一種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端mimo雙天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端MIMO雙天線。本發(fā)明包括介質(zhì)基板、金屬地、天線A、天線B；在介質(zhì)基板的正面部分區(qū)域設(shè)置金屬地，天線A、B分別位于介質(zhì)基板正面無金屬地的左右兩端；其中天線A整體總長(zhǎng)度大于天線B，負(fù)責(zé)諧振低中高頻；天線B負(fù)責(zé)諧振中高頻；天線A與天線B覆蓋的頻段相互交叉，互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)從GSM頻段到WLAN頻段的頻率覆蓋。該MIMO雙天線各由兩個(gè)諧振枝節(jié)折疊耦合構(gòu)成，一方面減小占用空間，實(shí)現(xiàn)小型化；另一方面諧振出多頻，再通過帶有拓展枝節(jié)將相鄰諧振頻點(diǎn)拉近，從而拓展帶寬；在拓展枝節(jié)A與金屬地之間加電感，可調(diào)節(jié)地板的自諧振效應(yīng)，使得低頻時(shí)匹配良好。
【專利說明】
-種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端MI MO雙天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種小型，多頻，寬帶寬的并且?guī)в袛U(kuò)展地枝 節(jié)的MIMO多天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 移動(dòng)通信技術(shù)在過去=十年里的飛速發(fā)展為二十一世紀(jì)信息產(chǎn)業(yè)革命提供了強(qiáng) 大的技術(shù)支持和服務(wù)普及。手機(jī)作為個(gè)人信息終端伴隨移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)步而迅猛發(fā)展。 第一代模擬制式手機(jī)出現(xiàn)在上世紀(jì)八十年代，只能夠提供基本的語音通話功能;第二代GSM 制式手機(jī)采用數(shù)字技術(shù)，在語音通話業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)文字與圖片數(shù)據(jù)發(fā)送功能;第=代 手機(jī)W數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主體，提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)功能;第四代LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng) 寬帶化的技術(shù)變革，高速移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋一方面給人們的生活提供的極大的便利和高 質(zhì)量的信息通信服務(wù)，另一方面也極大地促進(jìn)了手機(jī)的快速發(fā)展，擁有更加豐富的功能，更 快上網(wǎng)速度的手機(jī)正成為現(xiàn)代人的必要裝備。
[0003] 然而對(duì)于任何無線設(shè)備而言，移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)的傳輸都依賴于天線的無線傳輸功 能。對(duì)于集多種功能于一體的手機(jī)，天線的好壞直接影響手機(jī)的無線通信性能。第一代手機(jī) 的拉桿天線體積龐大，使用不便;第二代手機(jī)的小型螺旋天線和內(nèi)置PIFA，減小天線體積， 實(shí)現(xiàn)多頻帶覆蓋;第=代手機(jī)的貼片天線，簡(jiǎn)化天線設(shè)計(jì)流程，降低天線成本;第四代移動(dòng) 通信技術(shù)要求數(shù)據(jù)設(shè)備提供MIMO的功能，為進(jìn)一步提升系統(tǒng)吞吐量提供技術(shù)支持。Mimo天 線系統(tǒng)通過使用同一頻段多天線的同步信息傳輸，在不增加頻譜資源和能量消耗的基礎(chǔ)上 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的成倍高速傳輸，而且多天線系統(tǒng)可W有效地利用不同天線之間接收信號(hào)的多樣 性，提升通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。手機(jī)的小型化和通信的多頻寬帶化要求對(duì)手機(jī)天線設(shè)計(jì)提出 了更大的挑戰(zhàn)，另外正是由于MIMO技術(shù)具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)使之成為未來5G-項(xiàng)關(guān)鍵核屯、技 術(shù)，因此也推動(dòng)了 MIMO終端多天線的設(shè)計(jì)與發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服上述所提到的困難，正視挑戰(zhàn)，滿足無線終端設(shè)備對(duì)天 線所提出的小型化，多頻帶，實(shí)現(xiàn)高速率，高可靠性要求，提出了一種帶有擴(kuò)展地枝節(jié)的多 頻帶MIMO雙天線。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 本發(fā)明包括介質(zhì)基板(1)、金屬地(2)、天線A、天線B;介質(zhì)基板(1)的正面上端留有 部分空白區(qū)域作為天線A和天線B鋪設(shè)區(qū)域，剩余區(qū)域鋪設(shè)金屬層，該金屬層作為接地區(qū)域， W下稱為金屬地(2);天線A和天線B分別位于介質(zhì)基板（1)正面無接地區(qū)域的左右兩端，天 線A整體總長(zhǎng)度大于天線B，負(fù)責(zé)諧振低中高頻;天線B負(fù)責(zé)諧振中高頻。天線A與天線B覆蓋 的頻段相互交叉，互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)從GSM頻段到WLAN頻段的頻率覆蓋。
