CN218940002U - 多输入多输出天线及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种多输入多输出天线及电子装置，该多输入多输出天线包括：第一天线，由金属框架的顶壁向内凹陷形成，第一天线包括第一馈电端和开放端，第一馈电端设置有馈电电容，开放端设置有谐振电容；介质板，与金属框架的侧壁连接；第二天线，附着于介质板上，第二天线包括第二馈电端和第二接地端；谐振环，附着于介质板上，谐振环包括第一回地电路和第二回地电路，第一回地电路的末端设置有第一电感，第二回地电路与第二接地端共用接地。通过本申请，至少解决了天线在有限空间内无法实现小型化和高隔离度的技术问题。

Description

多输入多输出天线及电子装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种多输入多输出天线及电子装置。

背景技术

随着第五代移动通信系统(5th generation wireless systems，简称5G)时代的兴起，智能终端内部的天线数量越来越多，同时用户对于手机颜值的要求越来越高，天线的净空区却越来越小。由于5G对吞吐速率的要求，多输入多输出(Multiple Input MultipleOutput，简称MIMO)天线技术被广泛应用，其特点是利用空间分集和复用来提高无线信号传输的空间自由度，在不增加频带资源和输入功率的情况下提升天线系统的信道容量，从而提高吞吐速率，但这样导致天线的数量也会越来越多，天线之间的隔离度不可避免的会有所下降，导致不同天线之间的相关性很高，信息处理不独立。

目前一般采用天线间加载隔离地或者拉远天线的方法提高隔离度，缺点是增加的隔离地通常需要的尺寸很大才会有效果，由于5G终端设备的内部空间非常紧张，显然这样做牺牲很大。如何在有限空间内实现小型化和高隔离度的天线设计是很有必要研究的。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种多输入多输出天线及电子装置，以至少解决相关技术中的天线无法在有限空间内实现小型化和高隔离度的技术问题。

根据本申请的一个实施例，提供了一种多输入多输出天线，包括：第一天线，由金属框架的顶壁向内凹陷形成，第一天线包括第一馈电端和开放端，第一馈电端设置有馈电电容，开放端设置有谐振电容；介质板，与说明书

金属框架的侧壁连接；第二天线，附着于介质板上，第二天线包括第二馈电端和第二接地端；谐振环，附着于介质板上，谐振环包括第一回地电路和第二回地电路，第一回地电路的末端设置有第一电感，第二回地电路与第二接地端共用接地。

可选地，第一天线包括相互垂直且连通的第一缝隙和第二缝隙，且第一缝隙沿水平方向延伸，馈电电容设置于第一缝隙预定位置处，谐振电容设置于第二缝隙的末端。

可选地，馈电电容与第一缝隙的短路端之间的距离为4mm～5mm。

可选地，第一缝隙的长度为6mm±1mm，宽度为1mm±0.5mm；和/或，第二缝隙的长度为6mm±1mm，宽度为1mm±0.5mm。

可选地，谐振环的总长为8mm±1mm。

可选地，第二天线的第二馈电端与金属框架的侧壁之间的馈地距离为0.5mm～1mm。

可选地，第二天线为倒F天线，总长为10mm～12mm。

可选地，第二天线为环天线，总长为18mm～20mm，第二天线远离第二馈电端的一端设置有第二电感。

可选地，第一天线与第二天线位于同一水平面内。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种电子装置，包括如前所述的多输入多输出天线。

通过本申请，多输入多输出天线包括第一天线、第二天线和谐振环，第一天线由金属框架的顶壁向内凹陷形成，第一天线的第一馈电端设置有馈电电容，开放端设置有谐振电容；第二天线附着于介质板上，介质板与金属框架的侧壁连接；谐振环附着于介质板上，谐振环包括第一回地电路和第二回地电路，第一回地电路的末端设置有第一电感，第二回地电路与第二天线的第二接地端共用接地。由于第一天线体积很小、不占用额外净空，在不增加天线体积的情况下，仅通过谐振环作为反相电流结构实现小说明书

