CN204375949U - 一种lte-mimo天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LTE-MIMO天线，由蚀刻于同一块介质板的两个天线单元组成，每个天线单元由PIFA天线、Monopole天线、馈线、馈电口组成，PIFA天由天线主体、短路针、馈线延长线组成，天线主体接地平面，天线主体与馈线延长线通过短路针相连，短路针穿过介质板；Monopole天线由第一金属导线、第二金属导线、第三金属导线、第四金属导线、第五金属导线组成，第一金属导线、第二金属导线、第三金属导线依次相连，并围着馈线延长线分布，馈线延长线分别与第三金属导线和馈线相连；第五金属导线与馈线部分重叠，并与地平面之间保持间距；第一金属导线和第五金属导线通过该第四金属导线相连。本实用新型在无任何去耦措施的基础上，实现了隔离度≤-23dB，满足手持终端体积小、剖面低的要求。

Description

一种LTE-MIMO天线

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域的内置手机多端口天线设计的技术领域，尤其是指一种LTE-MIMO天线，应用于LTE12和LTE17双频段移动终端。

背景技术

随着移动通信的快速发展，移动终端对数据通信的速度需求越来越高，这也对移动终端天线的设计提出更高的要求，MIMO天线系统是一种很好的解决方案。该系统通过多入多出的天线设计，结合一定的算法，在少量增加硬件成本的基础上，实现移动通信速率的快速增加。

但是，MIMO天线系统中天线单元之间的耦合对系统性能有很大影响，因此天线单元之间的隔离度要求比较高。常见的采取提高隔离度的方法包括：天线单元采取不同的极化、天线单元有不同的方向性、加去耦结构、分割地平面、天线单元之间人工引入耦合等。而现有的手持终端MIMO天线基本都需要采取一定的去耦措施，并且由于低频的电波长较大，在隔离度一定的条件下，天线单元之间的距离明显增加。上述措施存在以下问题：1、需要去耦结构；2、天线单元之间的间距比较大；尤其是在频率较低的情况下，这些问题会导致天线尺寸的增加或复杂的天线结构。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、易加工、可靠性高的LTE-MIMO天线，实现在无任何去耦措施的基础上，实现隔离度≤-23dB的目的，并且，两个天线单元之间的距离仅为700MHz波长的0.037倍，满足手持终端体积小、剖面低的要求。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种LTE-MIMO天线，所述LTE-MIMO天线由蚀刻于同一块介质板的两个天线单元组成，每个天线单元由PIFA天线、Monopole天线、馈线、馈电口组成，并由馈电口通过馈线馈电，该PIFA天线和Monopole天线分别对应两个工作频段，并在馈线部分重叠；其中，所述PIFA天线蚀刻于介质板背面，由天线主体、短路针、馈线延长线组成，所述天线主体接地平面，该天线主体与馈线延长线通过短路针相连，所述短路针穿过介质板；所述Monopole天线由第一金属导线、第二金属导线、第三金属导线、第四金属导线、第五金属导线组成，所述第一金属导线、第二金属导线、第三金属导线依次相连，并围着馈线延长线分布在介质板正面，且该第一金属导线、第二金属导线、第三金属导线与天线主体1的部分形成电容，所述第三金属导线与馈线延长线相连，所述馈线延长线连接于馈线，所述馈线蚀刻于介质板正面；所述第五金属导线蚀刻于介质板背面，且与上述馈线部分重叠，并与地平面之间保持间距；所述第四金属导线蚀刻于介质板侧面，所述第一金属导线和第五金属导线通过该第四金属导线相连。

所述两个天线单元之间的距离为700MHz波长的0.037倍。

所述馈线为50欧姆微带线。

所述介质板为介电常数4.4、厚度1.6mm的FR4板材。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本LTE-MIMO天线结合PIFA天线和Monopole天线，可实现在小尺寸移动设备上，覆盖LTE 700MHz低频。

