一種多天線裝置、終端的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多天線裝置、終端，多天線裝置包括至少兩個天線組，所述天線組之間通過地板連接，所述每個天線組中包含一根或兩根天線，所述各天線組在空間上相互遠(yuǎn)離。在終端上布置多于兩根天線的情況下，本實用新型通過對多天線進(jìn)行分組，拉開天線組間距離，另外，通過在組內(nèi)的兩根天線間加裝解耦網(wǎng)絡(luò)，從而降低了天線之間的相關(guān)性，能夠?qū)崿F(xiàn)空間多個數(shù)據(jù)流獨立傳輸，提高了傳輸速率，且節(jié)省了多天線布置空間。
【專利說明】一種多天線裝置、終端
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及移動通信終端技術(shù)，尤其涉及一種多天線裝置、終端。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動業(yè)務(wù)的日益普及和不斷發(fā)展，對無線通信的數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高。為了滿足這種需求，無線技術(shù)從拓寬傳輸帶寬、使用更高效的調(diào)制方式/傳輸機(jī)制，采用智能調(diào)度算法分配資源等技術(shù)來提高數(shù)據(jù)傳輸速率。如:第三代伙伴計劃(3rdGeneration Partnership Project,3GPP)長期演進(jìn)(Long-Term Evolution,LTE)技術(shù)規(guī)范中，無線傳輸帶寬增加到20MHz，而在LTE后續(xù)的LTE-Advanced (LTE-A)技術(shù)規(guī)范中，通過采用載波聚合(Carrier Aggregation, CA)技術(shù),可以使用的無線傳輸帶寬達(dá)到了 100MHz,使用這種寬傳輸帶寬是提升無線通信數(shù)據(jù)傳輸速率的基本要求。在調(diào)整、傳輸機(jī)制方面，LTE/LTE-A米用了正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,0FDM)技術(shù)，這種技術(shù)將多個子載波占用的頻率帶寬重疊使用，使頻譜使用效率更高。與已有的第三代移動通信系統(tǒng)不同，LTE/LTE-A將絕大多數(shù)的傳輸信道設(shè)置為共享的，并輔助以智能資源分配、調(diào)度算法，實時、動態(tài)地調(diào)度、分配共享的傳輸信道，使寶貴的信道傳輸資源的利用效率更高，在有限的傳輸帶寬內(nèi)進(jìn)行更多的有效數(shù)據(jù)/提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
[0003]上述提及的拓寬傳輸帶寬、采用更高頻譜效率的調(diào)制方式/傳輸制式以及將無線資源配置為共享模式并采用智能資源分配和調(diào)度算法，實際上是從頻率和時間兩個維度上進(jìn)行了技術(shù)的改進(jìn)，除此之外，還可以利用空間的維度來提高數(shù)據(jù)傳輸速率，這就是多輸入多輸出(Mult1-1nput Mult1-Output, ΜΙΜΟ)技術(shù)。在發(fā)射端和接收端同時配置多根天線，在用一個空間中形成多個并行的傳輸通道，使多個數(shù)據(jù)流使用這些獨立的通道進(jìn)行并行傳輸，MIMO技術(shù)可以使數(shù)據(jù)傳輸速率成倍增長。
[0004]空間位置較為接近的多個天線，各自作為整個信號傳輸通道的一部分，不可避免的具有相似的路徑時延和衰落特性，因此對傳輸信號的影響(衰減和時延)也較為相似，將在不同的接收信號之間引入相關(guān)性。這種相關(guān)性越大，各個信號通道之間的獨立性就越低，對系統(tǒng)整體傳輸性能的惡化影響越顯著。因此，有效降低MMO系統(tǒng)中各個天線之間的相關(guān)性，是實現(xiàn)MIMO系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)點之一。在基站側(cè)，由于對基站天線占用空間沒有嚴(yán)格的要求，因此可以通過加大天線之間的間距來降低天線之間的相關(guān)性。與之相反，在終端上，尤其是手機(jī)類終端上，由于受物理尺寸的限制，布置多個天線同時要求各個天線之間保持較低的相關(guān)性就帶來了很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
[0005]現(xiàn)階段，一般在移動終端上布置兩根天線，一個作為主天線，一個作為輔天線，其中主天線獨立用于無線通信信號的收發(fā)，輔天線在某些特定工作模式下，如分集接收，參與無線信號的收發(fā)，以便提高信號傳輸?shù)目煽啃?，或提升?shù)據(jù)傳輸熟慮。通過拉開兩根天線之間的空間物理距離，或者在兩根天線之間配置特定的解耦網(wǎng)絡(luò)，可以有效降低天線之間的相關(guān)性，使之滿足實際應(yīng)用的需求。已經(jīng)有多篇學(xué)術(shù)論文和專利，對這類終端上配置兩天線的場景下降低兩天線之間的耦合度的方法進(jìn)行了深入的研究與闡述，終端上配置兩根低相關(guān)性天線的技術(shù)已經(jīng)相對成熟。
