CN203760679U - 一种适用于多模多频段的手机终端mimo天线结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，所述结构包括铺设有地面（02）的手机介质基板（01），所述手机介质基板（01）的四个侧边上分别设置有主天线（10）、第一副天线（20）、第二副天线（30）和第三副天线（40）。本实用新型涉及一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，能够实现多模多频段。

Description

一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构

技术领域

本实用新型涉及一种天线结构，尤其是涉及一种适用于多模多频段手机内的MIMO天线结构，属于天线技术领域。

背景技术

随着移动通信技术的演技发展，2G/3G/LTE等多制式移动通信网络同时共存，2G移动通信成熟稳定的情况下，以3G增强技术（HSPA）、长期演进技术（LTE）以及B3G技术（IMT-Advanced）为代表的新的竞争态势已经形成。无线通信技术正朝着大容量、高传输率和高可靠性方向快速地发展，频谱资源的严重不足已经日益成为遏制无线通信事业发展的瓶颈。总结人们在无线通信技术方面的研究成果，提高频谱效率或者增加通信容量所采用的最重要的技术就是多天线（MIMO）技术；

随着数据业务的发展，各种移动通信系统对天线提出了越来越高的要求，MIMO系统作为多媒体通信系统，更是将对天线的要求提到了前所未有的高度。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。为了获得好的性能，这些天线之间需要有良好的隔离，同时天线之间也要有地的相关系数。在手持设备中，空间非常狭小，天线之间的间隙很小，设计出满足这些要求并具有良好性能的MIMO天线系统是非常困难的；

此外，目前世界范围内2G/3G/LTE等多制式移动通信网络同时共存，这些制式所覆盖的频段各不相同，仅仅LTE覆盖的频段就从700MHz一直到2690Mhz，因此需要天线系统也能够实现多频段工作；

综上所述，为满足用户漫游及多种业务需求，在移动终端上实现宽带MIMO天线技术的突破和创新迫在眉睫，在移动终端上实现宽带MIMO天线技术是顺应技术发展的趋势。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种能够实现多模多频段的手机终端MIMO天线结构

本实用新型的目的是这样实现的： 一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，所述结构包括铺设有地面的手机介质基板，所述手机介质基板的四个侧边上分别设置有主天线、第一副天线、第二副天线和第三副天线。

本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，所述手机介质基板为一矩形结构，其四边分别为第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边。

本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，所述主天线设置在手机介质基板的第一侧边，第二副天线设置在手机介质基板的第二侧边，第三副天线设置在手机介质基板的第三侧边，第四副天线设置在手机介质基板的第四侧边。

本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，所述主天线包括天线馈电点和天线辐射主体，所述天线馈电点与手机介质基板连接，天线辐射主体包括低频分支一、低频分支二、高频分支一、高频分支二和低频分支三。

本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，所述低频分支一、低频分支二和低频分支三控制低频段700MHz-1000MHz的谐振长度；高频分支一和高频分支二控制高频段1700MHz-2700MHz的谐振长度。

本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，所述第一副天线包含有辐射贴片、接地线、匹配电路、馈电线和耦合馈电线，接地线一端与匹配电路相连，另一端与手机介质基板上铺设的地面相连，匹配电路与辐射贴片连接，耦合馈电线与辐射贴片非接触，耦合馈电线通过电容方式将能量馈给辐射贴片，所述馈电线与耦合馈电线连接。

本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，所述第二副天线包含有第二天线馈电点和第二天线辐射主体，所述第二天线馈电点与手机介质基板连接，第二天线辐射主体包括多个辐射分支。

本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，所述第三副天线包含有第一辐射贴片、第二辐射贴片、第三辐射贴片、底面耦合贴片、短路线一、短路线二和馈电线，馈电线通过同轴直接馈电方式将能量馈给第一辐射贴片、第二辐射贴片、第三辐射贴片与第一辐射贴片非连接，通过耦合方式获得能量；底面耦合贴片与手机介质基板的地面形成缝隙，且一端与第二辐射贴片和第三辐射贴片连接；短路线二一端与第二辐射贴片连接，另一端通过金属过孔与手机介质基板的地面短路连接，短路线一一端与第三辐射贴片连接，另一端通过金属过孔与手机介质基板的地面短路连接。

本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，第一副天线的工作频段覆盖1700MHz-2700MHz，第二副天线的工作频段覆盖1700MHz-2700MHz，第三副天线的工作频段覆盖1700MHz-2700MHz。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

第一、以往的技术仅仅涉及如何在一个窄频段内实现天线间的高隔离度与低相关性系数，而本实用新型所提出的天线结构可以实现多个频段及宽频段的高隔离度及低相关性系数。

第二、以往的技术往往占用面积较大，不适用与低频段和手机终端这样的小型手持设备上。而本实用新型所提出的天线结构占用面积小，完全可以集成到手机等小型手持设备中，同时工作频段可以包含LTE700这样的低频段。

