CN105375108B - 具有mimo天线的移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有MIMO天线的移动终端。本发明所提供的具有MIMO天线的移动终端，包括第一电路板、第一天线和第二天线；所述第一电路板上设置有第一射频通路与第二射频通路，所述第一天线设置在所述第一电路板上，且所述第一天线与所述第一射频通路电连接；所述第二天线通过同轴线与所述第二射频通路电连接；所述第一天线与所述第二天线分别设置于所述移动终端沿长度方向的两端。本发明可以保证移动终端上的两个天线具有较大的隔离度，且能够实现更优的空间覆盖。

Description

具有MIMO天线的移动终端

技术领域

本发明涉及通信终端领域，尤其涉及一种具有MIMO天线的移动终端。

背景技术

随着手机通讯技术的发展，对手机天线的性能需求不断提高，因而多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称MIMO)技术越来越多的应用于手机中。

当前，通常采用双天线方案实现手机天线的MIMO技术，即在手机中设置两个天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线进行传送和接收。具体的，图1A是现有技术中一种手机的MIMO双天线的结构示意图。图1B是图1A中的手机的主电路板的结构示意图。如图1A和图1B所示，手机具有两个天线21和31，在手机的主电路板11上设置有用于产生天线信号的MIMO电路以及两组天线弹片12和13，每组天线弹片分别与一个天线的天线馈点相连接，实现MIMO电路与两个天线21和31之间的电性连接，其中，每个天线均可作为发射端与接收端。

然而，因为受到手机主电路板的尺寸限制，两个天线之间因距离较近，造成隔离度和方向性均不佳，从而影响了MIMO天线的正常吞吐量和通信范围。

发明内容

本发明提供一种具有MIMO天线的移动终端，可以将两个天线设置在移动终端长度方向的两端，以解决两个天线因距离较近而产生的天线隔离度、方向性等性能不佳的问题。

本发明提供一种具有MIMO天线的移动终端，包括第一电路板、第一天线和第二天线；

第一电路板上设置有第一射频通路与第二射频通路，第一天线设置在第一电路板上，且第一天线与第一射频通路电连接；第二天线通过同轴线与第二射频通路电连接；第一天线与第二天线分别设置于移动终端沿长度方向的两端。

本发明所提供的具有MIMO天线的移动终端，包括第一电路板、第一天线和第二天线；第一电路板上设置有第一射频通路与第二射频通路，第一天线设置在第一电路板上，且第一天线与第一射频通路电连接；第二天线通过同轴线与第二射频通路电连接；第一天线与第二天线分别设置于移动终端沿长度方向的两端。这样将移动终端的第一天线与第二天线设置在其长度方向的两端，两个天线之间的间距较大，可以保证两个天线之间的隔离度较高，且天线的方向性辐射指标较好，能够实现更优的空间覆盖。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A是现有技术中一种手机的MIMO双天线的结构示意图；

图1B是图1A中的手机的主电路板的结构示意图；

图2A是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的结构示意图；

图2B是现有技术中两个天线位于同一块电路板时的电磁场辐射方向图；

图2C是本发明实施例一提供的两个天线位于移动终端不同端时的电磁场辐射方向图；

图2D是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的第一天线的结构示意图；

图2E是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的第一电路板的结构示意图；

图2F是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的第二天线的结构示意图；

图2G是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的第二电路板的结构示意图；

图2H是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的同轴线的位置示意图；

图2I是本发明实施例一提供的第二种具有MIMO天线的移动终端的结构示意图；

图2J是本发明实施例一提供的第三种具有MIMO天线的移动终端的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2A是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的结构示意图。如图2A所示，本实施例提供的移动终端包括第一电路板3、第一天线1和第二天线2；

第一电路板3上设置有第一射频通路与第二射频通路，第一射频通路与第二射频通路均可设置在同一块MIMO电路模块上，第一天线1设置在第一电路板3上，且第一天线1与第一射频通路电连接；第二天线2通过同轴线4与第二射频通路电连接；第一天线1与第二天线2分别设置于移动终端沿长度方向的两端。

