临近频段间实现天线高隔离的系统及方法技术方案

一种临近频段间实现天线高隔离的多天线系统，位于不同频段的两个天线单元的未端形成一耦合电容，并且两个天线单元之间用中和线连接，耦合电容与中和线形成一回路，并在中和线上加入并联谐振电路/分布参数结构，并且，f1f0时，并联谐振电路/分布参数结构对外表现为电容特性，因此整个中和线的等效电感降低，因此可以把回路的谐振频率升高为大于fi。同时，由于该并联谐振电路/分布参数结构属于开放的回路，因此可以产生很好的电磁辐射。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到通信的多天线系统，尤其涉及一种两个临近频段内实现天线高隔离的系统及方法。
技术介绍
在多天线系统中，需要使用多个接收及发射天线。天线之间的耦合会降低天线的辐射性能，并由此影响整个系统的性能。尤其是在移动终端中，天线之间的隙非常小，相互之间的耦合强，为此需要采用隔离技术消除天线之间的耦合。其中一种是采用在接地板上开槽或加缺陷地(DGS)结构来消除天线之间耦合的技术，利用接地板上的槽或缺陷地产生带阻效应，从而抑制天线之间的耦合。但是，接地板一般需要和很多电气元件连接，要改变接地板的结构难度比较大，通用性比较差。第二种是采用电磁带隙结构(EBG)来消除天线之间耦合的技术，电磁带隙结构可以抑制表面波传播，由此来减少天线间的耦合。但是，EGB结构太大，不适合应用于像手机这类移动终端中。第三种是天线采用电磁超材料来在一段频段内产生等效负磁导率，从而使得电磁能量无法从一个天线传送至另一个天线，由此实现高隔离的功效。或者是，第四种采用端口去耦和匹配方法来消除天线之间耦合的技术。即，一个无源的去耦器件(定向耦合器或分支线耦合器)和匹配网络被加到天线的端口处。但是，上述两种方法存在的缺陷为增加了设计的复杂度，像无源器件等将占据很大的空间，也不利用应用在像手机这类移动终端中。在申请号为20088000128. 0中公开了一种“采用耦合元件来提高天线隔离的系统和方法”，在该申请文件中公开了天线系统，其包括与第一天线元件，其与第二天线元件互耦合，第一和第二天线元件之间的互耦使得在第二天线元件上产生第一电流，并且耦合元件至少部分位于第一和第二天线元件之间，其中耦合元件与第一和第二天线元件互耦，并且耦合元件被设置以在第二天线元件上产生第二电流，其至少能够部分抵消第一电流。在上述专利申请中仅公开原理，并未具体指明如何来完成天线隔离的。然而，随着无线通信的快速发展，为了提高数据传输的速率和质量，多输入多输出 (MIMO)技术已被采用。也就是说，随着近几年的持续发展，MIMO技术越来越多地应用于各种通信系统。而为了满足各种不同的应用，已经或正在制定多个无线通信标准。这些标准的工作频段是不同的，但是由于电磁频谱的稀缺性，很多标准的工作频段又非常临近，如目前正在使用的CDMA800，GSM900.而美国也将700MHz的频段分配给LTE。可以预见，在不远的将来，会有越来越多的标准采用MIMO技术，而且这些标准的工作频段会非常靠近。并且，MIMO技术需要移动设备具有两个或者多个工作方式完全相同但相互独立的天线。在移动设备中，为了节省空间，临近的频段一般都是采用一根天线覆盖。如果采用 MIMO技术，则将需要两根或多根可以覆盖这两个临近频段的天线。但是，这个时候在这两个频段内这些天线将会发生很大的耦合。如何在这两个临近的频段内都实现好的隔离是需要迫切解决的问题。而现有的技术都只能实现单个频段且窄带的高隔离。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种临近频段内实现天线高隔离的系统，以解决现有技术中只能实现单个频段且窄带的高隔离，而不能实现两临近频段内实现天线高隔离的技术问题。本专利技术的第二目的在于提供一种临近频段内实现天线高隔离的方法，以解决现有技术中只能实现单个频段且窄带的高隔离，而不能实现两临近频段内实现天线高隔离的技术问题。