CN209913040U

CN209913040U - 天线装置

Info

Publication number: CN209913040U
Application number: CN201920603924.9U
Authority: CN
Inventors: 刘若鹏; 赵治亚; 雷硕; 郑新宽
Original assignee: Xi'an Guangqi Academy Of Advanced Technology
Current assignee: Shenzhen Guangqi High End Equipment Technology Research And Development Co ltd
Priority date: 2019-04-28
Filing date: 2019-04-28
Publication date: 2020-01-07
Anticipated expiration: 2029-04-28

Abstract

本实用新型实施例提供了一种天线装置，所述天线装置包括：至少两个辐射振子、至少两个短路线、导电隔离条、第一接地板和介质板。所述至少两个辐射振子、至少两个短路线、导电隔离条和第一接地板都设置于介质板的一侧；所述至少两个辐射振子分别通过至少两个短路线连接第一接地板，所述导电隔离条的一端与第一接地板连接；所述导电隔离条位于至少两个辐射振子之间，所述导电隔离条还位于至少两个短路线之间；从而使得天线装置具有较高的隔离度。

Description

天线装置

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种天线装置。

背景技术

多天线技术是20世纪90年代提出的一项提高频谱利用率的技术，例如MIMO天线技术。实验论证发现，MIMO技术能在不增加频谱资源和功率的情况下，成倍地提高无线通信系统的频率使用效率和信道容量。

研究并设计小型化、高隔离度的天线(例如MIMO天线)具有积极的意义和良好的应用前景。

在一种现有技术中，通过引入铁氧体，使主天线包围着铁氧体；另外，分集天线放置在介质板的对角端，实现了MIMO天线系统的高隔离度。然而，该方式会使得整个MIMO系统重量变重、成本增加，并且整体尺寸变大，使得整个系统布局困难。

实用新型内容

为了解决以上的技术问题，本实用新型的实施例一方面提供了一种天线装置，所述天线装置包括：

至少两个辐射振子；

至少两个短路线；

导电隔离条；

第一接地板；

介质板；所述至少两个辐射振子、至少两个短路线、导电隔离条和第一接地板都设置于介质板的一侧；

所述至少两个辐射振子分别通过至少两个短路线连接第一接地板，所述导电隔离条的一端与第一接地板连接；所述导电隔离条位于至少两个辐射振子之间，所述导电隔离条还位于至少两个短路线之间。

进一步地，在所述天线装置中，所述导电隔离条用于增加所述至少两个辐射振子之间的隔离度。

进一步地，所述天线装置还包括：

第二接地板；所述第二接地板设置于介质板的另一侧。

进一步地，在所述天线装置中，每个短路线用于调整对应的辐射振子的阻抗匹配。

进一步地，在所述天线装置中，所述至少两个辐射振子垂直设置。

进一步地，在所述天线装置中，所述第一接地板具有凹陷部，所述导电隔离条的一端与所述凹陷部连接。

进一步地，在所述天线装置中，所述导电隔离条的另一端为M型结构且所述M型结构的横向尺寸大于M型结构的竖向尺寸，所述导电隔离条的中部具有C型弯折部。

进一步地，在所述天线装置中，所述至少两个辐射振子都呈S型，所述至少两个短路线都呈S型。

进一步地，在所述天线装置中，每个辐射振子的一端与馈电端口的信号端连接，每个辐射振子的另一端通过对应的短路线连接第一接地板；所述馈电端口的地端通过所述对应的短路线连接第一接地板。

进一步地，在所述天线装置中，所述至少两个短路线的长度不同，所述至少两个短路线中的一者和对应的馈电端口之间的距离与至少两个短路线中的另一者和对应的馈电端口之间的距离不同。

本实用新型的实施例提供了上述天线装置，其中，所述导电隔离条位于至少两个辐射振子之间，所述导电隔离条还位于至少两个短路线之间，从而使得所述天线装置具有较高的隔离度。