其中，移动终端可以为各种可在移动中进行通讯的设备或装置，例如手机和平板电脑等。移动终端的第一电路板3、第一天线1及第二天线2均设置在移动终端的壳体内腔中。第一电路板3通常为移动终端的主机板，在第一电路板3上可以设置各类信号的产生与接收模块，如无线局域网(Wireless Local Area Networks，简称WLAN)通信模块、第三代通信技术3G通信模块或者第四代通信技术4G通信模块等。第一电路板3上可以具有两个射频通路，且每个射频通路对应一个独立的天线，这样第一天线1和第二天线2构成了MIMO天线，该MIMO天线的发射端与接收端均包括第一天线1与第二天线2，从而能够充分利用移动终端的内部空间资源，在不增加频谱资源和天线发射功率的条件下，成倍地提高系统信道容量，同时增加系统的有效通信距离。

此时，第一电路板3上具有两个射频通路：第一天线1所形成的通路01和第二天线2所形成的通路02,这两个通路能够实现2×2MIMO功能，即发送端和接收端均有两个天线进行工作。

此外，为了在第一电路板3与第二天线2的信号连通，可采用同轴线在第一电路板3与第二天线2之间传输信号。同轴线4是常见的信号传输线，可用于进行射频信号的传输。同轴线4的中心为铜芯，铜芯被一层绝缘材料所包围，可传送高电平信号；而在绝缘材料外面是与铜芯共轴的筒状金属薄层，可传输低电平信号，并同时起到屏蔽作用。

和微带线或者带状线相比，同轴线4具有多种优点：微带线或带状线是贴设在电路板表面或内层的走线，其信号损耗大，功率容量小，且阻抗控制难以保障，容易受到外界干扰，所以如果第二天线2与第一电路板3采用微带线或者带状线进行电连接时，可能会因损耗较大或者屏蔽性能较差而造成天线信号损失或失真，严重影响天线信号的发送或接收。而采用同轴线4实现第二天线2与第二射频通路之间的电连接，因为同轴线4的屏蔽作用较好，插损较小，即使当第二天线2与第一电路板3上的第二射频通路相隔较远，也可保持天线信号的正常传输。

进一步的，因为采用了同轴线4进行第二天线2与第一电路板3上第二射频通路之间的信号传输，所以可以在保持信号损耗较小的同时，将第二天线2与第一天线1分别设置在移动终端沿长度方向的两端。这样第一电路板3上的第一天线1与第二天线2之间的距离与移动终端内部长度接近，可以利用较远的距离来保证两个天线之间的隔离度。现有技术中，因为两个天线均设置在同一块电路板上，受电路板面积的限制，天线间距无法加大，所以会因两个天线之间过近而产生隔离度不够的问题。当第一天线1与第二天线2之间隔离度不够时，因为第一天线1可能接收到来自第二天线2所发出的信号，或者第二天线2接收到第一天线1所发出的信号，然后经过第一电路板3上的信号处理电路的放大后重新发送，形成信号的正反馈，导致产生信号噪音。同时，因为天线的传输速率与天线辐射场之间的距离有关，所以隔离度不够的天线，其传输速率也较低。因而，将第一天线1与第二天线2设置在移动终端长度方向两端，可以尽可能地增加两个天线之间的距离，保证天线之间具有较大的隔离度，从而进一步使天线的传输速率与信号噪音均符合要求。

此外，与现有技术中将两个天线设置在同一块电路板上的方案相比，将两个天线分别设置在移动终端的两端，其方向性更好。图2B是现有技术中两个天线位于同一块电路板时的电磁场辐射方向图。图2C是本发明实施例一提供的两个天线位于移动终端不同端时的电磁场辐射方向图。如图2B和图2C所示，而与现有技术中将两个天线设置在同一块电路板上的方案相比，因为将两个天线设置在同一块电路板上时，受到结构的限制，电路板只能位于移动终端的一端，所以两个天线所辐射的电磁场均位于移动终端的顶端或底端，因而天线设置在同一块电路板时，移动终端另一端的电磁场强度明显弱于具有天线一端的电磁场强度。而将天线设置在移动终端沿长度方向的两端，可以使移动终端两端的电磁场强度接近一致，避免因天线位置缘故而造成的电磁场强度不均情况，从而能够保证天线的全方向覆盖，增强天线的方向性指标。

其中，第二天线2与第一电路板3之间的连接可以具有不同的实施方式，如第二天线2可以直接与同轴线4相连接，或者增设一块独立的印制电路板，并将第二天线2设置于其上。下面以将第二天线2设置于独立的印制电路板上为例，对移动终端中各个天线的具体布置方式进行详细说明：