一种临近频段间实现天线高隔离的多天线系统，位于不同频段的两个天线单元的未端形成一耦合电容，并且两个天线单元之间用中和线连接，耦合电容与中和线形成一回路，并在中和线上加入并联谐振电路/分布参数结构，并且，fl<fi<f2，fl<f0<f2，其中，欲产生隔离的两个频段为Π和f2，fi为耦合电容与中和线形成一回路的谐振频率，f0为并联谐振电路/分布参数结构的谐振频率。一种临近频段间实现天线高隔离的方法，包括以下步骤提供一电路位于不同频段的两个天线单元的未端形成一耦合电容，并且两个天线单元之间用中和线连接，耦合电容与中和线形成一回路，并在中和线上加入并联谐振电路/ 分布参数结构，并且，f l<fi<f2，f I<f0<f2，其中，欲产生隔离的两个频段为f 1和f2，fi为耦合电容与中和线形成一回路的谐振频率，f0为并联谐振电路/分布参数结构的谐振频率； 在天线单元的端口输入变化的工作频率f，测试两预隔离的频段的耦合度，找到满足符合隔离要求的工作频率。假设天线的主耦合为电容耦合，耦合电容为C。，耦合电感为L。，高隔离就发生在Zj = /(2π^Ε).当工作频率f<f0时，并联谐振电路/分布参数结构对外表现为电感特性，降低回路的当前谐振频率fi，当工作频率f>f0时并联谐振电路/分布参数结构对外表现为电容特性，升高回路的当前谐振频率fi。与现有技术相比，本专利技术能够在两个临近频段实现天线的高隔离，同时又保持天线的良好的辐射性能。附图说明图1为一种临近频段间实现天线高隔离的多天线系统的原理示例图2A为天线单元采用C型单极子天线的实现高隔离的多天线系统的结构示意图，图2B 为结构中的并联谐振电路部分的放大图，图2C为接地板在基板下表面示意图； 图3为未采用谐振式中和线法的结构的仿真结果； 图4为采用传统中和线法的结构的仿真结果； 图5为采用谐振式中和线法的结构的仿真结果； 图6为另一种临近频段间实现天线高隔离的多天线系统的原理示例图。 图7为另一种结构中的并联谐振电路部分的放大图。具体实施例方式以下结合附图，具体说明本专利技术。实施例1本专利技术提出一种新的方法-谐振式中和线法，两个天线的末端有一个耦合，一般来说为电容耦合。而中和线为一段细的导线，相当于引入了电感耦合。电感耦合与电容耦合形成一个回路。当该回路谐振时(设谐振频率为fi)，对于天线的端口来说，就如同产生了一个带阻滤波器。因此，可以在该频段实现一个很好的隔离。与传统的中和线法不同，本方法在中和线中加入了并联谐振电路。请参阅图1，一种临近频段间实现天线高隔离的多天线系统，位于不同频段的两个天线单元5的未端形成一耦合电容1，并且两个天线单元5之间用中和线2连接，耦合电容1 与细导线(或称中和线)2形成一回路，并在中和线2上加入并联谐振电路，并且，fl<fi<f2, n<f0<f2，其中，欲产生隔离的两个频段为fl和f2，fi为耦合电容1与中和线2形成一回路的谐振频率，f0为并联谐振电路的谐振频率。在图1中，并联谐振电路包括一并联的电容4和电感3，但本专利技术并非局限于此，任何等效电路都可以。假设天线的主耦合为电容耦合，耦合电容为C。，耦合电感为L。，高隔离就发生在Ji = /(2π^Ε).当频率f<f0时，并联谐振电路对外表现为电感特性，因此整个中和线的等效电感提高。因此可以把回路的谐振频率降低为小于fi。当工作频率f>f0时，并联谐振电路对外表现为电容特性，因此整个中和线的等效电感降低，因此可以把回路的谐振频率升高为大于fi。同时，由于该谐振回路属于开放的回路，因此可以产生很好的电磁辐射。 亦即并联谐振电路提供一个随频率变化的电抗，以此改变整个中和线的等效电感，从而回路的谐振频率发生改变。天线单元可以为C形单极子天线、偶极子天线，平面倒F天线，微带天线的其中之ο天线单元以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛家晓，孙劲，
申请(专利权)人：上海安费诺永亿通讯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：