CN104283002B - 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构，包括间隔设置的主天线、分集天线及若干干扰天线，所述主天线的整体延伸方向平行于分集天线的整体延伸方向，该等干扰天线的整体延伸方向均垂直于主天线及分集天线的整体延伸方向。由于所述干扰天线的整体延伸方向均垂直于主天线及分集天线的整体延伸方向，使得所述扰天线的辐射方向不同于主天线及分集天线的辐射方向，从而减小了所述分集天线与主天线之间的包络相关系数。本发明还涉及一种无线通信装置。

Description

天线结构及具有该天线结构的无线通信装置

技术领域

本发明涉及一种天线，尤其涉及一种支持长期演进(Long Term Evolution, LTE)系统多输入多输出(Multi-input Multi-output, MIMO)技术的天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

背景技术

MIMO技术是LTE通信技术中的一个关键技术。MIMO技术是指在天线系统的发射端采用多根发射天线，接收端采用多根接收天线的技术。为了实现MIMO工作，需要使用两个或多个工作在相同频率的接收及发射天线。衡量MIMO天线好坏的几个主要指标包括：辐射效率、隔离度以及包络相关性系数（Envelope Correlation Coefficient，ECC）等。

现在业内一般要求ECC小于0.5，且一般两支天线之间的ECC越低，则MIMO天线接收端解调出来的数据位错误率越低。因此，如何有效降低ECC成为MIMO天线未来设计所必须面临的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，有必要提供一种具有较低ECC的天线结构。

另，还有必要提供一种具有所述天线结构的无线通信装置。

一种天线结构，包括间隔设置的主天线及分集天线，所述主天线的整体延伸方向平行于分集天线的整体延伸方向，所述天线结构还包括若干干扰天线，该等干扰天线的整体延伸方向均垂直于主天线及分集天线的整体延伸方向。

一种无线通信装置，包括电路板及所述天线结构，所述天线结构设置于所述电路板上，所述电路板包括第一侧边、第二侧边、第三侧边及第四侧边，所述第一侧边及第二侧边相对设置且相互平行，所述第三侧边及第四侧边相对设置且相互平行，且垂直连接第一侧边及第二侧边，所述主天线设置于所述第一侧边，所述分集天线设置于所述第二侧边，该等干扰天线设置于所述第三侧边及第四侧边。

上述天线结构及无线通信装置中的干扰天线的整体延伸方向均垂直于主天线及分集天线的整体延伸方向，使得所述扰天线的辐射方向不同于主天线及分集天线的辐射方向，从而减小了所述分集天线与主天线之间的包络相关系数。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的具有天线结构的无线通信装置的立体组装图。

图2为图1所示无线通信装置的另一视角的立体组装图。

主要元件符号说明

无线通信装置	100
		电路板	10
第一侧边	11
		第二侧边	12
第三侧边	13
		第四侧边	14
天线结构	30
		主天线	31
馈电臂	311
		接地臂	312
连接臂	313
		第一辐射分支	314
第一辐射臂	3141
		第一金属片	3142
第二金属片	3143
		第三金属片	3144
第二辐射分支	315
		第二辐射臂	3151
第三辐射臂	3152
		第四辐射臂	3153
第五辐射臂	3154
		第三辐射分支	316
第六辐射臂	3161
		第七辐射臂	3162
第四金属片	3163
		分集天线	33
馈入部	331
		接地部	332
连接部	333
		第一连接段	3331
第二连接段	3332
		第三连接段	3333
第一辐射部	334
		第一辐射段	3341
第二辐射段	3342
		第三辐射段	3343
第四辐射段	3344
		第二辐射部	335
第五辐射段	3351
		第六辐射段	3352
干扰天线	35
		接地端	351
第一接地段	3511
		第二接地段	3512
过渡段	3513
		第一干扰臂	352
第二干扰臂	353
		第三干扰臂	354

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明较佳实施方式的无线通信装置100包括电路板10及设置于电路板10上的天线结构30。天线结构30包括主天线31、分集天线33及若干干扰天线35。

该电路板10包括第一侧边11、第二侧边12、第三侧边13及第四侧边14。第一侧边11与第二侧边12为一组相互平行的对边。第三侧边13与第四侧边14也为一组相互平行的对边，且均垂直连接于第一侧边11及第二侧边12。在本实施方式中，该电路板10呈矩形板体状，该第一侧边11与第二侧边12为电路板10的一组短边，该第三侧边13及第四侧边14为电路板10的一组长边。

