多输入多输出天线系统及移动终端技术方案

技术编号:15767316 阅读:380 留言:0更新日期:2017-07-06 15:02
本申请涉及天线技术领域,尤其涉及一种多输入多输出天线系统及移动终端。该多输入多输出天线系统包括基板和至少两个天线结构,基板具有馈源和接地点,天线结构包括第一层结构和间隔设置在第一层结构与基板之间的第二层结构,第一层结构包括第一金属贴片和第一短路元件,第一金属贴片具有与馈源连接的馈电点和第一地馈点,第一短路元件的两端分别与第一地馈点和接地点连接,第二层结构包括与第一金属贴片耦合的第二金属贴片和第二短路元件,第二金属贴片具有第二地馈点,第二短路元件的两端分别与第二地馈点和接地点连接。通过第二金属贴片与第一金属贴片耦合,可减小了各天线结构之间的耦合性,从而增加了各天线结构之间的隔离度。

MIMO antenna system and mobile terminal

The invention relates to the field of antenna technology, in particular to a MIMO antenna system and a mobile terminal. The multiple input multiple output antenna system comprises a substrate and at least two antenna structure, substrate with feed and ground, the antenna structure comprises a first layer structure and spacer is disposed between the first substrate and the layer structure of second layers, the first layer structure includes a first metal patch and the short-circuit element, a first metal patch and the feed point feed and feed the first connection point, the two ends of the first short circuit element are respectively connected to the first feed point and ground, the second layer structure includes a first metal and a second metal patch patch coupling and second short circuit components, the second metal patch has second feed point, both ends of the second components are respectively connected with the short circuit and ground second feed point. Coupling between the second metal patches and the first metal patch can reduce the coupling between the antenna structures, thereby increasing the isolation between the antenna structures.

【技术实现步骤摘要】
多输入多输出天线系统及移动终端
本申请涉及天线
,尤其涉及一种多输入多输出天线系统及移动终端。
技术介绍
多输入多输出技术是第四代以及未来移动通信领域的关键技术,它可以在不增加输出功率的频谱的情况下增加系统的传输速率。然而随着移动设备愈加小型化,并且对功能模块的要求愈加提高,移动设备中留给天线的空间就变得越来愈小,同时还要求天线具有多频工作的特性。由于PIFA天线(PlanarInvertedFAntenna,平面倒F天线)具有体积小、多频段工作、辐射全向以及低人体吸收率等特点,使其在手机等移动终端中成为较为广泛应用的一种天线类型。然而对于高度集成的手机天线来说,四分之一波长的PIFA天线仍然较大。除此之外,PIFA天线工作的过程中,会在基板上产生较强的电流,当采用多多输入多输出天线系统,并且天线之间间距较近时,电流就会从一个天线的端口流入至另一个天线的端口,从而造成较大的耦合,极大降低了隔离度。
技术实现思路
本申请提供了一种多输入多输出天线系统及移动终端,能够解决上述技术问题。本申请的第一方面提供了一种多输入多输出天线系统,其包括:基板和至少两个天线结构,所述基板具有馈源和接地点,所述天线结构包括第一层结构和第二层结构,所述第二层结构间隔设置在所述第一层结构与所述基板之间,所述第一层结构包括第一金属贴片和第一短路元件,所述第一金属贴片具有馈电点和第一地馈点,所述馈电点与所述馈源连接,所述第一短路元件的两端分别与所述第一地馈点和所述接地点连接,所述第二层结构包括第二金属贴片和第二短路元件,所述第二金属贴片与所述第一金属贴片耦合,且所述第二金属贴片具有第二地馈点,所述第二短路元件的两端分别与所述第二地馈点和所述接地点连接。优选地,所述第一金属贴片包括多个金属线,多个所述金属线依次连接形成螺旋形金属贴片。优选地,多个所述金属线包括具有所述第一地馈点的金属连接线和除所述金属连接线以外的其它金属线,所述金属连接线的直径大于所述其它金属线的直径。优选地,所述馈电点设置在所述金属连接线上,且所述馈电点与所述第一地馈点间隔设置。优选地,所述第一地馈点和所述馈电点之间具有至少两个间距值。优选地,所述第二地馈点设置在所述第二金属贴片远离所述第一地馈点和所述馈电点的部位上。优选地,所述第一金属贴片与所述第二金属贴片平行设置。优选地,所述第一层结构还包括馈电探针,所述馈电探针的两端分别与所述馈源和所述馈电点连接。优选地,至少两个所述天线结构之间的辐射模式正交。本申请的第二方面提供了一种移动终端,包括如上述任一项所述的多输入多输出天线系统。本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果:本申请所提供的多输入多输出天线系统,其天线结构包括第一层结构和第二层结构,该第二层结构设置在第一层结构和基板之间,且该第二层结构的第二金属贴片与第一层结构的金属贴片耦合,通过设置第二层结构与第一层结构耦合,一方面,实现了电容的加载,使得天线结构在谐振频率处实现良好的阻抗匹配,另一方面,将基板上的电流限制在该天线结构的周围,避免该天线结构的电流流向其它天线结构的端口,减小了各天线结构之间的耦合性,从而增加了各天线结构之间的隔离度,极大的提高了通信系统的数据传输率。应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本申请。附图说明图1为本申请实施例所提供的多输入多输出天线系统的结构示意图;图2为图1中所示的多输入多输出天线系统的尺寸表示图;图3为本申请实施例所提供的多输入多输出天线系统中,天线结构的第一层结构和第二层结构相对放置的结构示意图;图4为图3中所示的第一层结构、第二层结构及其之间的尺寸表示图;图5为图3中所示的天线结构的俯视结构示意图;图6为图5中所示的多输入多输出天线系统的尺寸表示图;图7为本申请实施例所提供的多输入多输出天线系统中的天线结构的频谱图;图8为本申请实施例所提供的多输入多输出天线系统中的天线结构的仿真和测试的S参数和频率的关系图;图9为本申请实施例所提供的多输入多输出天线系统中的两个谐振点的实测辐射方向图。附图标记:1-天线结构;11-第一金属贴片;12-馈电探针;13-第一短路元件;14-第二金属贴片;15-第二短路元件;2-基板。此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。如图1、图3和图5所示,本申请实施例提供了一种多输入多输出天线系统,其包括基板2和至少两个天线结构,至少两个天线结构之间的辐射模式正交,以增强多天线之间的极化分集,利于增强多输入多输出天线系统的传输速率。上述基板2具有馈源和接地点,天线结构包括第一层结构和第二层结构,第一层结构包括第一金属贴片11和第一短路元件13,第一金属贴片11具有馈电点和第一地馈点,馈电点与馈源连接,第一短路元件13的两端分别与第一地馈点和接地点连接,该第一层结构可形成一个平面倒F天线结构,为该天线结构的主要辐射体,而第二层结构间隔设置在第一层结构与基板2之间,第二层结构包括第二金属贴片14和第二短路元件15,第二金属贴片14具有第二地馈点,第二短路元件15的两端分别与第二地馈点和接地点连接,且第二金属贴片14通过与第一金属贴片11耦合的方式馈电,这样设计不仅实现了电容的加载,使得天线结构在谐振频率处实现良好的阻抗匹配,而且还能够将基板2上的电流限制在该天线结构的周围,避免该天线结构的电流流向其它天线结构的端口,减小了各天线结构之间的耦合性,从而增加了各天线结构之间的隔离度,极大的提高了通信系统的数据传输率。其中,根据天线结构具体的谐振频率及匹配情况,该第一短路元件13可为短路探针或短路金属板,该第二短路元件15可为短路探针或短路金属板。优选地,上述第一金属贴片11包括多个金属线,多个金属线依次连接形成螺旋形金属贴片,也就是说,该第一金属贴片11的形状呈螺旋状,在保证第一金属贴片11大致为多输入多输出天线系统的低频谐振频率的四分之一波长时,通过将第一金属贴片11设计成螺旋形金属贴片,可大大减小该第一金属贴片11的整体长度,使得该天线结构的设计有利于移动终端内的其它元件的集成。由于螺旋结构本身可以产生较强的电感性,因此,通过第二层结构的第二金属贴片14与第一金属贴片11耦合实现电容加载,使该天线结构产生谐振并形成一个LC谐振电路,从而使得该天线结构在谐振频率处实现良好的匹配,并能够将基板2上的电流限制在该天线结构的周围,避免该天线结构的电流流向其它天线结构的端口,减小了各天线结构之间的耦合性,从而增加了各天线结构之间的隔离度。具体地,如图7所示,虚线表示现有技术中的没有加载第二金属贴片14的天线结构,实线表示本申请中的加载第二金属贴片14的天线结构,图在0.9GHz附近,现有技术中的天线结构的输入阻抗值为80欧姆左右,而本申请的天线结构的输入阻抗值接近0,电感性极大的下降了。与此同时,本申请中通过设置第二金属贴片14,该第二金属贴片14能够分摊大部分电流,从而使得相应基板2上的电流减小,避免该天线结构的电流流向其它天线结构的端口,减小了各天线结构之间的耦合性。值得说明的是,上述第一金属贴片11也可通过刻槽的方式本文档来自技高网...
多输入多输出天线系统及移动终端