[0006]為了支持更高的傳輸速率，最新的LTE-Advanced標(biāo)準(zhǔn)(3GPP Releasel2)已經(jīng)開始支持4X4的ΜΙΜ0，即在發(fā)射端和接收端，也就是基站和手機(jī)終端上均配置4根天線，這4根天線同時工作，沒有主次之分，且要求各個天線之間均保持較低的相關(guān)性。但是，在手持終端嚴(yán)重受限的空間內(nèi)，布置4根天線且各個天線之間保持較低的相關(guān)性是非常困難的。傳統(tǒng)的方法，比如盡可能拉開天線之間的距離，或者使用解耦網(wǎng)絡(luò)在終端4天線的情況下不再有效。在終端上布置4根天線，考慮到終端固有物理尺寸的限制以及終端上其他設(shè)備，如鏡頭、電池、揚聲器、話筒等，對空間的需求，所能提供給天線的空間很小，無論怎樣盡可能拉開天線的距離進(jìn)行布置，所能增加的距離都是非常有限的，因此通過拉開布置距離減小天線隔離度的技術(shù)方案難以在4天線終端上使用；另外，通過加解耦網(wǎng)絡(luò)或者使用特殊地板開槽等方法，一般僅僅對2天線，如果需要支持更多的天線，需要十分復(fù)雜的設(shè)計，除此之外，這種方法的固有頻帶寬帶一般很窄，支持多于2天線的解耦設(shè)計將進(jìn)一步縮小工作帶寬，難以滿足實際所需的寬頻帶特性。
實用新型內(nèi)容
[0007]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種多天線裝置、終端，能夠降低多天線之間的相關(guān)性，且節(jié)省多天線布置空間。
[0008]為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0009]一種多天線裝置，包括至少兩個天線組，所述天線組之間通過地板連接，其中，
[0010]所述每個天線組中包含一根或兩根天線，所述各天線組在空間上相互遠(yuǎn)離。
[0011]對于包含兩根天線的天線組，所述天線組內(nèi)的兩根天線之間還設(shè)置有解耦網(wǎng)絡(luò)。
[0012]所述解耦網(wǎng)絡(luò)包括:第一匹配子網(wǎng)絡(luò)、第二匹配子網(wǎng)絡(luò)、第三匹配子網(wǎng)絡(luò)、第四匹配子網(wǎng)絡(luò)、第一解耦子網(wǎng)絡(luò)、第二解耦子網(wǎng)絡(luò)和第三解耦子網(wǎng)絡(luò)；其中，
[0013]所述天線組內(nèi)的一根天線依次通過第一匹配子網(wǎng)絡(luò)、第一解耦子網(wǎng)絡(luò)、第三匹配子網(wǎng)絡(luò)連接至一個端口；
[0014]所述天線組內(nèi)的另一根天線依次通過第二匹配子網(wǎng)絡(luò)、第二解耦子網(wǎng)絡(luò)、第四匹配子網(wǎng)絡(luò)連接至另一個端口；
[0015]所述第三解耦子網(wǎng)絡(luò)分別與第一解耦子網(wǎng)絡(luò)、第二解耦子網(wǎng)絡(luò)、第三匹配子網(wǎng)絡(luò)、第四匹配子網(wǎng)絡(luò)連接。
[0016]所述地板上設(shè)置開槽。
[0017]一種終端，包括上述的多天線裝置。
[0018]所述多天線裝置包括兩個天線組，且每個天線組包含兩根天線。
[0019]所述兩個天線組中的一個天線組設(shè)置于所述終端的頂部，另一個天線組設(shè)置于所述終端的底部。
[0020]所述兩個天線組設(shè)置為對角位置。
[0021]本實用新型所述的多天線裝置、終端，多天線裝置包括至少兩個天線組，所述天線組之間通過地板連接，所述每個天線組中包含一根或兩根天線，所述各天線組在空間上相互遠(yuǎn)離。在終端上布置多于兩根天線的情況下，本實用新型通過對多天線進(jìn)行分組，拉開天線組間距離，且在組內(nèi)的兩根天線間加裝解耦網(wǎng)絡(luò)，從而降低了天線之間的相關(guān)性，能夠?qū)崿F(xiàn)空間多個數(shù)據(jù)流獨立傳輸，提高了傳輸速率，且節(jié)省了多天線布置空間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型實施例一種多天線裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型實施例一種解耦網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為實施例1所述的天線配置示意圖；
