端还包括：

14.如权利要求12所述的无线终端，其中，接地焊盘和馈电焊盘结合为与每个天线装置对应，以被连接到每个天线装置。

15.如权利要求12所述的无线终端，所述无线终端还包括：

16.如权利要求15所述的无线终端，其中，接地焊盘和馈电焊盘设置在装置区域和天线载体之间。

17.如权利要求12所述的无线终端，其中，分隔距离大于0mm并小于或等于7mm。

18.如权利要求12所述的无线终端，其中，延伸长度在5mm和30mm之间。

19.如权利要求13所述的无线终端，其中，匹配电感在2nH和7nH之间。

20.如权利要求12所述的无线终端，其中，天线装置包括具有多个弯曲部分的传输线，并以弯折型、螺旋型、阶梯型和环线型中的至少一种类型形成。