附图说明

图1是本实用新型实施例的天线装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的天线装置的俯视图。

图3是本实用新型实施例的天线单元的俯视图。

图4是本实用新型实施例的介质板的俯视图。

图5是本实用新型实施例的第二接地板的俯视图。

图6是本实用新型实施例的两个辐射振子之间的隔离度的仿真示意图。

图7为本实用新型实施例的两个辐射振子的电压驻波比的仿真图。

图8为本实用新型实施例的天线装置的仿真方向图。

具体实施方式

为了解决天线系统(例如MIMO天线系统)中多组天线之间因为隔离度较低，引起通道容量减少的问题。通过在天线之间引入天线隔离条，并且使天线辐射振子呈垂直方式，在不增加天线间距的情况下，使得多组天线隔离度足够高。最终增大了通道容量，同时实现了天线系统(例如MIMO天线系统)的小型化。为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

图1是本实用新型实施例的天线装置100的结构示意图。请参阅图1，天线装置100包括天线单元10和介质板40。所述天线单元10设置于介质板40的一侧。在本实用新型实施例中，天线装置100可以为MIMO天线装置。

图2是本实用新型实施例的天线装置100的俯视图。请参阅图2，天线单元10包括：两个辐射振子12、14、两个短路线16、18、导电隔离条15和第一接地板20。两个辐射振子12、14、两个短路线16、18、导电隔离条15和第一接地板20都设置于介质板40的一侧。两个辐射振子12、14分别通过两个短路线16、18连接第一接地板20。具体地，辐射振子12通过短路线16连接第一接地板20，辐射振子14通过短路线18连接第一接地板20。导电隔离条15的一端与第一接地板20连接；导电隔离条15位于两个辐射振子之间12、14，导电隔离条15还位于两个短路线16、18之间。

在本实用新型实施例中，天线单元10可以为MIMO天线单元。

在本实用新型实施例中，所述两个辐射振子12、14都呈S型，所述两个短路线16、18都呈S型。

在其他的实施例中，天线单元10包括：两个以上的辐射振子和两个以上的短路线，两个以上的辐射振子分别通过两个以上的短路线连接第一接地板20，导电隔离条15位于两个以上的辐射振子之间，导电隔离条15还位于两个以上的短路线之间。

图3是本实用新型实施例的天线单元10的俯视图。请参阅图3，导电隔离条15用于增加所述两个辐射振子12、14之间的隔离度，使得天线装置100具有高隔离度。短路线16用于调整对应的辐射振子12的阻抗匹配，短路线18用于调整对应的辐射振子14的阻抗匹配。天线单元10还包括两个馈电端口22、24，辐射振子12的一端与馈电端口22的信号端连接，辐射振子12的另一端通过对应的短路线16连接第一接地板20；所述馈电端口22的地端通过所述对应的短路线16连接第一接地板20。

辐射振子14的一端与馈电端口24的信号端连接，辐射振子14的另一端通过对应的短路线18连接第一接地板20；所述馈电端口24的地端通过所述对应的短路线18连接第一接地板20。

在本实用新型实施例中，短路线16和短路线18的长度不同，短路线16和对应的馈电端口22之间的距离与短路线18和对应的馈电端口24之间的距离不同，是为了分别调整对应的辐射振子12、14的匹配阻抗。

在本实用新型实施例中，两个辐射振子12、14都呈S型，并且两个辐射振子12、14呈90度垂直设置(也即两个辐射振子12、14相互垂直)，是为了减小两个辐射振子12、14之间的耦合，增加两个辐射振子12、14之间的隔离度。两个辐射振子12、14的长度尺寸不同，是因为两个辐射振子12、14处在第一接地板20的非对称中心位置，会使得两个辐射振子12、14的谐振长度有所不同。

在图3中，导电隔离条15位于两个辐射振子12、14之间，用于进一步增加两个辐射振子12、14之间的隔离度。所述第一接地板20具有凹陷部202，所述导电隔离条15的一端与所述凹陷部202连接，凹陷部202的作用是增加隔离条15的相对高度，所述导电隔离条15的另一端为M型结构且所述M型结构的横向尺寸大于M型结构的竖向尺寸，所述导电隔离条15的中部具有C型弯折部150，所述C型弯折部150的作用也是为了增加隔离条15的相对高度。

