CN204391264U - 一种多输入多输出天线、数据卡和终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多输入多输出天线、数据卡和终端。涉及通信领域；解决了现有抗干扰手段不能满足应用需要的问题。该多输入多输出天线包括：置于底层的两个辐射贴片和置于表层与所述辐射贴片对应位置的一对耦合的非封闭结构的天线耦合单元；所述辐射贴片间置有隔离带线，所述隔离带线为一组平行耦合线；所述天线耦合单元间通过连接带线连接在一起，所述连接带线在所述天线耦合单元间传输感应电流；所述连接带线与所述隔离带线的电流方向不平行。本实用新型提供的技术方案适用于无线通信设备，实现了小型易于集成的MIMO天线。

Description

一种多输入多输出天线、数据卡和终端

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种可应用于终端的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)天线、数据卡和终端。

背景技术

随着无线通信高速向大容量、高传输率和高可靠性方向发展，使无线通讯电子设备同时进行多个频段通讯的需求日益增强。然而这些天线的尺寸、带宽、增益等指标的极限使得天线的小型化技术难度远远超过了其他器件，因此为了设计满足这些极限指标的天线成为了巨大的技术挑战。MIMO技术是长期演进(Long Term Evolution，LTE)和第四代移动通信系统(4G)的核心技术，是无线移动通信领域天线技术的重大突破，充分开发了空间资源，在无线网络通讯时采用多重天线进行同步收发，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，能够成倍地增加通信系统的容量、提高通信质量，增加资料传输率，提高频谱利用率，缓解对频谱资源日益紧张的需求。

MIMO在无线通信、无线数据服务领域的高速发展更进一步苛刻地要求了天线尺寸的小型化并同时要求各个天线具有平衡的射频和电磁性能的同时，具有高隔离度和低包络相关性系数，保证良好的辐射性能以及抗干扰能力，因此，多天线在终端产品中的实现难度更大。为了解决这一技术难题，传统天线的布局通常在半个工作波长距离上，天线的隔离度足够大，这样布局是可以达到一定的效果。但是这样的距离要求对于无线终端产品，如手机、数据卡、客户端设备(Customer Premise Equipment，CPE)等产品是非常苛刻的。为了在有效的空间内完成MIMO天线的设计，在保证天线效率的同时还需要提高天线间的隔离度。目前实现高隔离度的方法有几种：一、增大天线间距；二、增加寄生导体或寄生缝隙结构；三、采用各种天线组合；四、增加对消微带；五、通过增加网络来改变天线馈电和相位，从而降低天线互耦；六、引入电磁带隙(Electromagnetic Band Gap，EBG)结构；七、采用缺陷地结构，在地板上开槽。上述各种方法主要缺陷包括隔离度不够，带宽比较窄，尺寸比较大等等。

实用新型内容

本实用新型提供了一种MIMO天线、数据卡和终端，解决了现有抗干扰手段不能满足应用需要的问题。

一种MIMO天线，包括：

置于底层的两个辐射贴片和置于表层与所述辐射贴片对应位置的一对耦合的非封闭结构的天线耦合单元；

所述辐射贴片间置有隔离带线，所述隔离带线为一组平行耦合线；

所述天线耦合单元间通过连接带线连接在一起，所述连接带线在所述天线耦合单元间传输感应电流；

所述连接带线与所述隔离带线的电流方向不平行。

优选的，所述连接带线与所述隔离带线的电流方向正交。

优选的，所述连接带线与所述隔离带线的电流方向呈45°至90°夹角。

优选的，所述多输入多输出天线集成于PCB板上。

优选的，所述天线耦合单元在表层呈对称结构。

优选的，所述辐射贴片通过底层微带馈线连接于短路柱，所述短路柱还连接有表层的微带馈线。

优选的，所述隔离带线为平行耦合线。

本实用新型还提供了一种数据卡，包含如上所述的多输入多输出天线。

本实用新型还提供了一种终端，包含如上所述的多输入多输出天线。

本实用新型提供了一种MIMO天线、数据卡和终端，该MIMO天线包括置于底层的两个辐射贴片和置于表层的与所述辐射贴片对应位置的一对耦合的非封闭结构的天线耦合单元；所述辐射贴片间置有隔离带线，所述隔离带线为一组平行耦合线；所述天线耦合单元间通过连接带线连接在一起，所述连接带线在所述天线耦合单元间传输感应电流；所述连接带线与所述隔离带线的电流方向不平行。实现了小型易于集成的MIMO天线，解决了现有抗干扰手段隔离度不够、带宽比较窄、尺寸比较大的问题。

附图说明

图1为本实用新型的实施例提供的一种MIMO天线的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的MIMO天线的表层结构示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的MIMO天线的底层结构示意图。