该主天线31设置于电路板10的第一侧边11。在本实施方式中，主天线31包括馈电臂311、接地臂312、连接臂313、第一辐射分支314、第二辐射分支315及第三辐射分支316。馈电臂311及接地臂312均相对于电路板10垂直设置。该馈电臂311为条状片体，其用于与电路板10上的信号传输端（图未示）电性连接，以为主天线31馈入电流信号。该接地臂312为条状片体，其与馈电臂311位于同一平面，且相互平行设置。该接地臂312的末端与馈电臂311的末端之间的连线平行于电路板10的第一侧边11。该接地臂312用于与电路板10上的信号接地点（图未示）电性连接，以为该主天线31提供接地作用。

该连接臂313所在平面垂直于馈电臂311及接地臂312所在平面，并平行于电路板10所在平面。该连接臂313的一端垂直连接于该馈电臂311的末端，另一端则垂直连接于接地臂312的末端。

第一辐射分支314、第二辐射分支315及第三辐射分支316均由连接臂313延伸而成，且第一辐射分支314、第二辐射分支315及第三辐射分支316均为弯折金属线。具体地，在本实施方式中，第一辐射分支314包括依次连接的第一辐射臂3141、第一金属片3142、第二金属片3143及第三金属片3144。该第一辐射臂3141及第一金属片3142均与连接臂313位于同一平面。该第一辐射臂3141呈“L”形，其由连接臂313的一侧沿垂直于连接臂313的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿平行于连接臂313且远离馈电臂311的方向延伸。该第一金属片3142大致呈“L”形片状，其宽度大于第一辐射臂3141的宽度。第一金属片3142由第一辐射臂3141的末端继续沿连接臂313的延伸方向延伸一段距离后，再沿垂直于连接臂313且背离连接臂313的方向延伸而成。该第二金属片3143所在平面垂直于连接臂313所在平面，且与馈电臂311及接地臂312所在平面相互平行。该第二金属片3143垂直连接至第一金属片3142的末端。该第三金属片3144位于第二金属片3143所在平面，且为一长度大于第二金属片3143的条状片体。该第三金属片3144垂直连接至该第二金属片3143中远离第一金属片3142的端部，以与该第二金属片3143构成大致呈“L”形的结构。

第二辐射分支315包括宽度相当且依次连接的第二辐射臂3151、第三辐射臂3152、第四辐射臂3153及第五辐射臂3154。该第二辐射臂3151、第三辐射臂3152及第五辐射臂3154与连接臂313位于同一平面。该第二辐射臂3151为一长条状片体，其由连接臂313与馈电臂311的连接处朝远离连接臂313的方向延伸而成，即第二辐射臂3151与连接臂313位于同一直线。该第三辐射臂3152为一长条状片体，其一端垂直连接至第二辐射臂3151的末端，另一端垂直连接该第四辐射臂3153。该第四辐射臂3153为一具有曲折形状的条状体，整体布设于该第二金属片3143及第三金属片3144所在平面。该第四辐射臂3153的一端连接至所述第三辐射臂3152的末端，并沿平行于第二金属片3143的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿第三金属片3144的延伸方向且远离第二金属片3143的方向延伸一段距离，再弯折一直角，以平行于所述第二金属片3143的方向延伸一段距离，最后与该第五辐射臂3154相连。该第五辐射臂3154为一矩形片体，其一端垂直连接该第四辐射臂3153的末端，另一端沿平行于第三辐射臂3152的方向延伸，且其长度短于该第三辐射臂3152的长度。

第三辐射分支316包括第六辐射臂3161、第七辐射臂3162及第四金属片3163。该第六辐射臂3161为一具有曲折形状的条状体，整体布设于第二金属片3143及第三金属片3144所在平面，且位于该第三金属片3144与第四辐射臂3153之间。该第六辐射臂3161的一端连接至第一辐射臂3141的弯折处，并沿平行于第二金属片3143的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿第三金属片3144的延伸方向且远离第二金属片3143的方向延伸一段距离，再弯折一直角，以平行于第二金属片3143的方向延伸一段距离，最后与该第七辐射臂3162相连。该第七辐射臂3162为一矩形片体，其位于连接臂313所在平面。该第七辐射臂3162的一端垂直连接该第六辐射臂3161的末端，另一端沿垂直且靠近连接臂313的方向延伸。该第四金属片3163大致呈矩形片状，其位于连接臂313所在平面。该第四金属片3163由第七辐射臂3162中靠近第一辐射臂3141一侧的外缘沿平行于连接臂313的方向延伸而成。该第四金属片3163的宽度大于所述第七辐射臂3162的宽度。