第一接地板20为天线单元10(例如辐射振子12、14、导电隔离条15等)提供接地点。

请再次参阅图1，所述天线装置100还包括：第二接地板60；所述第二接地板60设置于介质板40的另一侧。在一个非限定的实施例中，第一接地板20和第二接地板60都为金属接地板，导电隔离条15为金属隔离条。图4是本实用新型实施例的介质板40的俯视图。图5是本实用新型实施例的第二接地板60的俯视图。请参阅图3、图4和图5，在一个具体的实施例中，在图4所示介质板40的一侧蚀刻覆铜形成如图3所示的天线单元10，在图4所示介质板40的一侧蚀刻覆铜形成如图5所示的第二接地板60。第二接地板60也设置有凹陷部602，图5所示第二接地板60的凹陷部602与图3所示第一接地板20的凹陷部202对应设置。

图6是本实用新型实施例的两个辐射振子12、14之间的隔离度的仿真示意图，其中两个辐射振子12、14的中心频点为2.4GHz，两个辐射振子12、14之间的间隔为0.22λ。如图6所示，两个辐射振子12、14之间的隔离度不超过-18.2dB，具有较高的隔离度。

图7为本实用新型实施例的两个辐射振子12、14的电压驻波比的仿真图，其中，实线代表辐射振子12的电压驻波比，虚线代表辐射振子14的电压驻波比；从图7中可以看出，天线装置100的电压驻波比不超过1.4(也即两个辐射振子12、14的电压驻波比都不超过1.4)。

图8为本实用新型实施例的天线装置100的仿真方向图。从图8中可以看出，天线装置100的最大增益大于2.5dB，仿真结果显示天线装置100的性能良好。

本实用新型可以应用于天线系统(例如MIMO天线系统)，在通信领域，应用于基站、手机、WIFI、蓝牙等通信模块及产品。对于各类通信系统及产品终端，天线(例如MIMO天线)之间的隔离度的提高，能够提升通道容量，进而保证通话质量、传输速度、上网体验的提升；同时天线(例如MIMO天线)的小型化，使得各类通信系统及产品终端实现了小型化及成本的降价。

一般的MIMO天线为了实现较高的隔离度，都具有较大的间距、尺寸大的缺点，影响整个MIMO系统的的整体布局，成本高。本实用新型的目的在于提供一种结构简单、剖面低、加工方便、性能优良、高隔离度的MIMO天线，实现了MIMO系统的高通道容量、小型化的效果。将一个具有特殊结构低剖面的隔离条放置于辐射振子之间，并且将辐射振子呈90°垂直放置，实现了天线之间的高隔离度，整个MIMO系统的小型化效果。

本实用新型最难的部分为隔离条的优化。为了提高辐射振子之间的隔离度，隔离条需要在有限的空间中优化出合适的参数，使得辐射振子在工作频段内具有较高隔离度。其次，由于隔离条的加入，使得原始辐射振子的驻波严重恶化，需要重新对整个天线系统驻波进行仿真优化。

需要说明的是，以上所述仅为本实用新型实施例，本领域内的技术人员一旦知悉本实用新型的基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims

1.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置包括：

至少两个辐射振子；

至少两个短路线；

导电隔离条；

第一接地板；

2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述导电隔离条用于增加所述至少两个辐射振子之间的隔离度。

3.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括：

第二接地板；所述第二接地板设置于介质板的另一侧。

4.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：每个短路线用于调整对应的辐射振子的阻抗匹配。

5.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述至少两个辐射振子垂直设置。

6.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述第一接地板具有凹陷部，所述导电隔离条的一端与所述凹陷部连接。

7.如权利要求1或6所述的天线装置，其特征在于：所述导电隔离条的另一端为M型结构且所述M型结构的横向尺寸大于M型结构的竖向尺寸，所述导电隔离条的中部具有C型弯折部。

8.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述至少两个辐射振子都呈S型，所述至少两个短路线都呈S型。

9.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：每个辐射振子的一端与馈电端口的信号端连接，每个辐射振子的另一端通过对应的短路线连接第一接地板；所述馈电端口的地端通过所述对应的短路线连接第一接地板。

10.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于：所述至少两个短路线的长度不同，所述至少两个短路线中的一者和对应的馈电端口之间的距离与至少两个短路线中的另一者和对应的馈电端口之间的距离不同。