具体的，第一天线1设置在第一电路板3上，第一电路板3通常为印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)，且在第一电路板3上可设置用于和天线相连的触点或弹片。图2D是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的第一天线的结构示意图。图2E是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的第一电路板的结构示意图。如图2D和图2E所示，第一天线1的天线馈点为天线馈点11。当第一电路板3上设置有第一天线弹片31时，第一电路板3上的第一射频通路通过该第一天线弹片31与第一天线1的天线馈点11电连接。其中，第一天线弹片31通常一端固定在电路板上，而另一端具有弹性并向上翘起，以使另一端的末端与天线保持接触。将第一天线1贴设在第一电路板3上时，第一天线1的天线馈点11位置与第一天线弹片31对应，且第一电路板3上的第一天线弹片31与第一天线1上对应位置的天线馈点11抵接，从而可使第一天线1与第一电路板3上的第一射频通路保持电连接。此外，第一电路板3上还设置有第一同轴线连接器32，该第一同轴线连接器32可以外接用于连接其它部分的同轴线4。

具体的，第二天线2通常并不设置在第一电路板3上，而是设置在与第一电路板3相隔较远的位置，并利用同轴线4与第一电路板1上的第二射频通路保持电连接。为了设置第二天线2，移动终端还包括第二电路板5，第二天线2位于第二电路板5上，第二电路板5上具有第二天线弹片51，同轴线4的第一端与第一电路板3上的第二射频通路电连接，同轴线4的第二端与第二电路板5电连接，第二电路板5通过第二天线弹片51与第二天线2的天线馈点21电连接。具体的，第二电路板5与第一电路板3类似，都为印制电路板。第二电路板5因主要用于承载第二天线2，所以其面积小于第一电路板1的面积。图2F是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的第二天线的结构示意图。图2G是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的第二电路板的结构示意图。如图2F和图2G所示，第二电路板5上同样具有第二天线弹片51，而第二天线2与第一天线结构相似，具有天线馈点21，当第二天线2设置在第二电路板5上时，第二电路板5上的第二天线弹片51的位置与第二天线2的天线馈点21位置相对应，从而保证第二电路板5与第二天线2之间的电连接。并且由于同轴线4第一端与第一电路板3上的第二射频通路电连接，同轴线4的第二端与第二电路板5相连接，所以同轴线4可以经由第二电路板5，实现与第二天线2之间的电连接。

具体的，因为第二电路板5一般均为通用性较强的印制电路板，所以将将第二天线2设置在独立的第二电路板5上，可以大大扩充第二天线2的具体类型及形式。此时，第二天线2可以为柔性电路板FPC天线，或者是激光直接成型(Laser-Direct-structuring，简称LDS)天线等多种不同类型天线。因而，第二电路板5可以作为通用载体，以承载多种不同类型的第二天线2，从而扩充了第二天线可使用的天线类型与设置方式，提高了移动终端中天线的设计与使用自由度。

进一步的，为了实现同轴线4在两个电路板之间的连接，在第二电路板5上同样设置有用于连接同轴线4的同轴线连接器。这样，在前述实施方式的基础上，同轴线4第一端与第二射频通路之间通过第一同轴线连接器32电连接，同轴线4第二端与第二电路板5的天线弹片之间通过第二同轴线连接器52电连接。具体的，不但第一电路板3上包括有第一同轴线连接器32，第二电路板5上也包括有第二同轴线连接器52和第二天线弹片51，第二同轴线连接器52与第二天线弹片51之间通过第二电路板5上的一段微带线或带状线进行电性连接，同时，第一电路板3上的第一同轴线连接器32与第二射频通路之间也可通过第一电路板3上的微带线或带状线进行电连接，而与第一电路板3连接的第一同轴线连接器32和与第二电路板5连接的第二同轴线连接器52通过一段长的同轴线4实现电性连接，其中同轴线4第一端通过连接器插接头插接在第一电路板3上的第一同轴线连接器32上，而第二端也插接在第二电路板5的第二同轴线连接器52上。于是同轴线4通过同轴线连接器实现了第一电路板3与第二电路板5之间的电连接，也即第二射频通路与第二天线2之间的电连接。