该分集天线33设置于电路板10的第二侧边12。该分集天线33包括馈入部331、接地部332、连接部333、第一辐射部334及第二辐射部335。馈入部331及接地部332均相对于电路板10垂直设置。该馈入部331为条状片体，其用于与该信号传输端电性连接，以为该分集天线33馈入电流信号。该接地部332为条状片体，其与馈入部331位于同一平面，且相互平行设置。该接地部332的末端与馈入部331的末端之间的连线平行于电路板10的第二侧边12。该接地部332用于与该信号接地点电性连接，以为该分集天线33提供接地作用。

连接部333所在平面垂直于该馈入部331及接地部332所在平面，且与电路板10所在平面相互平行。该连接部333大致呈“ㄩ”形，包括第一连接段3331、第二连接段3332及第三连接段3333。该第一连接段3331垂直连接至所述馈入部331的末端。该第二连接段3332的长度与第一连接段3331的长度相当，其垂直连接至所述接地部332的末端。该第三连接段3333的一端垂直连接至该第一连接段3331远离馈入部331的端部，该第三连接段3333的另一端垂直连接至该第二连接段3332远离接地部332的端部。

该第一辐射部334及第二辐射部335均由连接部333延伸而成，且第一辐射部334及第二辐射部335均为弯折金属线。具体地，在本实施方式中，该第一辐射部334包括第一辐射段3341、第二辐射段3342、第三辐射段3343及第四辐射段3344。

该第一辐射段3341为大致呈“L”形的条状片体，其位于连接部333所在平面。该第一辐射段3341的一端连接至所述第一连接段3331与第三连接段3333的连接处，另一端沿垂直该第三连接段3333且远离第一连接段3331的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以平行于第三连接段3333且靠近第二连接段3332的方向延伸一较长距离。该第二辐射段3342所在平面垂直于连接部333所在平面，且与该接地部332与馈入部331所在平面相互平行。该第二辐射段3342垂直连接至所述第一辐射段3341的末端。该第三辐射段3343为一长度大于第二辐射段3342且宽度小于第二辐射段3342的条状片体，其垂直连接至该第二辐射段3342中远离第一辐射段3341的端部，以与该第二辐射段3342构成大致呈“L”形的结构。该第四辐射段3344为一条状片体，其所在平面与该第二辐射段3342所在平面及连接部333所在平面均垂直。该第四辐射段3344垂直连接至该第三辐射段3343的末端。

该第二辐射部335包括宽度相当的第五辐射段3351及第六辐射段3352。该第五辐射段3351为一具有曲折形状的条状体，整体布设于该连接部333所在平面。该第五辐射段3351的一端连接至所述馈入部331与第一连接段3331的连接点，并沿平行于第三连接段3333且远离第二连接段3332的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以平行于第一连接段3331且远离第一辐射段3341的方向延伸一段距离，再弯折一直角，以继续沿平行于第三连接段3333且远离第二连接段3332的方向延伸一段距离，最后与该第六辐射段3352相连。该第六辐射段3352为一条状片体，其位于该第四辐射段3344所在平面。该第六辐射段3352垂直连接至所述第五辐射段3351的末端，且与该第四辐射段3344相互平行设置。

该若干干扰天线35的数量为至少二个，其中至少一个干扰天线35设置于电路板10的第一侧边11，至少一个干扰天线35设置于电路板10的第二侧边12。在本实施例中，该干扰天线35的数量为三个，其中二个设置于第三侧边13，另外一个设置于第四侧边14。该干扰天线35包括接地端351、第一干扰臂352、第二干扰臂353及第三干扰臂354。在本实施例中，该接地端351大致呈“U”形，包括第一接地段3511、第二接地段3512及过渡段3513。该第一接地段3511与该第二接地段3512均相对于电路板10垂直设置，且相对且相互平行设置。该第一接地段3511的末端与第二接地段3512的末端之间的连线平行于电路板10的第三侧边13。该第一接地段3511与该第二接地段3512均连接至该电路板10的信号接地点，以为该干扰天线35提供接地作用。该过渡段3513垂直连接至该第一接地段3511及第二接地段3512。