型化、高隔离度的MIMO天线设计。另外，增加电容电感等集总器件，通过更改天线的尺寸、馈电电容Cf和谐振电容Cr的值，可以调节MIMO天线的谐振频段，一定程度也可以展宽带宽，该MIMO天线可以应用到未来的5G终端等电子装置中，提高产品的市场竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。

图1是根据本申请一实施例的多输入多输出天线的结构示意图；

图2是图1所示的多输入多输出天线的天线S参数仿真示意图；

图3是图1所示的多输入多输出天线的电流分布仿真示意图；

图4是根据本申请另一实施例的多输入多输出天线的结构示意图；

图5是图4所示的多输入多输出天线的天线S参数仿真示意图；

图6是图4所示的多输入多输出天线的电流分布仿真示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1是根据本申请一实施例的多输入多输出天线的结构示意图。

如图1所示，本申请实施例提供了一种多输入多输出天线，包括：第说明书

一天线1、第二天线2、介质板3和谐振环4。

第一天线1由金属框架10的顶壁向内凹陷形成，第一天线1包括第一馈电端1a和开放端1b，第一馈电端1a设置有馈电电容Cf，开放端1b设置有谐振电容Cr。

介质板3与金属框架10的侧壁连接；第二天线2附着于介质板3上，第二天线2包括第二馈电端2a和第二接地端2b。

谐振环4附着于介质板3上，谐振环4包括第一回地电路41和第二回地电路42，第一回地电路41的末端设置有第一电感L1，第二回地电路42与第二接地端2b共用接地。

可选地，金属框架10为终端等电子设备的中框等结构件，其顶壁向内凹陷形成第一天线1，第一天线1为缝隙天线，不占用额外净空，节省占用空间。

可选地，第二天线2和谐振环4的材质可以为高电导率金属，例如铜。介质板3与金属框架10的侧壁连接，用于支撑第二天线2和谐振环4，使得第一天线1与第二天线2之间几乎无间隔设计，节省占用空间。

谐振环4为反相电流结构，谐振环4的第二回地电路42与第二天线2的第二接地端2b共用接地，即引入耦合电流反相对消结构，用于抵消耦合电流，且谐振环4也可以作为第二天线2的一部分，从而使第一天线1和第二天线2之间在物理距离较短的情况下依然可以形成较高的隔离度。

另外，本申请实施例中的MIMO天线工作在3.5GHz的n78频段，即3300MHz-3600MHz，但是通过更改天线的尺寸、馈电电容Cf和谐振电容Cr的值，可以调节MIMO天线的谐振频段，且频段的保护范围可以覆盖至全部常用频段，一定程度也可以展宽带宽，实现了低成本高性能的MIMO天线设计。

根据本申请实施例的多输入多输出天线，包括第一天线1、第二天线2和谐振环4，第一天线1由金属框架10的顶壁向内凹陷形成，第一天线1的第一馈电端1a设置有馈电电容Cf，开放端1b设置有谐振电容Cr；第说明书

二天线2附着于介质板3上，介质板3与金属框架10的侧壁连接；谐振环4附着于介质板3上，谐振环4包括第一回地电路41和第二回地电路42，第一回地电路41的末端设置有第一电感L1，第二回地电路42与第二天线2的第二接地端2b共用接地。由于第一天线1体积很小、不占用额外净空，在不增加天线体积的情况下，仅通过谐振环3作为反相电流结构实现小型化、高隔离度的MIMO天线设计。另外，增加电容电感等集总器件，通过更改天线的尺寸、馈电电容Cf和谐振电容Cr的值，可以调节MIMO天线的谐振频段，一定程度也可以展宽带宽，该MIMO天线可以应用到未来的5G终端等电子装置中，提高产品的市场竞争力。

