CN202957344U

CN202957344U - 镜像耦合天线系统

Info

Publication number: CN202957344U
Application number: CN 201220622384
Authority: CN
Inventors: 张琨盛; 郭晓如; 林育庆; 王翔岳
Original assignee: Tyco Electronics Holdings Ltd
Current assignee: Tyco Electronics Holdings Ltd
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2022-11-21

Abstract

本实用新型提供一种镜像耦合天线系统，包含一对镜像设置的耦合天线及一共享的接地部，每一个耦合天线设有辐射部及馈入点，辐射部具有低频单元及可耦合该低频单元的高频单元，且低频单元具有非平行的第一辐射臂与第二辐射臂，第二辐射臂自第一辐射臂延伸出且与接地部相接，高频单元邻近低频单元而馈入点设置于高频单元上，每一个耦合天线的馈入点利用第二辐射臂与镜像对应的耦合天线遮蔽，且成对镜像设置的耦合天线的第二辐射臂之间间隔一距离。藉由上述配置，以提高成对镜像设置的天线间的隔离度。本实用新型所提供的镜像耦合天线系统，相较于传统的天线对，具有更佳的隔离度，并且天线间的隔离度对于天线间的距离变化较不敏感，意即缩短成对天线彼此间隔的距离，隔离度劣化的程度少于传统天线对。

Description

镜像耦合天线系统

技术领域

本实用新型涉及关于一种多频天线系统，特别是一种支持多频段以及多输入多输出(Multiple-input Multiple-output，MIMO)的镜像耦合天线系统。

背景技术

近年来，无线通信快速发展，计算机、移动电话等个人化电子产品连接至无线网络，上传或下载数据量庞大的多媒体档案已成常态，个人化电子产品需通过无线装置，支持位于不同操作频带的数据传输，而天线是无线装置中，不可或缺的组件，因此配置在个人化电子产品上的多频天线，需求日殷；中国台湾发明专利第322529号揭示一种具有镜像天线对的多频天线，系利用该镜像天线对组成单一天线，以解决辐射盲区的技术瓶颈，但由于该镜像天线对实质上组成单一天线，天线对中的两个N型天线传输的是同一个无线信号，因此该镜像天线对并不支持多输入多输出的功能。近来由于传输多媒体档案对于带宽的大量需求，以多输入多输出天线系统拓展带宽，越来越普遍，所谓多输入多输出天线系统，其配置有多个天线，因此可在同一频带，同时接收或传输多个无线讯号，大幅提升无线装置的带宽，但不同天线间的电磁场耦合，造成信号间的彼此干扰，是此天线系统的缺陷；因此改善系统中天线间的隔离度，成为重要课题。

传统上，增加天线间隔离度的手段，主要是增加系统中天线间彼此的距离；例如美国专利申请公开第2012075152号揭示一种多输入多输出天线系统，其中相互隔离的天线间的最短距离，由欲达成的隔离度而决定。然而，此方式天生的缺点在于，隔离度对于天线间的距离，十分敏感，意即随着距离的缩短，隔离度将大幅下降。另一方面，由于电子产品小型化的趋势，以及系统中越来越多天线的需求，单纯增加间隔距离以提升隔离度的手段，将面临其极限。以一对操作在2.4GHz的天线为例，两天线间需要至少约60厘米以上的间隔，才能达到IEEE 802.11/n所规范的-15dB隔离度，且小于此距离，隔离度将大幅劣化。

综上所述，一种支持多输入多输出的多频天线系统，其使用有别于传统手段以改善天线间隔离度，有其需求。

实用新型内容

为支持多频段无线传输并且改善多输入多输出天线系统的天线间的隔离度，本实用新型提供一种镜像耦合天线系统，其包含一对镜像设置的耦合天线及一共享的接地部，每一个耦合天线设有辐射部及馈入点，辐射部具有低频单元及可耦合该低频单元的高频单元，该低频单元与高频单元分别负责不同频段的无线传输。该低频单元具有非平行的第一辐射臂与第二辐射臂，第二辐射臂自第一辐射臂延伸出且与接地部相接，除与第一辐射臂共同辐射或接收低频频段的无线信号，该第二辐射臂还具有遮蔽的功能；在本实用新型的天线系统中，高频单元邻近低频单元而馈入点设置于高频单元上，每一个耦合天线的馈入点利用第二辐射臂与镜像对应的耦合天线遮蔽，且成对镜像设置的耦合天线的第二辐射臂之间间隔一距离；藉由上述馈入点与第二辐射臂的配置，改善成对耦合天线间的隔离度。