该第一干扰臂352位于该接地端351所在平面，其由过渡段3513与第二接地段3512的连接处朝远离过渡段3513的方向延伸而成，即第一干扰臂352与第二接地段3512位于同一直线。该第二干扰臂353大致呈“U”形，其位于该连接臂313及连接部333所在平面。该第二干扰臂353由第一干扰臂352的末端沿平行于连接臂313的方向延伸一段距离，再弯折一直角，以沿靠近分集天线33的方向延伸一较长距离后，最后再继续沿平行于连接臂313的方向延伸一较宽距离而成。该第三干扰臂354大致呈矩形片状，其位于接地端351所在平面，且由所述第二干扰臂353的末端直接垂直延伸而成。

请参表1，表1所示为本发明较佳实施方式的天线结构30在模拟元件下测得的多个频率点的ECC值。在本实施方式中，天线结构30应用的LTE系统采用的频段在791MHz-890MHz，并且由于只有LTE系统的使用需要满足ECC要求，因此，在表1中，仅给出了791MHz-890MHz频段内的多个频点对应的ECC值。由表1可以看出，在791MHz-890MHz频段内，各个频点的ECC值均远小于0.5，满足天线系统对ECC值的设计要求。

表1 天线结构于各个频率下的ECC

显然，所述天线结构30中由于主天线31设置于电路板10的第一侧边11，分集天线33设置于电路板10的第二侧边12，该等干扰天线35分别设置在所述主天线31及分集天线33的两侧。也就是说，分集天线33的整体延伸方向平行于主天线31的整体延伸方向，而该等干扰天线35的整体延伸方向垂直于主天线31及分集天线33的整体延伸方向。如此，该等干扰天线35的辐射方向与主天线31及分集天线33的辐射方向不相同，从而有效降低主天线31与分集天线33之间的包络相关系数（ECC）。并且，由于该等干扰天线35均未设置相应的信号源，仅通过相应的接地端351接地，进而有效增加该主天线31及分集天线33的接地面积，以进一步降低二者的包络相关系数。

Claims (14)

1.一种天线结构，包括间隔设置的主天线及分集天线，所述主天线的整体延伸方向平行于分集天线的整体延伸方向，其特征在于：所述天线结构还包括若干干扰天线，该等干扰天线的整体延伸方向均垂直于主天线及分集天线的整体延伸方向，每一干扰天线包括接地端、第一干扰臂、第二干扰臂及第三干扰臂，该接地端包括第一接地段、第二接地段及过渡段，该第一接地段与该第二接地段相对且平行设置，该过渡段垂直连接至该第一接地段及第二接地段，该第一干扰臂及该第三干扰臂位于该接地端所在平面，且该第一干扰臂与第二接地段位于同一直线，该第二干扰臂位于与该第一干扰臂所在平面垂直的平面，且该第二干扰臂两端分别垂直连接至该第一干扰臂及该第三干扰臂。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述主天线包括馈电臂及接地臂，所述分集天线包括馈入部及接地部，所述馈电臂的末端与接地臂的末端的连线平行于所述馈入部的末端与接地部的末端的连线。

3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：所述主天线还包括连接臂、第一辐射分支、第二辐射分支及第三辐射分支，该连接臂的一端连接于该馈电臂的末端，另一端则连接于接地臂的末端，所述第一辐射分支、第二辐射分支以及第三辐射分支均由所述连接臂延伸而成。

4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：所述第一辐射分支、第二辐射分支及第三辐射分支均为弯折金属线。

5.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：所述第一辐射分支包括依次连接的第一辐射臂、第一金属片、第二金属片及第三金属片，该第一辐射臂及第一金属片均与连接臂位于同一平面，该第一辐射臂由连接臂的一侧沿垂直于连接臂的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿平行于连接臂且远离馈电臂的方向延伸而成，第一金属片由第一辐射臂的末端继续朝连接臂的延伸方向延伸一段距离后，再沿垂直于连接臂且背离连接臂的方向延伸而成，该第二金属片所在平面垂直于连接臂所在平面，且与馈电臂及接地臂所在平面相互平行，该第二金属片垂直连接至第一金属片的末端，该第三金属片位于第二金属片所在平面，且垂直连接至该第二金属片中远离第一金属片的端部。

6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：所述第二辐射分支包括第二辐射臂、第三辐射臂、第四辐射臂及第五辐射臂，该第二辐射臂、第三辐射臂及第五辐射臂与连接臂位于同一平面，该第二辐射臂由连接臂与馈电臂的连接处朝远离连接臂的方向延伸而成，该第三辐射臂的一端垂直连接至第二辐射臂的末端，另一端垂直连接该第四辐射臂，该第四辐射臂布设于该第二金属片及第三金属片所在平面，该第四辐射臂的一端连接至所述第三辐射臂的末端，并沿平行于第二金属片的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿第三金属片的延伸方向且远离第二金属片的方向延伸一段距离，再弯折一直角，以平行于所述第二金属片的方向延伸一段距离，最后与该第五辐射臂相连，该第五辐射臂的一端垂直连接该第四辐射臂的末端，另一端沿平行于第三辐射臂的方向延伸。