第三、以往的技术往往结构比较复杂，需要引入附加元件，这样增加的设计难度，同时也降低了天线的性能。而本实用新型所提出的天线结构不需要附加任何元件，结构简单，易于加工实现，也不会引入其他的附加损耗。

第四、以往的技术大多研究的是两个天线的MIMO结构，天线数目较少。而本实用新型所提出的天线结构能够在1700MHz-2700MHz频段内实现4天线MIMO结构，大大提高系统容量，同时还能保证天线间的高隔离度和低相关性系数。

附图说明

图1 为本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构的示意图；

图2 为本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构的主天线的放大图；

图3 为本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构的第一副天线的放大图；

图4 为本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构的第二副天线的放大图；

图5 为本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构的第三副天线的放大图；

图6（a） 为本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构的主天线的电压驻波比曲线图；

图6（b） 为本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构的主天线辐射效率曲线图；

图7（a） 为本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构的第一副天线、第二副天线和第三副天线的电压驻波比曲线图；

图7（b） 为本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构的第一副天线、第二副天线和第三副天线的辐射效率曲线图；

图8 为本实用新型一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构的主天线、第一副天线、第二副天线和第三副天线间的隔离度曲线图。

其中：

手机介质基板01、地面02、主天线10、第一副天线20、第二副天线30、第三副天线40；

第一侧边111、第二侧边222、第三侧边333、第四侧边444；

天线馈电点101、天线辐射主体102、低频分支一103、低频分支二104、高频分支一105、高频分支二106、低频分支三107；

辐射贴片201、接地线202、匹配电路203、馈电线204和耦合馈电线205；

第二天线馈电点301、第二天线辐射主体302；

第一辐射贴片401、第二辐射贴片402、第三辐射贴片403、底面耦合贴片404、短路线一405、短路线二406、馈电线407。

具体实施方式

参见图1~8，本实用新型涉及的一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，所述结构包括铺设有地面02的手机介质基板01，主天线10、第一副天线20、第二副天线30和第三副天线40（见图1）；

参见图1，手机介质基01板包括第一侧边111、第二侧边222、第三侧边333和第四侧边444，并且第一侧边111与第三侧边333长度相等，第二侧222边与第四侧边444长度相等，第一侧边111的长度小于第二侧边222的长度，第一侧边111与第二侧边222呈90°角，主天线10设置在手机介质基板01的第一侧边111，第二副天线20设置在手机介质基板的第二侧边222，第三副天线30设置在手机介质基板的第三侧边333，第四副天线40设置在手机介质基板的第四侧边444。本实用新型中主天线与三个副天线采用不同的结构形式，并且位于手机介质基板01的不同侧边，这样做能够最大限度的利用有限的空间，增大天线间的距离，提高天线间的隔离度和相关性系数。

主天线10设置在手机介质基板01的第一侧边111，主天线10的工作频段可以覆盖700MHz-1000MHz以及1700MHz-2700MHz。在本实用新型中主天线10采用单极天线结构，且主天线10与手机介质基板01在同一平面。主天线10直接印刷在手机介质基板01上，天线结构简单，加工方便易于实现；

参见图2，主天线10包括天线馈电点101、天线辐射主体102。其中天线馈电点101与手机介质基板01连接，通过直接馈电方式获得能量，天线辐射主体102包括低频分支一103、低频分支二104、高频分支一105、高频分支二106和低频分支三107，其中低频分支一103、低频分支二104和低频分支三107主要控制低频段700MHz-1000MHz的谐振长度；高频分支一105和高频分支二106主要控制高频段1700MHz-2700MHz的谐振长度。

第一副天线20设置在手机介质基板01的第二侧边222，第一副天线的工作频段覆盖1700MHz-2700MHz，在本实用新型中第一副天线20采用PIFA天线结构，天线尺寸小，结构简单，易于实现。

参见图3，第一副天线20包括辐射贴片201、接地线202、匹配电路203、馈电线204和耦合馈电线205，接地线202一端与匹配电路203相连，另一端与手机介质基板01上铺设的地面02相连，匹配电路203与辐射贴片201连接，耦合馈电线205与辐射贴片201非接触，耦合馈电线205通过电容方式将能量馈给辐射贴片201，所述馈电线204与耦合馈电线205连接；

第二副天线30设置在手机介质基板01的第三侧边333，第二副天线30的工作频段覆盖1700MHz-2700MHz，在本实用新型中第二副天线30采用单极天线结构，且第二副天线30与手机介质基板01在同一平面。第二副天线30可以直接印刷在手机介质基板01上，天线结构简单，加工方便易于实现。

