CN105305073A - 多入多出天线结构及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多入多出天线结构通过将第一馈电端口通过微带传输线与金属边框耦合连接，而第二馈电端口则连接金属边框开口后的两自由端。即第一馈电端口采用耦合馈电；第二馈电端口直接馈电。而采用多入多出的形式会减小电子装置的体积，同时采用第一馈电端口和第二馈电端口这两种馈电端口能够实现双端口的高度隔离，提高天线的辐射效率和多入多出的传输性能。此外，还提供一种移动终端。

Description

多入多出天线结构及移动终端

技术领域

本发明涉及天线结构，特别是涉及一种体积小、隔离度高的多入多出天线结构及移动终端。

背景技术

随着移动通信科技进步，为满足高速数据传输，MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多入多出)天线技术快速发展。MIMO技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。移动设备的小型化和便携性限制了天线的设计空间，而MIMO天线设计至少需要两个天线，因此，在进一步压缩单独天线体积后，因而天线隔离度变差，降低天线辐射效率和MIMO整体性能。

发明内容

基于此，有必要提供一种体积小、隔离度高的多入多出天线结构及移动终端。

一种多入多出天线结构，包括第一馈电端口、第二馈电端口、微带传输线、金属边框及介质层；

所述介质层层叠设置于金属地板上；所述微带传输线贴附于所述介质层远离所述金属地板的一面，所述微带传输线的一端开路、且该端靠近所述金属边框与所述金属边框耦合连接；所述微带传输线的另一端向所述金属地板的中心延伸后连接所述第一馈电端口；所述金属边框沿高度方向相对于所述金属地板垂直设置；所述金属边框一体成型且环绕于所述金属地板一周，所述金属边框设有开口，所述金属边框开口后的两自由端连接所述第二馈电端口。

在其中一个实施例中，所述第一馈电端口为单馈电端口。

在其中一个实施例中，所述第二馈电端口为差分馈电端口，所述差分馈电端口分别接所述金属边框开口后的两自由端。

在其中一个实施例中，所述第二馈电端口包括单馈电端口和巴伦结构，所述巴伦结构分别接所述单馈电端口及所述金属边框开口后的两自由端。

在其中一个实施例中，所述金属地板采用印刷电路板技术印刷于所述介质层上。

在其中一个实施例中，所述微带传输线采用印刷电路板技术印刷于所述介质层远离所述金属地板的一面上

在其中一个实施例中，所述介质层印刷有所述金属地板的一面还印刷有所述金属边框。

在其中一个实施例中，所述微带传输线的阻抗为50±5Ω。

在其中一个实施例中，所述金属边框的总长度为该天线结构工作频段对应波长的一倍。

此外，还提供一种体积小、隔离度高的移动终端。

一种采用多入多出移动终端包括上述天线结构。

上述多入多出天线结构及移动终端通过将第一馈电端口通过微带传输线与金属边框耦合连接，而第二馈电端口则连接金属边框开口后的两自由端。即第一馈电端口采用耦合馈电；第二馈电端口直接馈电。而采用多入多出的形式会减小电子装置的体积，同时采用第一馈电端口和第二馈电端口这两种馈电端口能够实现双端口的高度隔离，提高天线的辐射效率和多入多出的传输性能。

附图说明

图1为多入多出天线结构的示意图之一；

图2为多入多出天线结构的层叠示意图；

图3为多入多出天线结构的示意图之二；

图4为多入多出天线结构的示意图之三；

图5为多入多出天线结构的示意图之四；

图6为第一馈电端口和第二馈电端口的频率响应图；

图7为激励第一馈电端口时的电流分布图；

图8为激励第二馈电端口时的电流分布图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，为多入多出天线结构的示意图之一。

在一个实施例中，一种多入多出天线结构，包括第一馈电端口103、第二馈电端口104、微带传输线102、金属边框101及介质层106。

介质层106层叠设置于金属地板105上；微带传输线102贴附于介质层106远离所述金属地板105的一面，微带传输线102的一端开路、且该端靠近金属边框101与金属边框101耦合连接；微带传输线102的另一端向金属地板105的中心延伸后连接第一馈电端口103；金属边框101沿高度方向相对金属地板105垂直设置；金属边框101一体成型且环绕于金属地板105一周，金属边框101设有开口，金属边框101开口后的两自由端连接第二馈电端口104。

通过将第一馈电端口103通过微带传输线102与金属边框101耦合连接，而第二馈电端口104则连接金属边框101开口后的两自由端。即第一馈电端口103采用耦合馈电；第二馈电端口104直接馈电。采用第一馈电端口103和第二馈电端口104这两种馈电端口能够实现双端口的高度隔离，提高天线的辐射效率和多入多出的传输性能。

在一个实施例中，金属边框101的总长度为该天线结构工作频段对应波长的一倍。

具体的，该波长为介质层106存在时的导波波长。

在一个实施例中，微带传输线102的阻抗为50±5Ω。

微带传输线102与金属边框101侧边的中间位置耦合连接，相应的，金属边框101的开口位置正好同侧边中间位置相对。即微带传输线102沿长度方向的延伸线会与金属边框101的开口位置正好相交。

在其他实施例中，微带传输线102可设于金属边框101侧边的任意位置，相应的，金属边框101的开口则设于该侧边相对的侧边的任意位置。当然，也可以设置于该侧边相邻的侧壁的任意位置。