通过同轴线连接器来将同轴线4连接在第二射频通路与第二天线2之间，其信号传输较为可靠，且可方便地对同轴线4进行拆卸、更换等操作，增强了同轴线4的易用性和可维护性。

此外，采用将第一天线1设置在第一电路板3上，而第二天线2设置在第二电路板5上，且两个电路板之间通过同轴线4实现电连接的方式，这样因为同轴线4的形状、长度均可自由设置，所以在布置第二电路板5时，其布置位置可更为灵活，例如第二电路板5可以和第一电路板3布置在同一水平面上，或者是布置在于第一电路板3在高度方向上相差较小的位置，从而使第一天线1及第二天线2所占用的空间总高度较小。

此外，如果第一电路板3与第二电路板5布置在同一水平面上，此时还可以将第一电路板3与第二电路板5做成一体式结构，即两者均在同一块大的印制电路板上。此时，第一电路板3和第二电路板5分别为位于大电路板两端的两个区域，这两个区域之间没有微带线或者带状线，而是利用同轴线4进行连接。

上述通过增加第二电路板5设置第二天线2时，为了减少移动终端的厚度，应使第一电路板3与第二电路板5位于同一平面上，这样能够避免因第二电路板5与第一电路板3不处于同一平面而导致天线的整体厚度增加的情况。此时，连接第一电路板3与第二电路板5的同轴线4也应随之进行相应设计，以避免过多占用移动终端的内部空间。图2H是本发明实施例一提供的第一种具有MIMO天线的移动终端的同轴线的位置示意图。如图2H所示，在前述实施方式的基础上，用于连接两个电路板的同轴线4，其相对于第一电路板3的高度小于第一电路板3上的元器件的最大高度，且同轴线4相对于第二电路板5的高度小于第二电路板5上的元器件的最大高度。限定了同轴线4距离第一电路板3或者第二电路板5的高度后，可使同轴线4位于两个电路板的厚度范围内，以防止因为同轴线4与电路板之间距离过大而造成同轴线4占用的内部空间过多，而导致移动终端的整体厚度相应增加的情况。

可选的，因为同轴线4用于连接两个电路板，因而同轴线4在两个电路板之间的悬空段缺乏电路板的固定与支撑。为了定位及固定同轴线4，可以将同轴线4的位于第一电路板3和第二电路板5之间的悬空段卡设在移动终端壳体内侧的走线槽(图中未示出)内。采用壳体内侧的走线槽，可以规划与限定同轴线4的走线方向，确保同轴线4在实现连接时，绕过移动终端内侧的其它重要部件。同时，走线槽将同轴线4的悬空段卡设在内，也能对同轴线4起到固定作用，防止同轴线4出现晃动、位移等现象。

需要说明的是，上述第一天线1与第二天线2，可以为目前移动终端中支持MIMO功能的各类天线，例如长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)天线和WLAN天线等。其具体结构和位置、设置方式等均可结合上述实施方式而得到，此处不再赘述。

本实施例中，移动终端包括第一电路板3、第一天线1和第二天线2：第一电路板3上设置有第一射频通路与第二射频通路，第一天线1设置在第一电路板3上，且第一天线1与第一射频通路电连接；第二天线2通过同轴线4与第二射频通路电连接；第一天线1与第二天线2分别设置于移动终端沿长度方向的两端，且为了实现第二天线2与同轴线4之间的连接，移动终端还包括第二电路板5，第二天线2位于第二电路板5上，第二电路板5上具有第二天线弹片51，同轴线4第一端与第二射频通路电连接，同轴线4的第二端与第二电路板5电连接，第二电路板5通过第二天线弹片51与第二天线2的天线馈点21电连接。这样将移动终端的第一天线1与第二天线2设置在其长度方向的两端，并利用同轴线4连接后，一方面，两个天线之间的间距较大，可以保证两个天线之间的隔离度较大，且方向性辐射指标较佳，能够实现良好的空间覆盖；另一方面，该布局方式还能够节省移动终端内部第一电路板3的设计空间，从而优化第一电路板3上其它元器件，例如是全球定位系统(Global PositioningSystem，简称GPS)天线、3G/4G天线或者分集天线等模块的布局，或者减小第一电路板3的尺寸大小。

