CN109935962A - 一种垂直极化mimo天线和具有mimo天线的终端 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种垂直极化MIMO天线和具有MIMO天线的终端，所述天线包括：主集天线和分集天线，所述分集天线辐射末端与所述主集天线的辐射末端呈垂直分布。所述终端包括上述天线，本发明的MIMO天线组合形式不拘泥于天线馈电的位置，不需要单从天线间距出发限制终端尺寸，不需要天线馈点作对称设计或者斜对角设计，满足了现在终端布局灵活多样的特点，能最大限度的提升天线效率，降低ECC，改善隔离度，同时，利于提升天线MIMO性能。

Description

一种垂直极化MIMO天线和具有MIMO天线的终端
技术领域
本发明涉及通信传输技术领域，具体涉及一种垂直极化MIMO天线和具有MIMO天线的终端。
背景技术
目前，最常用的主分集天线通常呈上下或者左右分布在终端上，天线形式是常规的PIFA(Planar Inverted F-shaped Antenna，平面倒F型天线)、IFA(Inverted F-shapedAntenna，倒F型天线)、Monopole(单极子天线)这几种。
但不论是主分集天线上下放置还是左右放置，也不论主分各自天线采取何种形式，在有限的空间布局内，无法兼顾天线性能指标和MIMO(Multiple Input MultipleOutput，多输入多输出)性能；在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，通过提升MIMO性能来提升系统信道容量，常规的做法无法全频段的解决此问题，尤其是低频部分，即便是单一的低频如LTE B13(在5吋手机上，其主天线与分集天线，正好处于λ/4，故常规天线形式无法有效改善MIMO天线性能)，在吞吐量理论值的70％、90％、95％三种状态下，相应的信噪比不能保证在全角度满足CTIA(美国无线通信和互联网协会)要求，更不能满足诸如VZW(Verizon wireless，Verizon无线公司)之类的要求更为苛刻的运行商的需求。
发明内容
本发明提供一种垂直极化MIMO天线和具有MIMO天线的终端，提升天线效率、提升天线MIMO性能。
为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种垂直极化MIMO天线，包括：主集天线和分集天线，所述分集天线辐射末端与所述主集天线的辐射末端呈垂直分布。
优选地，所述主集天线和分集天线除辐射末端的天线枝节形成如下至少之一的几何形状：
矩形、三角形、圆形、多边形、不规则形状。
优选地，所述分集天线与所述主集天线设置在终端线路板的同一侧或者不同侧。
优选地，所述分集天线与所述主集天线分别设置在终端线路板的两端或者对角线。
优选地，所述的天线还包括：耦合寄生单元，所述耦合寄生单元设置在所述分集天线组成的几何形状的内部或者外部。
优选地，所述耦合寄生单元设置在所述分集天线的预设范围内。
第二方面，本发明还提供一种具有MIMO天线的终端，包括：上述的天线。
本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明的MIMO天线组合形式不拘泥于天线馈电的位置，不需要单从天线间距出发限制终端(如手机)尺寸(一般来讲，5寸的手机其低频MIMO性能均很难满足需求，故需要适当增加整机尺寸)，不需要天线馈点作对称设计或者斜对角设计，满足了现在终端布局灵活多样的特点，能最大限度的提升天线效率，降低ECC，改善隔离度，同时，利于提升天线MIMO性能。
附图说明
图1-68为本发明实施例的垂直极化MIMO天线的示意图；
图69为本发明实施例1中MIMO天线OTA性能的测试原理图。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明实施例提供一种垂直极化MIMO天线，包括：主集天线和分集天线，所述分集天线辐射末端与所述主集天线的辐射末端呈垂直分布。
其中，所述主集天线和分集天线除辐射末端的天线枝节形成如下至少之一的几何形状：
矩形、三角形、圆形、多边形、不规则形状。