具体实施方式

MIMO在无线通信、无线数据服务领域的高速发展更进一步苛刻地要求了天线尺寸的小型化并同时要求各个天线具有平衡的射频和电磁性能的同时，具有高隔离度和低包络相关性系数，保证良好的辐射性能以及抗干扰能力，因此，多天线在终端产品中的实现难度更大。为了解决上述问题，本实用新型的实施例提供了一种MIMO天线。下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

首先结合附图，对本实用新型的实施例一进行说明。

本实用新型提供了一种MIMO天线，其结构如图1所示，包括：

置于底层的两个辐射贴片101和置于表层与所述辐射贴片101对应位置的一对耦合的非封闭结构的天线耦合单元102；

所述天线耦合单元102间通过连接带线103连接在一起，所述连接带线103在所述天线耦合单元102间传输感应电流；

所述辐射贴片101间置有隔离带线104，所述隔离带线104为一组平行耦合线；

所述连接带线103与所述隔离带线104的电流方向不平行。

优选的，所述连接带线103与所述隔离带线104的电流方向正交。

优选的，所述MIMO天线集成于介质板105，具体为PCB板上。

优选的，所述天线101在表层呈对称结构。

优选的，所述辐射贴片101通过底层微带馈线106连接于短路柱107，所述短路柱107还连接有表层的微带馈线108。

底层两个辐射贴片间的隔离带线，采用平行耦合线，调整微带线的长度和宽度，可以在地板的电流分布中形成一个谐振，对天线耦合单元进行电磁隔离和减小天线间的互耦，通过抑制临近单元波的传播来实现。由于隔离带线和表层的连接带线呈正交分布，底层的电流不会耦合到表层，减小了天线间的耦合。表层的连接带线将两个耦合非封闭结构的天线耦合单元连接在一起，主要作用是将天线的感应电流从一个天线耦合单元传输到另一个天线耦合单元，但是并不会通过短路柱到达辐射贴片，而感应电流在天线上产生的方向图和主辐射方向图并不相同，当另一个天线耦合单元由MIMO天线所激励起的方向图也和主辐射方向不同，两个天线的感应电流激励起的方向图都是分离的，所以使得天线耦合单元间的隔离度变高。将隔离带线和连接带线组合在一起，电流的方向是正交的，更好的提高了天线耦合单元间的隔离度。采用本实施例的技术方案，可以有效的降低天线尺寸，提高天线的隔离度。