作为另一种可选的实施方式，在实现第二天线2与第一电路板3之间的连接时，也可以不设置第二电路板5，而是直接使第二天线2与同轴线4之间进行连接。此时，第二天线2同样可以为多种不同天线类型，例如柔性电路板FPC天线或者印制电路板PCB天线等。柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性的电路板，其具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

图2I是本发明实施例一提供的第二种具有MIMO天线的移动终端的结构示意图。如图2I所示，此时，第二天线2整体均可由柔性电路板制成，利用柔性电路板中的铜箔作为天线辐射体，且利用不干胶等粘接剂进行贴设，其布置位置和布置方式均简单方便，且设置较为自由。因为第二天线2并不是布设在印刷电路板上，所以第二天线2可以直接通过同轴线4与第一电路板3上的第二射频通路进行电连接。具体的，同轴线4的第一端与第二射频通路电连接，而同轴线4的第二端通过转接装置与第二天线2电连接。这样，第二天线2即可直接通过由第一电路板3上引出的同轴线4，实现与第二射频通路之间的连接与信号传递。

第二天线2不依靠独立的印刷电路板进行设置时，其在移动终端中的布置方式相对自由，可以直接利用不干胶等贴在在移动终端的外壳内侧，或者是其他固定结构及载体之上，且自身尺寸较小，所占用的移动终端内部空间也较少，可以灵活布置在移动终端内的其它部件之间的空隙内，以简化移动终端内部的布置设计难度。同时，因为第一电路板3上只需设置一个天线，所以大大节省了第一电路板3上的布线空间，可使第一电路板3做成较小的电路板，或者优化第一电路板3上其它元器件的布线等。

在上述实施例的基础上，为了进一步加强第一天线1与第二天线2之间的隔离度，还可以其它布置方式。图2J是本发明实施例一提供的第三种具有MIMO天线的用户终端的结构示意图。如图2J所示，在前述实施方式的基础上，第一天线1与第二天线2位于移动终端沿长度方向上的对角线两端。因为移动终端的对角线长度大于移动终端在任一方向上的边长，所以将第一天线1与第二天线2分别布设在移动终端沿长度方向上的对角线两端，可以进一步增加第一天线1与第二天线2之间的距离，从而加强第一天线1与第二天线2之间的隔离度。同时，因为第一天线1与第二天线2分别处于移动终端的不同方向，所以这样布置还可进一步优化整机天线电磁场覆盖的全方向性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种具有MIMO天线的移动终端，其特征在于，包括第一电路板、第二电路板、第一天线和第二天线；

所述第一电路板上设置有第一射频通路与第二射频通路，所述第一天线设置在所述第一电路板上，且所述第一天线与所述第一射频通路电连接；所述第二天线位于第二电路板上，所述第二天线通过同轴线与所述第二射频通路电连接；所述第一天线与所述第二天线分别设置于所述移动终端沿长度方向的两端。

2.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述第一电路板上设置有第一天线弹片，所述第一射频通路通过所述第一天线弹片与所述第一天线的天线馈点电连接。

3.根据权利要求1或2所述的移动终端，其特征在于，所述第二电路板上具有第二天线弹片，所述同轴线的第一端与所述第二射频通路电连接，所述同轴线的第二端与所述第二电路板电连接，所述第二电路板通过所述第二天线弹片与所述第二天线的天线馈点电连接。

4.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于，所述同轴线第一端与所述第二射频通路通过同轴线连接器电连接，所述同轴线第二端与所述第二电路板之间通过同轴线连接器电连接。

5.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于，所述同轴线相对于所述第一电路板的高度小于所述第一电路板上的元器件的最大高度，所述同轴线相对于所述第二电路板的高度小于所述第二电路板上的元器件的最大高度。

6.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于，所述同轴线的位于所述第一电路板和所述第二电路板之间的悬空段卡设在所述移动终端壳体内侧的走线槽内。

7.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于，所述第二天线为柔性电路板FPC天线或者激光直接成型LDS天线。

8.根据权利要求1或2所述的移动终端，其特征在于，所述第一天线与所述第二天线位于所述移动终端沿长度方向上的对角线两端。

9.根据权利要求1或2所述的移动终端，其特征在于，所述第一电路板上设置有无线局域网WLAN通信模块、第三代移动通信技术3G通信模块和第四代移动通信技术4G通信模块中的至少一种。