微带传输线102与金属边框101耦合连接的位置可为矩形。如图4所示。

在一个实施例中，第一馈电端口103为单馈电端口。

在一个实施例中，第二馈电端口104为差分馈电端口，差分馈电端口分别金属边框101开口后的两自由端。

差分馈电端口是双端口馈电，即两个端口同时馈电，两个端口馈入幅度相等，相位相反的奇模信号，从而产生激励辐射出去。

请结合图3。

在又一个实施例中，第二馈电端口104包括单馈电端口和巴伦结构，巴伦结构分别接单馈电端口及金属边框101开口后的两自由端。

在本实施例中，巴伦是平衡不平衡转换器的英文音译，巴伦结构原理是按天线理论，偶极天线属平衡型天线，而同轴电缆属不平衡传输现，若将其直接连接，则同轴电缆的外皮就有高频电流流过(按同轴电缆传输原理，高频电流应在电缆内部流动，外皮是屏蔽层，是没有电流的)，这样一来，就会影响天线的辐射(可以想象成电缆的屏蔽层也参与了电波的辐射)。

在一个实施例中，金属地板105采用印刷电路板技术印刷于介质层106上。

在一个实施例中，微带传输线102采用印刷电路板技术印刷于所述介质层106远离所述金属地板105的一面上

介质层106印刷有所述金属地板105的一面还印刷有所述金属边框101。

在本实施例中，介质层106的面积略大于或等于金属地板105的面积。

具体的，介质层106一面印刷金属地板105后，其相对的一面则印刷微带传输线102，即金属地板105与微带传输线102分别印刷于介质层106的两面。同时，金属边框101也印刷在介质层106上，且与金属地板105处于介质层106的同一面。金属边框101相对金属地板105垂直设置且具有一定高度。

基于上述所有实施例，金属边框101、金属地板105、介质层106为矩形。

在又一个实施例中，金属边框101、金属地板105、介质层106也可为圆形。如图5所示。可以用于智能手表或手环中。

基于上述所有实施例，第一馈电端口103和第二馈电端口104的频率响应图如图6所示。横轴为频率，单位GHz，纵轴为S11、S22、S21，单位dB。对应2.4～2.5GHz的WIFI工作频段。由图中可知，S11、S21在2.4～2.5GHz均在-10dB以下，S21即为两个端口的隔离度，在-40dB以下，隔离度很好。

基于上述所有实施例，激励第一馈电端口103时，电流分布如图7所示，可以看出，电流主要分布于左右两侧边。

激励第二馈电端口104时，电流分布如图8所示，可以看出，电流主要分布于上下两侧边。

而在优选的实施例中，第一馈电端口101、第二馈电端口104设于金属边框101相对的两侧边，因此，电流分布不会出现重叠，即辐射主体有差别，使得两者隔离度良好。

一种采用多入多出的移动终端，包括上述天线结构。

上述多入多出天线结构及移动终端通过将第一馈电端口103通过微带传输线102与金属边框101耦合连接，而第二馈电端口104则连接金属边框101开口后的两自由端。即第一馈电端口103采用耦合馈电；第二馈电端口104直接馈电。而采用多入多出的形式会减小电子装置的体积，同时采用第一馈电端口103和第二馈电端口104这两种馈电端口能够实现双端口的高度隔离，提高天线的辐射效率和多入多出的传输性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多入多出天线结构，其特征在于，包括第一馈电端口、第二馈电端口、微带传输线、金属边框及介质层；

所述介质层层叠设置于金属地板上；所述微带传输线贴附于所述介质层远离所述金属地板的一面，所述微带传输线的一端开路、且该端靠近所述金属边框与所述金属边框耦合连接；所述微带传输线的另一端向所述金属地板的中心延伸后连接所述第一馈电端口；所述金属边框沿高度方向相对于所述金属地板垂直设置；所述金属边框一体成型且环绕于所述金属地板一周，所述金属边框设有开口，所述金属边框开口后的两自由端连接所述第二馈电端口。

2.根据权利要求1所述的多入多出天线结构，其特征在于，所述第一馈电端口为单馈电端口。

3.根据权利要求1所述的多入多出天线结构，其特征在于，所述第二馈电端口为差分馈电端口，所述差分馈电端口分别接所述金属边框开口后的两自由端。

4.根据权利要求1所述的多入多出天线结构，其特征在于，所述第二馈电端口包括单馈电端口和巴伦结构，所述巴伦结构分别接所述单馈电端口及所述金属边框开口后的两自由端。

5.根据权利要求1所述的多入多出天线结构，其特征在于，所述金属地板采用印刷电路板技术印刷于所述介质层上。

6.根据权利要求1所述的多入多出天线结构，其特征在于，所述微带传输线采用印刷电路板技术印刷于所述介质层远离所述金属地板的一面上。

7.根据权利要求1所述的多入多出天线结构，其特征在于，所述介质层印刷有所述金属地板的一面还印刷有所述金属边框。

8.根据权利要求1所述的多入多出天线结构，其特征在于，所述微带传输线的阻抗为50±5Ω。

9.根据权利要求1所述的多入多出天线结构，其特征在于，所述金属边框的总长度为该天线结构工作频段对应波长的一倍。

10.一种采用多入多出移动终端，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的天线结构。