本实用新型所提供的镜像耦合天线系统，相较于传统的天线对，具有更佳的隔离度，并且天线间的隔离度对于天线间的距离变化较不敏感，意即缩短成对天线彼此间隔的距离，隔离度劣化的程度少于传统天线对。

附图说明

图1是显示根据本实用新型的第一实施例的镜像耦合天线系统；

图2是显示根据本实用新型的第二实施例的镜像耦合天线系统；以及

图3是显示根据本实用新型的第三实施例的镜像耦合天线系统。

具体实施方式

为便于审查员了解本实用新型的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，使本实用新型配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本实用新型实施后的真实比例与精准配置，因此不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本实用新型于实际实施上的权利范围，在此叙明。

如图1所示，本实用新型的第一实施例是一种镜像耦合天线系统100，其包含一对镜像设置的耦合天线及一共享的接地部101，该对镜像设置的耦合天线具有一第一天线110及一第二天线120，所述天线的材质为金属导体，该第一天线110包含一辐射部111、一馈入点112；该第二天线120以镜像于该第一天线110的方式设置。辐射部111包含一低频单元113与邻近低频单元113的一高频单元114，所述低频单元113和所述高频单元114分别负责低频频段以及高频频段的无线传输(例如IEEE 802.11/n规范中的2.4GHz与5GHz)，馈入点112设置于高频单元114，因此高频频段的无线信号以有线的方式，经由馈入点112直接馈入高频单元114；在本实施例中，低频单元113与高频单元114并无实质接触，因此低频频段的无线信号，由馈入点112馈入高频单元114，再通过设置于高频单元114的耦合臂117耦合至低频单元113。

低频单元113具有非平行的一第一辐射臂115与一第二辐射臂116，第二辐射臂116自第一辐射臂115延伸出且与接地部101相接，在本实施例中，第二辐射臂116垂直于第一辐射臂115，而为耦合上述低频频段无线信号，耦合臂117可平行于第一辐射臂115。第二辐射臂116的设置，除与第一辐射臂115共同辐射或接收低频频段的无线信号外，该第二辐射臂116还可在馈入点112与第二天线120间形成遮蔽，因此馈入点112与第二辐射臂116设置于第一辐射臂115的同一侧，并且镜像设置的第一天线110与第二天线120以第二辐射臂116与第二辐射臂126彼此相对，并间隔一距离Ws；第二天线120各组件的相对关系及其设置理由，与第一天线110相同，不再赘述。

在本实用新型的镜像耦合天线系统中，天线系统的总长度大约为第一辐射臂115的长度L1、第一辐射臂116的长度L2以及天线间距Ws的总和，所述第一辐射臂的长度大约为低频频带电磁波波长的四分之一；另一方面，本实用新型提供的镜像耦合天线系统能以较短的天线间距Ws，达成与传统天线对相同的隔离度，因此本实用新型能所缩短天线系统的总长度，满足电子产品小型化的需求。

上述天线间距离越大，该第一天线110与该第二天线120间的隔离度越佳，但实际应用上，该间距往往有着越短越好的需求，因此在该间距与隔离度间取一平衡，格外重要；在本实用新型的镜像耦合天线系统100中，隔离两天线间低频频带电磁波的干扰，较隔离两天线间高频频带电磁波的干扰更为困难，因此，两天线间距离Ws的取决主要以两天线间低频频带电磁信号的隔离度为考虑。在一个优选的实施方式中，该第一天线110与该第二天线120的间距为所述天线低频频带电磁波波长的四分之一，以在所述天线间距离与隔离度取一较佳的平衡。在其他实施方式中，所述天线间的距离可小于所述天线低频频带电磁波波长的四分之一，虽其隔离度随所述天线间距离缩小而劣化，但由于本实用新型提供的镜像耦合天线系统，其隔离度对天线间隔距离较不敏感，因此其隔离度劣化程度，仍远低于一般天线对。