参见图4，第二副天线30包括第二天线馈电点301、第二天线辐射主体302，所述第二天线馈电点301与手机介质基板01连接，通过直接馈电方式获得能量，第二天线辐射主体302包括若干辐射分支，通过调节第二天线辐射主体302若干分支的谐振长度来控制第二副天线30的工作频段；

第三副天线40设置在手机介质基板01的第四侧边444，第三副天线40的工作频段覆盖1700MHz-2700MHz。在本实用新型中第三副天线40采用PIFA天线结构，天线尺寸小，结构简单，易于实现，

参见图5，第三副天线40包括：第一辐射贴片401、第二辐射贴片402、第三辐射贴片403、底面耦合贴片404、短路线一405、短路线二406、馈电线407，馈电线407通过同轴直接馈电方式将能量馈给第一辐射贴片401；第二辐射贴片402、第三辐射贴片403与第一辐射贴片401非连接，通过耦合方式获得能量；底面耦合贴片404与手机介质基板01的地面02形成缝隙，且一端与第二辐射贴片402和第三辐射贴片403连接；短路线二406一端与第二辐射贴片402连接，另一端通过金属过孔与手机介质基板01的地面02短路连接，短路线一405一端与第三辐射贴片403连接，另一端通过金属过孔与手机介质基板01的地面02短路连接。

需要注意的是：上述实施方式仅为本专利的最优化方案，本领域技术人员针对上述方案所做的任何改动或改进均在本专利的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，其特征在于：所述结构包括铺设有地面（02）的手机介质基板（01），所述手机介质基板（01）的四个侧边上分别设置有主天线（10）、第一副天线（20）、第二副天线（30）和第三副天线（40）。

2.如权利要求1所述一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，其特征在于：所述手机介质基板（01）为一矩形结构，其四边分别为第一侧边（111）、第二侧边（222）、第三侧边（333）和第四侧边（444）。

3.如权利要求2所述一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，其特征在于：所述主天线（10）设置在手机介质基板（01）的第一侧边（111），第二副天线（20）设置在手机介质基板的第二侧边（222），第三副天线（30）设置在手机介质基板的第三侧边（333），第四副天线（40）设置在手机介质基板的第四侧边（444）。

4.如权利要求3所述一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，其特征在于：所述主天线（10）包括天线馈电点（101）和天线辐射主体（102），所述天线馈电点（101）与手机介质基板（01）连接，天线辐射主体（102）包括低频分支一（103）、低频分支二（104）、高频分支一（105）、高频分支二（106）和低频分支三（107）。

5.如权利要求4所述一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，其特征在于：所述低频分支一（103）、低频分支二（104）和低频分支三（107）控制低频段700MHz-1000MHz的谐振长度；高频分支一（105）和高频分支二（106）控制高频段1700MHz-2700MHz的谐振长度。

6.如权利要求3所述一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，其特征在于：所述第一副天线（20）包含有辐射贴片（201）、接地线（202）、匹配电路（203）、馈电线（204）和耦合馈电线（205），接地线（202）一端与匹配电路（203）相连，另一端与手机介质基板（01）上铺设的地面（02）相连，匹配电路（203）与辐射贴片（201）连接，耦合馈电线（205）与辐射贴片（201）非接触，耦合馈电线（205）通过电容方式将能量馈给辐射贴片（201），所述馈电线（204）与耦合馈电线（205）连接。

7.如权利要求3所述一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，其特征在于：所述第二副天线（30）包含有第二天线馈电点（301）和第二天线辐射主体（302），所述第二天线馈电点（301）与手机介质基板（01）连接，第二天线辐射主体（302）包括多个辐射分支。

8.如权利要求3所述一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，其特征在于：所述第三副天线（40）包含有第一辐射贴片（401）、第二辐射贴片（402）、第三辐射贴片（403）、底面耦合贴片（404）、短路线一（405）、短路线二（406）和馈电线（407），馈电线（407）通过同轴直接馈电方式将能量馈给第一辐射贴片（401）；第二辐射贴片（402）、第三辐射贴片（403）与第一辐射贴片（401）非连接，通过耦合方式获得能量；底面耦合贴片（404）与手机介质基板（01）的地面（02）形成缝隙，且一端与第二辐射贴片（402）和第三辐射贴片（403）连接；短路线二（406）一端与第二辐射贴片（402）连接，另一端通过金属过孔与手机介质基板（01）的地面（02）短路连接，短路线一（405）一端与第三辐射贴片（403）连接，另一端通过金属过孔与手机介质基板（01）的地面（02）短路连接。

9.如权利要求6、7或8所述一种适用于多模多频段的手机终端MIMO天线结构，其特征在于：第一副天线的工作频段覆盖1700MHz-2700MHz，第二副天线（30）的工作频段覆盖1700MHz-2700MHz，第三副天线（40）的工作频段覆盖1700MHz-2700MHz。