【技术保护点】
一种多输入多输出天线系统,其特征在于,包括:基板和至少两个天线结构,所述基板具有馈源和接地点,所述天线结构包括第一层结构和第二层结构,所述第二层结构间隔设置在所述第一层结构与所述基板之间,所述第一层结构包括第一金属贴片和第一短路元件,所述第一金属贴片具有馈电点和第一地馈点,所述馈电点与所述馈源连接,所述第一短路元件的两端分别与所述第一地馈点和所述接地点连接,所述第二层结构包括第二金属贴片和第二短路元件,所述第二金属贴片与所述第一金属贴片耦合,且所述第二金属贴片具有第二地馈点,所述第二短路元件的两端分别与所述第二地馈点和所述接地点连接。

【技术特征摘要】
1.一种多输入多输出天线系统,其特征在于,包括:基板和至少两个天线结构,所述基板具有馈源和接地点,所述天线结构包括第一层结构和第二层结构,所述第二层结构间隔设置在所述第一层结构与所述基板之间,所述第一层结构包括第一金属贴片和第一短路元件,所述第一金属贴片具有馈电点和第一地馈点,所述馈电点与所述馈源连接,所述第一短路元件的两端分别与所述第一地馈点和所述接地点连接,所述第二层结构包括第二金属贴片和第二短路元件,所述第二金属贴片与所述第一金属贴片耦合,且所述第二金属贴片具有第二地馈点,所述第二短路元件的两端分别与所述第二地馈点和所述接地点连接。2.根据权利要求1所述的多输入多输出天线系统,其特征在于,所述第一金属贴片包括多个金属线,多个所述金属线依次连接形成螺旋形金属贴片。3.根据权利要求2所述的多输入多输出天线系统,其特征在于,多个所述金属线包括具有所述第一地馈点的金属连接线和除所述金属连接线以外的其它金属线,所述金属连接线的直径大于所述其...

【专利技术属性】
技术研发人员:李慧王保懿朱佳佳孙思宁
申请(专利权)人:深圳天珑无线科技有限公司
类型:新型
国别省市:广东,44

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