TWI554049B - 多輸入多輸出天線系統結構 - Google Patents

多輸入多輸出天線系統結構 Download PDF

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蘇威誠
劉建昌
林彥輝
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鴻海精密工業股份有限公司
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Description

多輸入多輸出天線系統結構
本發明涉及一種天線結構，特別涉及一種多輸入多輸出天線系統結構。
隨著無線通訊產業的迅速發展，不論在商業或家庭，無線通訊系統在生活中已無所不在，並廣泛應用於傳輸聲音、資料等各種通訊。
多重輸入與輸出(multiple-input multiple-output；MIMO)通訊系統採用多支發射天線及多支接收天線，作為空間多工資料流程的傳送與接收，其資料傳輸速率高、並降低接受死角的機率的特性，改善了傳輸器和接收器之間的無線連接性能。
以目前一般天線設計型態而言，多數透過結合同型態多單元之單極天線或倒F形天線，以設計多輸入多輸出系統之天線架構。然而，由於天線型態與激發原理相同，因此，當天線彼此臨近時，容易產生強烈的互感耦合而相互之間產生幹擾並降低天線輻射效率，且不易產生具有鑒別度、差異化的遠場輻射場型。
有鑒於此，有必要提供一種多輸入多輸出天線系統的結構，整以解決現有技術中的多輸入多輸入天線的天線輻射效率低的技術問題。
本發明提供一種多輸入多輸出天線系統結構，包括基板以及設置在該基板一面上的金屬接地層，該天線系統結構還包括：第一天線，包括第一信號饋入端和開設於該金屬接地層的槽孔，該槽孔將該金屬接地層分割成相互對稱的第一金屬接地層和第二金屬接地層，該第一信號饋入端設置於該槽孔上方，兩端分別與該第一金屬接地層和第二金屬接地層連接。以及第二天線，設置於該基板未設置該金屬接地層的一面上，包括第二信號饋入端和信號輻射端，該第二信號饋入端與該第一信號饋入端位置對應且設置於該第一信號饋入端的背面，並與該第一信號饋入端電性連接，該信號輻射部一端與該第二信號饋入端連接，另一端大致沿該第二信號饋入端的反方向延伸。
使用上述發明，多輸入多輸出天線系統結構，設置一整合於開設在金屬接地層上的槽孔而形成第一天線，以及同時設置安裝於該槽孔上方的第二天線，通過電流激發而產生兩種異質形態的天線輻射場型，通過磁流與電流的異質特性，將兩種天線輻射場隔離而實現多輸入多輸出天線功能，從而解決傳統的多輸入多輸出天線由於容易產生強烈的互感耦合而降低輻射效率，以及不易產生具有鑒別度、差異化的遠場輻射場型的技術問題。
10‧‧‧天線系統結構
11‧‧‧基板
111‧‧‧金屬接地層
111a‧‧‧第一金屬接地層
111b‧‧‧第二金屬接地層
12‧‧‧第一天線
121‧‧‧第一信號饋入端
1211‧‧‧第一信號饋入點
1212‧‧‧信號短路點
122‧‧‧槽孔
1221‧‧‧缺口
13‧‧‧第二天線
131‧‧‧第二信號饋入端
1311‧‧‧第二信號饋入點
1312‧‧‧電連接點
132‧‧‧信號輻射端
圖1為本發明一實施方式中的多輸入多輸出天線系統結構的正面結構示意圖。
圖2為圖1的多輸入多輸出天線結構沿剖面線A-A’的剖面結構示意圖。
圖3為圖1的多輸入多輸出天線結構的背面結構示意圖。
下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。
請同時參閱圖1和圖2，為本發明一實施方式中的多輸入多輸出天線系統結構的示意圖。其中，該天線系統結構10包括基板11、第一天線12和第二天線13。其中，該基板11的一面上設置金屬接地層111，該金屬接地層111的面積小於該基板11的面積，並設置在基板11的一端。
該第一天線12包括第一信號饋入端121和槽孔122，其中，該槽孔122開設於該金屬接地層111上，並且一端封閉，另一端開放，將該金屬接地層111分割成第一金屬接地層111a和第二金屬接地層111b，第一金屬接地層111a和第二金屬接地層111b相對於該槽孔122相互對稱。該槽孔122包括一缺口1221，形成於該第一金屬接地層111a與第二金屬接地層111b未相互連接的一端，即該槽孔122開放的一端。該第一信號饋入端121設置於該基板11設置該金屬接地層111的同一面且設置於該槽孔122上方，並橫跨該缺口1221，且該第一信號饋入端121的兩端分別與第一金屬接地層111a和第二金屬接地層111b連接。在本實施方式中，該第一信號饋入端121為一微帶傳輸線或同軸電纜線，第一信號饋入端121的長度大於槽孔122的寬度。
該第一信號饋入端121包括第一信號饋入點1211與信號短路點1212，分別位於該缺口1221兩側緣而與該第二金屬接地層111b和第一金屬接地層111a分別連接。
請同時參閱圖3，該第二天線13設置於該基板11未設置金屬接地層111的另一面上，在本實施方式中，該第二天線13為一單級天線。該第二天線13包括第二信號饋入端131與信號輻射端132。其中，該第二信號饋入端131對應該缺口1221的位置設置，並且該第二信號饋入端131與第一信號饋入端121的位置對應且設置於該第一信號饋入端121的背面。
該第二信號饋入端131包括第二信號饋入點1311與電連接點1312。其中，該電連接點1312穿過該槽孔122而與第一信號饋入端121和第二信號饋入端131分別電接觸，從而將第一信號饋入端121與第二信號饋入端131電性連接。該信號輻射端132臨近於該缺口1221設置，一端與該第二信號饋入端131連接，另一端大致沿遠離該缺口1221的方向延伸。
在本實施方式中，該電連接點1312可為金屬線、金屬片、電路板灌孔或同軸電纜線。
在本實施方式中，該第一信號饋入點1211、信號短路點1212、第二信號饋入點1311以及電連接點1312可分別具有集總式微波電路元件、可變電感電容、相位移轉換器。
本發明的多輸入多輸出天線系統結構，設置一整合於開設在金屬接地層上的槽孔而形成第一天線，以及同時設置安裝於該槽孔上方的第二天線，通過電流激發而產生兩種異質形態的天線輻射場型，通過磁流與電流的異質特性，將兩種天線輻射場隔離而實現多輸入多輸出天線功能，從而解決傳統的多輸入多輸出天線由於容易產生強烈的互感耦合而降低輻射效率，以及不易產生具有鑒別度、差異化的遠場輻射場型的技術問題。
可以理解的是，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其他各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明權利要求的保護範圍。
10‧‧‧天線系統結構
11‧‧‧基板
111‧‧‧金屬接地層
111a‧‧‧第一金屬接地層
111b‧‧‧第二金屬接地層
12‧‧‧第一天線
121‧‧‧第一信號饋入端
1211‧‧‧第一信號饋入點
1212‧‧‧信號短路點
122‧‧‧槽孔
1221‧‧‧缺口
13‧‧‧第二天線
1312‧‧‧電連接點