在一些实施例中，第一天线1包括相互垂直且连通的第一缝隙11和第二缝隙12，且第一缝隙11沿水平方向延伸，馈电电容Cf设置于第一缝隙11预定位置处，谐振电容Cr设置于第二缝隙12的末端。

如图1所示，第一天线1为L型的缝隙天线，包括相互垂直且连通的第一缝隙11和第二缝隙12，馈电电容Cf设置于第一缝隙11预定位置处，谐振电容Cr设置于第二缝隙12的末端。通过更改天线的尺寸、馈电电容Cf和谐振电容Cr的值，可以调节MIMO天线的谐振频段。

在一些实施例中，第一天线1与第二天线2位于同一水平面内。如此设置，可以减小MIMO天线的整体高度尺寸，进一步减小MIMO天线的占用空间，进而减小终端等电子设备的厚度。

进一步地，馈电电容Cf与第一缝隙11的短路端之间的距离d1为4mm～5mm。在一个示例中，馈电电容Cf与第一缝隙11的短路端之间的距离d1＝4.75mm。

进一步地，第一缝隙11的长度为6mm±1mm，宽度为1mm±0.5mm；第二缝隙12的长度为6mm±1mm，宽度为1mm±0.5mm。

在一个示例中，第一缝隙11的长度为6mm，宽度为1mm；第二缝隙12的长度为6mm，宽度为1mm。

进一步地，谐振环4的总长为8mm～10mm。在一个示例中，谐振环4的总长为8mm。谐振环4的第一回地电路41的末端设置有第一电感L1，第一电感L1可以缩短谐振环4的总长度。

上述设置，可以使MIMO天线工作在3.5GHz的n78频段，即3300MHz-3600MHz，但是通过更改第一天线1的尺寸、馈电电容Cf和谐振电容Cr的值，可以调节MIMO天线的谐振频段，且频段的保护范围可以覆盖至全部常用频段，一定程度也可以展宽带宽，实现了低成本高性能的MIMO天线设计。

进一步地，第二天线2为倒F天线(Inverted-F antenna，简称IFA)，总长为10mm～12mm。在一个示例中，第二天线2为倒F天线(Inverted-Fantenna，简称IFA)，总长为10.8mm。

进一步地，第二天线2的第二馈电端2a与金属框架10的侧壁之间的馈地距离为0.5mm～1mm。在一个示例中，第二天线2的第二馈电端2a与金属框架10的侧壁之间的馈地距离为0.5mm。

图2是图1所示的多输入多输出天线的S参数仿真示意图；图3是图1所示的多输入多输出天线的电流分布仿真示意图。

下面以如下MIMO天线的参数为例进行仿真分析：其中，馈电电容Cf与第一缝隙11的短路端之间的距离d1＝4.75mm，第一缝隙11的长度为6mm，宽度为1mm；第二缝隙12的长度为6mm，宽度为1mm；振环4的总长为8mm；第二天线2为倒F天线(Inverted-F antenna，简称IFA)，总长为10.8mm，第二天线2的第二馈电端2a与金属框架10的侧壁之间的馈地距离为0.5mm。

如图2所示，MIMO天线的反射系数S11代表第一天线1在整个频带内的回波损耗，反射系数S22代表第二天线2在整个频带内的回波损耗；S21代表第一天线1和第二天线2的耦合情况或者隔离度。可以看出，MIMO天线在3.5GHz n78频点处的隔离度有-20dB，说明第一天线1和第二天线2之间具有相当良好的隔离度。

如图3所示，可以看出第一天线1和第二天线2之间的电流相对独立，

说明书

电流集中在第一天线1和谐振环4上，第一天线1和第二天线2之间互不影响。

图4是根据本申请另一实施例的多输入多输出天线的结构示意图。

如图4所示，本申请另一实施例的多输入多输出天线，与图1至图3所示的多输入多输出天线结构类似，不同之处在于，第二天线2的结构不同。

具体来说，第二天线2为环天线，总长为18mm～20mm，第二天线2远离第二馈电端2a的一端设置有第二电感L2。在一个示例中，第二天线2为环天线，总长为19mm。增加第二电感L2可以缩短环天线的总长度。