[0025]圖4為實施例1所述的解耦網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0026]圖5為實施例1中解耦網(wǎng)絡(luò)的等效微波網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0027]圖6為實施例1中解耦網(wǎng)絡(luò)的簡化結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型的基本思想是:多天線裝置包括至少兩個天線組，所述天線組之間通過地板連接，所述每個天線組中包含一根或兩根天線，所述各天線組在空間上相互遠(yuǎn)離。
[0029]本實用新型針對終端上布置多于兩根天線的場景，提出了一種降低天線之間相關(guān)性的綜合技術(shù)方案。本實用新型的目的在于通過對多根天線進(jìn)行分組，并綜合使用天線拉開布置、加裝解耦網(wǎng)絡(luò)和地板開槽等技術(shù)方案，在終端上布置多于兩根天線情況下降低天線之間相關(guān)性。
[0030]圖1為本實用新型實施例一種多天線裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該多天線裝置包括至少兩個天線組，所述天線組之間通過地板連接，其中，
[0031]所述每個天線組中包含一根或兩根天線，所述各天線組在空間上相互遠(yuǎn)離。
[0032]實際應(yīng)用中，將天線進(jìn)行分組，每組包含至多兩根天線，如果天線總數(shù)為單數(shù)，則有一根天線為一組。本實用新型中天線形式不限，可以是平面單極子天線，PIFA等多種形式。
[0033]對于包含兩根天線的天線組，一般的，組內(nèi)兩根天線之間，空間布置的位置相鄰，組與組之間，盡可能拉開距離在終端上布置。
[0034]可選的，對于包含兩根天線的天線組，所述天線組內(nèi)的兩根天線之間還設(shè)置有解耦網(wǎng)絡(luò)。實際應(yīng)用中，根據(jù)天線特性和工作頻段，設(shè)計解耦網(wǎng)絡(luò)，以降低天線之間的耦合。
[0035]圖2為本實用新型實施例一種解耦網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述解耦網(wǎng)絡(luò)包括:第一匹配子網(wǎng)絡(luò)、第二匹配子網(wǎng)絡(luò)、第三匹配子網(wǎng)絡(luò)、第四匹配子網(wǎng)絡(luò)、第一解耦子網(wǎng)絡(luò)、第二解耦子網(wǎng)絡(luò)和第三解耦子網(wǎng)絡(luò)；其中，
[0036]所述天線組內(nèi)的一根天線依次通過第一匹配子網(wǎng)絡(luò)、第一解耦子網(wǎng)絡(luò)、第三匹配子網(wǎng)絡(luò)連接至一個端口；
[0037]所述天線組內(nèi)的另一根天線依次通過第二匹配子網(wǎng)絡(luò)、第二解耦子網(wǎng)絡(luò)、第四匹配子網(wǎng)絡(luò)連接至另一個端口；
[0038]所述第三解耦子網(wǎng)絡(luò)分別與第一解耦子網(wǎng)絡(luò)、第二解耦子網(wǎng)絡(luò)、第三匹配子網(wǎng)絡(luò)、第四匹配子網(wǎng)絡(luò)連接。
[0039]可選的，所述地板上設(shè)置開槽。
[0040]本實用新型實施例還相應(yīng)地提出了一種終端，該終端包括上述的多天線裝置。
[0041]可選的，所述多天線裝置包括兩個天線組，且每個天線組包含兩根天線。[0042]可選的，所述兩個天線組中的一個天線組設(shè)置于所述終端的頂部，另一個天線組設(shè)置于所述終端的底部。
[0043]可選的，所述兩個天線組設(shè)置為對角位置。
[0044]下面通過具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0045]實施例1
[0046]本實施例以終端配置4根天線為例進(jìn)行說明。
[0047]如圖3所示，本實施例中，4根天線分為兩組，一組位于手機(jī)主板頂部，一組位于手機(jī)主板底部，為了加大兩組天線之間的間距，布置兩組天線時采用對角布置，在同一組的兩根天線之間，通過解耦網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接(圖3中并未示出解耦網(wǎng)絡(luò))，在地板上，視實際情況需要進(jìn)行/不進(jìn)行開槽處理。
[0048]組內(nèi)兩天線之間的解耦網(wǎng)絡(luò)，通過以下方法進(jìn)行設(shè)計:若兩天線之間的耦合為零，即反射系數(shù)S12 = S21 = 0，根據(jù)S矩陣和Y矩陣的轉(zhuǎn)換關(guān)系得到導(dǎo)納值Y12 = Y21 = O。這表明，若想令兩跟天線之間的耦合度為零，可以從其導(dǎo)納矩陣入手，通過微波網(wǎng)絡(luò)變換的思想，設(shè)計出解耦網(wǎng)絡(luò)來。