Claims (7)

  1. 一種多輸入多輸出天線系統結構，包括基板以及設置在所述基板一面上的金屬接地層，其改良在於，所述天線系統結構還包括：第一天線，包括第一信號饋入端和開設於所述金屬接地層的槽孔，所述槽孔將所述金屬接地層分割成相互對稱的第一金屬接地層和第二金屬接地層，所述第一信號饋入端設置於所述槽孔上方，兩端分別與所述第一金屬接地層和所述第二金屬接地層連接；以及第二天線，設置於所述基板未設置所述金屬接地層的一面上，包括第二信號饋入端和信號輻射端，所述第二信號饋入端與所述第一信號饋入端位置對應且設置於所述第一信號饋入端的背面，並與所述第一信號饋入端電性連接，所述信號輻射部一端與所述第二信號饋入端連接，另一端大致沿所述第二信號饋入端的反方向延伸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多輸入多輸出天線系統結構，其中，所述槽孔包括缺口，形成於所述第一金屬接地層與第二金屬接地層未相互連接的一端。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之多輸入多輸出天線系統結構，其中，所述第一信號饋入端包括第一信號饋入點與信號短路點，分別位於所述缺口兩側緣。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多輸入多輸出天線系統結構，其中，所述第一信號饋入端為一微帶傳輸線或同軸電纜線。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之多輸入多輸出天線系統結構，其中，所述第二天線為一單級天線。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之多輸入多輸出天線系統結構，其中，所述第 二信號饋入端包括第二信號饋入點與電連接點，所述電連接點穿過所處槽孔而與所述第一信號饋入端以及所述第二信號饋入端均電連接，從而將所述第一信號饋入端與所述第二信號饋入端電性連接。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之多輸入多輸出天線系統結構，其中，所述電連接點可為金屬線、金屬片、電路板灌孔或同軸電纜線。
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