图5是图4所示的多输入多输出天线的天线S参数仿真示意图；图6是图4所示的多输入多输出天线的电流分布仿真示意图。

如图5所示，MIMO天线的反射系数S11代表第一天线1在整个频带内的回波损耗，反射系数S22代表第二天线2在整个频带内的回波损耗；S21代表第一天线1和第二天线2的耦合情况或者隔离度。可以看出，MIMO天线在3.5GHz n78频点处的隔离度有-17.5dB，说明第一天线1和第二天线2之间具有相当良好的隔离度。

如图6所示，可以看出第一天线1和第二天线2之间的电流相对独立，电流集中在第一天线1和谐振环4上，第一天线1和第二天线2之间互不影响。

另外，本申请实施例还提供一种电子装置，包括如前所述的多输入多输出天线。该电子装置可以为例如但不限于智能手机、平板电脑、电子书等。

根据本申请实施例的电子装置，包括如前所述的多输入多输出天线，多输入多输出天线包括第一天线1、第二天线2和谐振环4，第一天线1由金属框架10的顶壁向内凹陷形成，第一天线1的第一馈电端1a设置有馈电电容Cf，开放端1b设置有谐振电容Cr；第二天线2附着于介质板3上，介质板3与金属框架10的侧壁连接；谐振环4附着于介质板3上，

说明书

谐振环4包括第一回地电路41和第二回地电路42，第一回地电路41的末端设置有第一电感L1，第二回地电路42与第二天线2的第二接地端2b共用接地。由于第一天线1体积很小、不占用额外净空，在不增加天线体积的情况下，仅通过谐振环3作为反相电流结构实现小型化、高隔离度的MIMO天线设计。另外，增加电容电感等集总器件，通过更改天线的尺寸、馈电电容Cf和谐振电容Cr的值，可以调节MIMO天线的谐振频段，一定程度也可以展宽带宽，该MIMO天线可以应用到未来的5G终端等电子装置中，提高产品的市场竞争力。

应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多输入多输出天线，其特征在于，包括：

第一天线，由金属框架的顶壁向内凹陷形成，所述第一天线包括第一馈电端和开放端，所述第一馈电端设置有馈电电容，所述开放端设置有谐振电容；

介质板，与所述金属框架的侧壁连接；

第二天线，附着于所述介质板上，所述第二天线包括第二馈电端和第二接地端；

谐振环，附着于所述介质板上，所述谐振环包括第一回地电路和第二回地电路，所述第一回地电路的末端设置有第一电感，所述第二回地电路与所述第二接地端共用接地。

2.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述第一天线包括相互垂直且连通的第一缝隙和第二缝隙，且所述第一缝隙沿水平方向延伸，所述馈电电容设置于所述第一缝隙预定位置处，所述谐振电容设置于所述第二缝隙的末端。

3.根据权利要求2所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述馈电电容与所述第一缝隙的短路端之间的距离为4mm～5mm。

4.根据权利要求2所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述第一缝隙的长度为6mm±1mm，宽度为1mm±0.5mm；和/或，所述第二缝隙的长度为6mm±1mm，宽度为1mm±0.5mm。

5.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述谐振环的总长为8mm±1mm。

6.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述第二天线的第二馈电端与所述金属框架的侧壁之间的馈地距离为0.5mm～1mm。

7.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述第二天线为倒F天线，总长为10mm～12mm。

8.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述第二天线为环天线，总长为18mm～20mm，所述第二天线远离所述第二馈电端的一端设置有第二电感。

9.根据权利要求1所述的多输入多输出天线，其特征在于，所述第一天线与所述第二天线位于同一水平面内。

10.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的多输入多输出天线。

Images