[0049]如圖4所示，為了降低解耦網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的復(fù)雜度，本實施例先根據(jù)每個天線的輸入阻抗設(shè)計出匹配網(wǎng)絡(luò)I和匹配網(wǎng)絡(luò)2，將兩副天線均調(diào)至匹配狀態(tài)。然后從匹配狀態(tài)出發(fā)，設(shè)計解耦網(wǎng)絡(luò)，解耦網(wǎng)絡(luò)由解耦網(wǎng)絡(luò)1、解耦網(wǎng)絡(luò)2及解耦網(wǎng)絡(luò)3組成。經(jīng)過解耦網(wǎng)絡(luò)后，兩天線間的耦合已經(jīng)非常小，但是經(jīng)常處于失配狀態(tài)，需要分別設(shè)計匹配網(wǎng)絡(luò)3和匹配網(wǎng)絡(luò)4再次將天線調(diào)至匹配狀態(tài)，且后續(xù)的匹配網(wǎng)絡(luò)3和匹配網(wǎng)絡(luò)4不會明顯影響已經(jīng)很小的耦
I=I /又 ο
[0050]圖4中的匹配網(wǎng)絡(luò)1、匹配網(wǎng)絡(luò)2、匹配網(wǎng)絡(luò)3和匹配網(wǎng)絡(luò)4均采用L型匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計。
[0051]圖5為解耦網(wǎng)絡(luò)的等效微波網(wǎng)絡(luò)示意圖，圖5中的解耦網(wǎng)絡(luò)I和解耦網(wǎng)絡(luò)2可以采用傳輸線、T型網(wǎng)絡(luò)或者π型網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，解耦網(wǎng)絡(luò)4采用串聯(lián)電感或者串聯(lián)電容實現(xiàn)。圖4所示的解耦網(wǎng)絡(luò)也可簡化為如圖6所示。
[0052]本實施例通過綜合使用天線拉開布置、加裝解耦網(wǎng)絡(luò)和地板開槽等技術(shù)方案，在終端上布置多于2根天線情況下實現(xiàn)天線之間相關(guān)性。以便實現(xiàn)空間多個數(shù)據(jù)流獨立傳輸，提高傳輸速率。
[0053]以上僅為本實用新型的一個實施例，不構(gòu)成對本實用新型的任何限制，對于不同類型及工作頻段的天線，利用本實用新型中的技術(shù)，可以很容易實現(xiàn)同頻天線間的解耦及天線單元的匹配。
【權(quán)利要求】
1.一種多天線裝置，其特征在于，該多天線裝置包括至少兩個天線組，所述天線組之間通過地板連接，其中， 所述每個天線組中包含一根或兩根天線，所述各天線組在空間上相互遠(yuǎn)離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線裝置，其特征在于，對于包含兩根天線的天線組，所述天線組內(nèi)的兩根天線之間還設(shè)置有解耦網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多天線裝置，其特征在于，所述解耦網(wǎng)絡(luò)包括:第一匹配子網(wǎng)絡(luò)、第二匹配子網(wǎng)絡(luò)、第三匹配子網(wǎng)絡(luò)、第四匹配子網(wǎng)絡(luò)、第一解耦子網(wǎng)絡(luò)、第二解耦子網(wǎng)絡(luò)和第三解耦子網(wǎng)絡(luò)；其中， 所述天線組內(nèi)的一根天線依次通過第一匹配子網(wǎng)絡(luò)、第一解耦子網(wǎng)絡(luò)、第三匹配子網(wǎng)絡(luò)連接至一個端口； 所述天線組內(nèi)的另一根天線依次通過第二匹配子網(wǎng)絡(luò)、第二解耦子網(wǎng)絡(luò)、第四匹配子網(wǎng)絡(luò)連接至另一個端口； 所述第三解耦子網(wǎng)絡(luò)分別與第一解耦子網(wǎng)絡(luò)、第二解耦子網(wǎng)絡(luò)、第三匹配子網(wǎng)絡(luò)、第四匹配子網(wǎng)絡(luò)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的多天線裝置，其特征在于，所述地板上設(shè)置開槽。
5.一種終端，其特征在于，該終端包括權(quán)利要求1至4任一項所述的多天線裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的終端，其特征在于，所述多天線裝置包括兩個天線組，且每個天線組包含兩根天線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的終端，其特征在于，所述兩個天線組中的一個天線組設(shè)置于所述終端的頂部，另一個天線組設(shè)置于所述終端的底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的終端，其特征在于，所述兩個天線組設(shè)置為對角位置。
【文檔編號】H01Q1/22GK203377368SQ201320315102
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】陳霖, 張璐, 禹忠, 張學(xué)林 申請人:中興通訊股份有限公司