2、采用增加PIFA天线和Monopole天线的电容，在实现降低谐振频率的基础上，提高MIMO天线隔离度。

3、在不增加隔离结构的条件下，在LTE 700MHz频段实现隔离度≤-23dB。

4、本LTE-MIMO天线结构简单、易加工、可靠性较高。

附图说明

图1为本实用新型所述LTE-MIMO天线的主体结构示意图。

图2为本实用新型所述LTE-MIMO天线的正面示意图。

图3为本实用新型所述LTE-MIMO天线的背面示意图。

图4为本实用新型所述LTE-MIMO天线|S₁₁|频率响应电磁仿真曲线图。

图5为本实用新型所述LTE-MIMO天线|S₁₂|频率响应电磁仿真曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1至图3所示，本实施例所述的LTE-MIMO天线由蚀刻于同一块介质板11的两个天线单元组成，所述介质板11采用介电常数4.4、厚度1.6mm的FR4板材，每个天线单元由PIFA天线、Monopole天线、馈线9(具体为50欧姆微带线)、馈电口10组成，并由馈电口10通过馈线9馈电，该PIFA天线和Monopole天线分别对应两个工作频段，并在馈线部分重叠。所述PIFA天线蚀刻于介质板11背面，由天线主体1、短路针2、馈线延长线3组成，所述天线主体1接地平面12，该天线主体1与馈线延长线3通过短路针2相连，所述短路针2穿过介质板11，通过改变馈线延长线3的长度和宽度以及短路针2的位置可以改变PIFA天线的频率和效率。所述Monopole天线由第一金属导线4、第二金属导线5、第三金属导线6、第四金属导线7、第五金属导线8组成，所述第一金属导线4、第二金属导线5、第三金属导线6依次相连，并围着馈线延长线3分布在介质板11正面，该第一金属导线4、第二金属导线5、第三金属导线6与天线主体1的部分形成电容，在有效降低谐振频率的同时，提高了隔离度。所述第三金属导线6与馈线延长线3相连，所述馈线延长线3连接于馈线9，所述馈线9蚀刻于介质板11正面。所述第五金属导线8蚀刻于介质板11背面，且与上述馈线9部分重叠，并与地平面12之间保持间距，通过调节第五金属导线8和馈线9重叠部分的面积大小，可以明显改变天线的谐振频率和隔离度，通过改变第五金属导线8对地平面12的距离，亦可以改变Monopole天线工作频率和隔离度。所述第四金属导线7蚀刻于介质板11侧面，所述第一金属导线4和第五金属导线8是通过该第四金属导线7相连。

如图4所示，从图中可以看出，PIFA天线和Monopole天线形成两个谐振点，拓展了阻抗带宽，覆盖LTE12和LTE17频段。如图5所示，从图中可以看出，采用以上设计的LTE-MIMO天线具有很好的隔离度。

综上所述，本实用新型采用PIFA天线能有效降低天线尺寸和频率，通过把馈线延伸到天线背面的方法，增加PIFA天线的电容，这样在有效降低天线谐振频率的同时，提高MIMO天线的隔离度。通过调整天线主体和馈线延长线的宽度和长度，可以明显改变天线谐振频率和天线的隔离度。Monopole天线用于产生图4中的高频的谐振点，由于第五金属导线8和馈线9重叠部分的耦合作用，Monopole天线演变为Loop天线，利用Loop天线的稳定性及Monopole天线与PIFA天线之间的电容实现提高MIMO天线的隔离度。因此，本实用新型在不增加去耦结构的条件下，在LTE 700MHz频段实现了隔离度≤-23dB，并且两天线单元之间的间距为0.037λ(λ为700MHz的波长)，且剖面较低，能满足当今移动终端的发展需求，值得推广。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种LTE-MIMO天线，其特征在于：所述LTE-MIMO天线由蚀刻于同一块介质板(11)的两个天线单元组成，每个天线单元由PIFA天线、Monopole天线、馈线(9)、馈电口(10)组成，并由馈电口(10)通过馈线(9)馈电，该PIFA天线和Monopole天线分别对应两个工作频段，并在馈线部分重叠；其中，所述PIFA天线蚀刻于介质板(11)背面，由天线主体(1)、短路针(2)、馈线延长线(3)组成，所述天线主体(1)接地平面(12)，该天线主体(1)与馈线延长线(3)通过短路针(2)相连，所述短路针(2)穿过介质板(11)；所述Monopole天线由第一金属导线(4)、第二金属导线(5)、第三金属导线(6)、第四金属导线(7)、第五金属导线(8)组成，所述第一金属导线(4)、第二金属导线(5)、第三金属导线(6)依次相连，并围着馈线延长线(3)分布在介质板(11)正面，且该第一金属导线(4)、第二金属导线(5)、第三金属导线(6)与天线主体1的部分形成电容，所述第三金属导线(6)与馈线延长线(3)相连，所述馈线延长线(3)连接于馈线(9)，所述馈线(9)蚀刻于介质板(11)正面；所述第五金属导线(8)蚀刻于介质板(11)背面，且与上述馈线(9)部分重叠，并与地平面(12)之间保持间距；所述第四金属导线(7)蚀刻于介质板(11)侧面，所述第一金属导线(4)和第五金属导线(8)通过该第四金属导线(7)相连。

2.根据权利要求1所述的一种LTE-MIMO天线，其特征在于：所述两个天线单元之间的距离为700MHz波长的0.037倍。

3.根据权利要求1所述的一种LTE-MIMO天线，其特征在于：所述馈线(9)为50欧姆微带线。

4.根据权利要求1所述的一种LTE-MIMO天线，其特征在于：所述介质板(11)为介电常数4.4、厚度1.6mm的FR4板材。