在一较具体的实施方式中(仍参考图1)，本实用新型所提供的镜像耦合天线系统100是用于IEEE 802.11/n所规范的2.4GHz与5GHz频带。在此天线系统中，第一辐射臂115与第一辐射臂125的长度L1与L2约为35厘米；第二辐射臂116与第二辐射臂126延伸的长度h1与h2为10厘米，以遮蔽馈入点112与第二天线120，以及遮蔽馈入点122与第一天线110；第二辐射臂116与第二辐射臂126间的距离为40厘米；本实施方式提供的镜像耦合天线系统100，在2.4GHz所测得的隔离度为-25dB，远优于传统天线对(天线间距60厘米，隔离度-20dB)。

如图2所示，本实用新型的第二实施例为另一镜像耦合天线系统200，包含一对镜像设置的耦合天线及一共享的接地部201，该对镜像设置的耦合天线具有一第一天线210及一第二天线220；其中第一天线210包含辐射部211、馈入点212，第二天线220包含辐射部221、馈入点222。镜像耦合天线系统200的结构与本实用新型的第一实施例的镜像耦合天线系统相似，其差异仅在于接地部201位于整个天线系统的上方，因而将天线系统中各组件的相对位置做一调整，此实施例用以说明本实用新型的镜像耦合天线系统可满足电子产品对天线系统不同设置方式的需求。

如图3所示，本实用新型的第三实施例为另一镜像耦合天线系统300，包含一第一天线310及一第二天线320；其中第一天线310包含辐射部311、馈入点312以及第一接地部301，而第二天线320包含辐射部321、馈入点322以及第二接地部302。镜像耦合天线系统300的结构与本实用新型的第一实施例的镜像耦合天线系统相似，其差异仅在于本实施例中，该第一天线310与第二天线320具有各自的接地部(图3中的第一接地部与第二接地部)；在一般的情况下，天线系统的设置往往受限于单一的接地部，因此天线系统中的各天线必需共享接地部，然而在允许多个接地部的应用中，将本实用新型的镜像耦合天线系统的第一天线与第二天线各自分别连接第一接地部及第二接地部，将提高第一天线与第二天线间的隔离效果。

由上可知，本实用新型是一个新颖、进步且具产业实用性的实用新型。虽然本实用新型已通过优选的实施例揭露如上，然而所述实施例并非用以限定本实用新型，本领域的任何技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作各种改变与修改。应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。

Claims

1.一种镜像耦合天线系统，包含一对镜像设置的耦合天线及一共享的接地部，每一个所述耦合天线设有一辐射部及一馈入点，所述辐射部具有一低频单元及一能够耦合所述低频单元的高频单元，且所述低频单元具有非平行的一第一辐射臂与一第二辐射臂，所述第二辐射臂自所述第一辐射臂延伸出且与所述接地部相接，所述高频单元邻近所述低频单元而所述馈入点设置于所述高频单元上，每一个所述耦合天线的所述馈入点利用所述第二辐射臂与所述镜像对应的耦合天线遮蔽，且所述一对镜像设置的耦合天线的第二辐射臂之间间隔一距离。

2.一种镜像耦合天线系统，包含一对镜像设置的耦合天线，每一个所述耦合天线设有一辐射部、一接地部及一馈入点，所述辐射部具有一低频单元及一能够耦合上所述低频单元的高频单元，且所述低频单元具有非平行的一第一辐射臂与一第二辐射臂，所述第二辐射臂自所述第一辐射臂延伸出且与所述接地部相接，所述高频单元邻近所述低频单元而所述馈入点设置于所述高频单元上，每一个所述耦合天线的所述馈入点利用所述第二辐射臂与所述镜像对应的耦合天线遮蔽，且所述一对镜像设置的耦合天线的第二辐射臂之间间隔一距离。

3.如权利要求1或2所述的镜像耦合天线系统，其特征在于，每一个所述辐射部的所述高频单元具有与所述低频单元的第一辐射臂平行的一耦合臂。

4.如权利要求1或2所述的镜像耦合天线系统，其特征在于，每一个所述低频单元的所述第一辐射臂垂直于所述第二辐射臂。

5.如权利要求1或2所述的镜像耦合天线系统，其特征在于，镜像对应的所述第二辐射臂的间隔距离等于或小于所述低频单元操作频带电磁波波长的四分之一。

6.如权利要求4所述的镜像耦合天线系统，其特征在于，镜像对应的所述第二辐射臂的间隔距离等于或小于所述低频单元操作频带电磁波波长的四分之一。