7.如权利要求6所述的天线结构，其特征在于：所述第三辐射分支包括第六辐射臂、第七辐射臂及第四金属片，该第六辐射臂布设于第二金属片及第三金属片所在平面，且位于该第三金属片与第四辐射臂之间，该第六辐射臂的一端连接至第一辐射臂的弯折处，并沿平行于第二金属片的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿第三金属片的延伸方向且远离第二金属片的方向延伸一段距离，再弯折一直角，以平行于第二金属片的方向延伸一段距离，最后与该第七辐射臂相连，该第七辐射臂位于连接臂所在平面，该第七辐射臂的一端垂直连接该第六辐射臂的末端，另一端沿垂直且靠近连接臂的方向延伸，该第四金属片位于连接臂所在平面，该第四金属片由第七辐射臂中靠近第一辐射臂一侧的外缘沿平行于连接臂的方向延伸而成。

8.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：该分集天线还包括连接部、第一辐射部及第二辐射部，该连接部所在平面垂直于馈入部及接地部所在平面，所述连接部包括第一连接段、第二连接段及第三连接段，该第一连接段连接至所述馈入部的末端，该第二连接段连接至所述接地部的末端，该第三连接段的一端垂直连接至该第一连接段远离馈入部的端部，该第三连接段的另一端垂直连接至该第二连接段远离接地部的端部，所述第一辐射部及第二辐射部均由所述连接部延伸而成。

9.如权利要求8所述的天线结构，其特征在于：所述第一辐射部及第二辐射部均为弯折金属线。

10.如权利要求8所述的天线结构，其特征在于：所述第一辐射部包括第一辐射段、第二辐射段、第三辐射段及第四辐射段，该第一辐射段位于连接部所在平面，该第一辐射段连接至所述第一连接段与第三连接段的连接处，另一端沿垂直该第三连接段且远离第一连接段的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以平行于第三连接段的方向延伸一较长距离，该第二辐射段所在平面垂直于连接部所在平面，且与该接地部与馈入部所在平面相互平行，该第二辐射段垂直连接至所述第一辐射段的末端，该第三辐射段垂直连接至该第二辐射段中远离第一辐射段的端部，该第四辐射段所在平面与该第二辐射段所在平面及连接部所在平面均垂直，该第四辐射段垂直连接至该第三辐射段的末端。

11.如权利要求10所述的天线结构，其特征在于：该第二辐射部包括第五辐射段及第六辐射段，该第五辐射段布设于该连接部所在平面，该第五辐射段的一端连接至所述馈入部与第一连接段的连接点，并沿平行于第三连接段且远离第二连接段的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以平行于第一连接段且远离第一辐射段的方向延伸一段距离，再弯折一直角，以继续沿平行于第三连接段且远离第二连接段的方向延伸一段距离，最后与该第六辐射段相连，该第六辐射段为一条状片体，其位于该第四辐射段所在平面，该第六辐射段垂直连接至所述第五辐射段的末端，且与该第四辐射段相互平行设置。

12.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：该第一接地段的末端与该第二接地段的末端之间的连线垂直于所述馈入部的末端与接地部的末端之间的连线。

13.如权利要求12所述的天线结构，其特征在于：该第一干扰臂由过渡段与第二接地段的连接处朝远离过渡段的方向延伸而成，该第二干扰臂位于该连接臂所在平面，该第二干扰臂由第一干扰臂的末端沿平行于连接臂的方向延伸一段距离，再弯折一直角，以沿靠近分集天线的方向延伸一段距离后，最后再继续沿平行于连接臂的方向延伸而成，该第三干扰臂由所述第二干扰臂的末端直接垂直延伸而成。

14.一种无线通信装置，包括电路板，其特征在于：所述无线通信装置还包括如权利要求1-13任一项所述的天线结构，所述天线结构设置于所述电路板上，所述电路板包括第一侧边、第二侧边、第三侧边及第四侧边，所述第一侧边及第二侧边相对设置且相互平行，所述第三侧边及第四侧边相对设置且相互平行，且垂直连接第一侧边及第二侧边，所述主天线设置于所述第一侧边，所述分集天线设置于所述第二侧边，该等干扰天线设置于所述第三侧边及第四侧边。