优选的，本实用新型提供的MIMO天线可以很好的和PCB集成，直接应用到终端的PCB板上，根据布局的需要，进行调整。

优选的，底层的辐射贴片可以采取其他的形状，比如方形、菱形等，本实用新型的实施例对辐射贴片的具体形状不作限定。

优选的，两个天线耦合单元间的间距可以调节，从而产生不同的耦合效果。

优选的，天线耦合单元的耦合非封闭结构的形状可以采取各种形式，比如圆环形、矩形环等，本实用新型的实施例对天线耦合单元的形状不作限定。

优选的，表层的天线耦合单元的大小可以调节，开口大小也可以调节，耦合出不同的频率。

优选的，隔离带线的间距，宽度、长度是可以调节的，从而使得MIMO天线隔离度更高。

优选的，连接带线的宽度、位置是可以调节的，从而使得MIMO天线隔离度更高。

优选的，连接带线的形状是可变的，比如直线型、锯齿型、波浪型等，本实用新型的实施例对此不作限定。

优选的，隔离带线的形状可变的，比如矩形、锯齿型、波浪型等，本实用新型的实施例对此不作限定。

优选的，短路柱的粗细可根据设计的需要进行调整。

优选的，隔离带线和连接带线的位置可以是正交或成一定角度(如45度到90度)，但一定要考虑MIMO天线的隔离度。

该MIMO天线的表层如图2所示，包括天线耦合单元102、连接带线103、短路柱107和表层的微带馈线108。

该MIMO天线的底层如图3所示，包括辐射贴片101、隔离带线104、底层的微带馈线106和短路柱107。

本实用新型实施例提供的MIMO天线可集成于终端、数据卡等产品中。

下面结合附图，对本实用新型的实施例二进行说明。

在数据卡的PCB电路板上远离USB接口的地方留出一块净空区域用于MIMO天线的布局。

本实用新型实施例提供了一种采用隔离带线和连接带线的组合结构的高隔离度MIMO天线，如图1所示，该MIMO天线由两个完全对称的天线耦合单元组成，其中表层微带馈线108通过短路柱107到底层的微带馈线106一直到辐射贴片101，短路柱107自身的电感以及表层的微带馈线108和底层的微带馈线106产生的耦合电容，以及底层的微带馈线106和地板109之间的开槽产生的耦合电容相抵消，从而扩展了带宽；表层的天线耦合单元102的非封闭结构采用了环状结构，它和底层的辐射贴片101耦合出一个谐振频率，通过调节天线耦合单元102的大小，可以将该环状结构调整到辐射单元相同的频率从而扩大带宽，或是将该环状结构调整到一个新的频率，出现多频天线；底层的隔离带线104和表层的连接带线103组合结构，通过调整隔离带线104的长度和宽度，在地板109的电流分布中形成一个谐振，对天线耦合单元102进行电磁隔离和减小天线间的互耦，通过抑制临近单元波的传播来实现。由于隔离带线104和表层的连接带线103呈正交分布，底层的电流不会耦合到表层，减小了天线间的耦合。表层的连接带线103将两个耦合环状结构连接在一起，天线的感应电流从一个天线耦合单元传输到另一个天线耦合单元，但是并不会通过短路柱107到达辐射贴片101，而感应电流在天线上产生的方向图和主辐射方向图并不相同，当另一个天线耦合单元102由MIMO天线所激励起的方向图也和主辐射方向不同，两个天线的感应电流激励起的方向图都是分离的，所以使得天线间的隔离度变高，解决了MIMO多天线系统中天线间的干扰问题。由于隔离带线104和连接带线103的组合结构呈正交结构，电流的方向是垂直的，更好的提高了天线间的隔离度。

本实用新型实例中增加的隔离带线和连接带线的组合结构的方式，适用于工作在同一频段和不同频段的多个天线耦合单元，可以通过PCB板上预留隔离带线和连接带线长短、宽度等对天线的隔离度进行调整。通过调节环状结构的大小，可以使天线工作在多频段；通过增大辐射贴片口径，可以把频段做到更低；通过调节短路柱的粗细，可以调节天线的阻抗带宽。

需要说明的是，本实用新型的实施例中，可应用该MIMO天线的无线设备包括但不限于手机、网卡，也可以应用在无线路由等所有可以应用该天线技术的场所。

以上所述仅为本实用新型提供的技术方案应用于数据卡的一个实施例而已，凡在本方法的精神和原则之内，辐射贴片天线的形状，隔离带线和连接带线的结构形式，长度，宽度，非封闭结构的形状，馈电端口的形式、位置等方面所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型的实施例提供了一种MIMO天线、数据卡和终端，包括置于底层的两个辐射贴片和表层的一对耦合的非封闭结构的天线耦合单元；所述辐射贴片间置有隔离带线，所述隔离带线为一组平行耦合线；所述天线耦合单元间通过连接带线连接在一起，所述连接带线在所述天线耦合单元间传输感应电流；所述连接带线与所述隔离带线的电流方向不平行。实现了小型易于集成的MIMO天线，解决了现有抗干扰手段隔离度不够、带宽比较窄、尺寸比较大的问题。

基于隔离带线和连接带线的组合结构实现高隔离度的终端天线，进一步减少了天线的面积，解决了MIMO多天线系统中天线间的干扰问题，为MIMO多天线技术在手机和无线终端产品等小型化设备中的应用奠定了基础。

本发明的主要目的是提供一种基于隔离带线和连接带线的组合结构，从而实现高隔离度小型化终端天线，可以有效解决在小尺寸上多天线发射数据业务时带来的干扰问题，提高了辐射效率。具有该新型结构的MIMO天线是PCB形式，体积小巧，便于与手机电路板、数据卡集成，并且具有低成本，便于批量生产等优点，能够适用于多种终端系统。

任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种多输入多输出天线，包括置于底层的两个辐射贴片和置于表层与所述辐射贴片对应位置的一对耦合的非封闭结构的天线耦合单元；

所述辐射贴片间置有隔离带线，所述隔离带线为一组平行耦合线；

所述天线耦合单元间通过连接带线连接在一起，所述连接带线在所述天线耦合单元间传输感应电流；

所述连接带线与所述隔离带线的电流方向不平行。

2.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，

所述连接带线与所述隔离带线的电流方向正交。

3.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述连接带线与所述隔离带线的电流方向呈45°至90°夹角。

4.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述多输入多输出天线集成于PCB板上。

5.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述天线耦合单元在表层呈对称结构。

6.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述辐射贴片通过底层微带馈线连接于短路柱，所述短路柱还连接有表层的微带馈线。

7.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述隔离带线为平行耦合线。

8.一种数据卡，其特征在于，包含如权利要求1至7中任一所述的多输入多输出天线。

9.一种终端，其特征在于，包含如权利要求1至7中任一所述的多输入多输出天线。