本发明实施例分集天线辐射末端与所述主集天线的辐射末端呈垂直分布可以优化和调整分集天线辐射与主集天线的辐射的极化方向，使极化方向接近垂直。
本发明实施例中提供的天线主要适用于2*2MIMO系统。不论主集天线呈何种走线形式，对应分集天线的辐射末端与主集天线相应的辐射末端面呈垂直分布状态；除了辐射末端部分的其他天线枝节通过矩形、三角形、圆形、多边形等方式连接。任何一种天线组合中的，两个天线分别可以互为主集、分集形式。
如图1-68所示，其中，处于附图下部的为主集天线，处于附图上部的为分集天线，所述分集天线与所述主集天线设置在终端线路板的同一侧或者不同侧。
所述分集天线与所述主集天线分别设置在终端线路板的两端或者对角线。所述分集天线与所述主集天线在终端线路板的布局，距离没有特殊要求。
如图1-8、13-20、23-26、29-34、37-38、43-44、49-68所述的天线还包括：耦合寄生单元，所述耦合寄生单元设置在所述分集天线组成的几何形状的内部或者外部。
本实施例中的耦合寄生单元为设置在分集天线周围的短天线枝节，所述耦合寄生单元的作用是通过电磁波的近场耦合增加带宽。
所述耦合寄生单元设置在所述分集天线的预设范围内。
本发明实施例还提供一种具有MIMO天线的终端，包括上述的天线。
实施例1
如图1-68所示，本实施例的末端垂直分布的MIMO天线，在2*2MIMO天线系统中，要确保主集天线辐射端与该天线相对应的分集天线的辐射端，保持垂直极化，而该天线的其他枝节不限于任何形式，该MIMO天线可以一定程度上降低ECC指标和天线间的隔离度，同时可以改善MIMO天线性能，该性能通过如下方式测试：
如图69为本实施例中MIMO天线OTA(OVER THE AIR，空中激活)性能的测试原理、及CTIA(美国无线通信和互联网协会)认证认可的认证暗室进行的认证测试系统框图：
MIMO技术在现有的4G手机终端，主要是引入至少两个天线来接收下行信号，所谓的MIMO OTA就是在暗室中准确的对无线传输环境进行模拟，然后在模拟的无线传输环境下对待测件进行测试。目前CTIA认可的认证测试方法如图69所示的多探头测试方法(MPAC)。其主要原理是：在吸波暗室安装了8个天线探头，这里的每个天线都是双极化形式，每个探头天线从不同方向发射经历了无线衰落信道的信号给待测件，通过控制各个探头发送的信号功率，可以在暗室直接制造出方向性可控的无线衰落信道。多探头方法对无线信道多径、PDP(Power Delay Profile)以及多普勒特性的模拟是在信道仿真器中实现的。空间方向性的模拟式通过安装在不同方向上的探头天线及功率配比实现。
测试结果表明，本实施例提供的MIMO天线在相同隔离度的情况下，本实施例中的天线形式，其MIMO性能远胜于同尺寸机器的其他走线形式。可以通过控制主副两个天线的相对位置，来控制主副天线的方向图，由此实现天线的双极化；同时，在保证天线效率的前提下，可以有效控制天线间的隔离度、ECC。
虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种垂直极化MIMO天线，其特征在于，包括：主集天线和分集天线，所述分集天线辐射末端与所述主集天线的辐射末端呈垂直分布。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于：所述主集天线和分集天线除辐射末端的天线枝节形成如下至少之一的几何形状：
矩形、三角形、圆形、多边形、不规则形状。
3.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于：所述分集天线与所述主集天线设置在终端线路板的同一侧或者不同侧。
4.如权利要求3所述的天线，其特征在于：所述分集天线与所述主集天线分别设置在终端线路板的两端或者对角线。
5.如权利要求2所述的天线，其特征在于：还包括：耦合寄生单元，所述耦合寄生单元设置在所述分集天线组成的几何形状的内部或者外部。
6.如权利要求3所述的放大器，其特征在于：所述耦合寄生单元设置在所述分集天线的预设范围内。
7.一种具有MIMO天线的终端，其特征在于，包括：权利要求1-6任一所述的天线。
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