[0007] 進(jìn)一步地，金屬層(2)厚度要求一般為35皿；
[000引所述的天線A主要由長(zhǎng)諧振枝節(jié)A(6)與短諧振枝節(jié)A(5)嵌套構(gòu)成，其中短諧振枝 節(jié)A(5)呈"C"形，長(zhǎng)諧振枝節(jié)A(6)呈旋轉(zhuǎn)180°后的"C"形，且短諧振枝節(jié)A(5)的一臂與長(zhǎng) 諧振枝節(jié)A(6)的一臂相連接，另一臂設(shè)于長(zhǎng)諧振枝節(jié)A(6)內(nèi)；長(zhǎng)諧振枝節(jié)A(6)與短諧振枝 節(jié)A(5)的連接部分作為饋點(diǎn)，用于連接饋線(3)，信號(hào)由此饋入激勵(lì);金屬地(2)沿著介質(zhì)基 板（1)正面左上角邊緣延伸出拓展枝節(jié)A(7)，該拓展枝節(jié)A(7)呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后的L形，同 時(shí)在金屬地(2)與拓展枝節(jié)A(7)之間加載有電感(4)，用于調(diào)整低頻匹配；
[0009]所述的天線B構(gòu)造與天線A類似，主要由長(zhǎng)諧振枝節(jié)B(9)與短諧振枝節(jié)B(S)嵌套構(gòu) 成，其中長(zhǎng)諧振枝節(jié)B(9)呈形，短諧振枝節(jié)B(S)呈旋轉(zhuǎn)180°后的形，且長(zhǎng)諧振枝節(jié) B(9)的一臂與短諧振枝節(jié)B(S)的一臂相連接，另一臂設(shè)于短諧振枝節(jié)B(S)內(nèi)；長(zhǎng)諧振枝節(jié)B
[9] 與短諧振枝節(jié)B(S)的連接部分作為饋點(diǎn)，用于連接饋線(3)，信號(hào)由此饋入激勵(lì);金屬地 (2)沿著介質(zhì)基板（1)正面右上角邊緣延伸出拓展枝節(jié)B(IO),該拓展枝節(jié)B(IO)呈順時(shí)針旋 轉(zhuǎn)180°后的L形。
[0010] 進(jìn)一步地，天線A和B之間保持一定距離避免禪合干擾。
[0011] 拓展枝節(jié)A(7)與拓展枝節(jié)B(IO)激發(fā)金屬地的多模諧振，與相對(duì)應(yīng)的天線長(zhǎng)短諧 振枝節(jié)，共同實(shí)現(xiàn)寬頻諧振的效果。
[0012] 天線采用同軸饋電形式，SMA射頻連接器內(nèi)導(dǎo)體接在饋線（3)，外導(dǎo)體接在金屬地 (2)上。
[OOU]天線具有平面化、小型化，低輪廓等優(yōu)勢(shì)，占用空間僅為68X 12mm2,可廣泛應(yīng)用于 手機(jī)等各種無線終端設(shè)備中。
[0014] 本發(fā)明具有的有益的效果是：
[0015] 該MIMO雙天線各由兩個(gè)諧振枝節(jié)折疊禪合構(gòu)成，一方面減小占用空間，實(shí)現(xiàn)小型 化;另一方面諧振出多頻，再通過帶有拓展枝節(jié)將相鄰諧振頻點(diǎn)拉近，從而拓展帶寬;在拓 展枝節(jié)A與金屬地之間加一個(gè)分立元件（電感），可W很好地調(diào)節(jié)地板的自諧振效應(yīng)，使得低 頻時(shí)匹配良好;故從而實(shí)現(xiàn)覆蓋全頻帶效果。由于天線是平面結(jié)構(gòu)，易于和PCB電路集成，而 且其低剖面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此易加工，成本低，可批量生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用在移動(dòng)手持終端設(shè)備 中。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0017] 圖2是本發(fā)明的詳細(xì)參數(shù)標(biāo)注圖
[0018] 圖3是本發(fā)明天線的S參數(shù)示意圖
[0019] 圖4是本發(fā)明天線的3-D福射方向圖
[0020] 圖中：1.介質(zhì)基板;2.金屬地;3.饋線;4.電感;5.短諧振枝節(jié)A;6.長(zhǎng)諧振枝節(jié)A;7. 拓展枝節(jié)A; 8.短諧振枝節(jié)B; 9.長(zhǎng)諧振枝節(jié)B; 10.拓展枝節(jié)B。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示，介質(zhì)基板（1)的正面指定區(qū)域鋪地(2)，天線位于上表面無地區(qū)域，各 由兩個(gè)長(zhǎng)短諧振枝節(jié)折疊禪合構(gòu)成，天線A由長(zhǎng)短諧振枝節(jié)A(5)(6)組成，天線B由長(zhǎng)短諧振 枝節(jié)B(S) (9)組成;天線A和B分別從金屬地(2)擴(kuò)展出拓展枝節(jié)A(7)、拓展枝節(jié)B(IO);天線A 的拓展枝節(jié)A(7)加載個(gè)電感(4);信號(hào)從饋線(3)饋入。
[0023] 天線采用同軸饋電形式，SMA射頻連接器內(nèi)導(dǎo)體接在饋線（3)，外導(dǎo)體接在金屬地 (2)上。
[0024] 本發(fā)明的天線設(shè)計(jì)在S維電磁仿真軟件HFSS中進(jìn)行，相關(guān)尺寸通過參數(shù)掃描優(yōu)化 最終確定，如圖2所示，現(xiàn)作簡(jiǎn)單說明如下:微波介質(zhì)基板（1)長(zhǎng)寬高分別為L(zhǎng)s,Ws,h;金屬地 (2)長(zhǎng)寬分別為L(zhǎng)g, Ws;天線A和天線B的詳細(xì)尺寸標(biāo)注如圖2所示，天線A沿介質(zhì)基板（1)左上 角邊緣拓展枝節(jié)A(7)由兩臂組成，總長(zhǎng)度為(S1+S2)，臂寬分別為tl，t2,天線A其兩嵌套諧 振枝節(jié)均呈形，由公共端向X軸正負(fù)半軸各自延伸出來，按照一定比例折疊，然后嵌套 在一起。公共端向X軸負(fù)向延伸出的諧振枝節(jié)（即短諧振枝節(jié)A)總長(zhǎng)度為化4+L5+L6)，寬度 依次為胖4，胖5，胖6。公共端向乂軸正向延伸出的諧振枝節(jié)（即長(zhǎng)諧振枝節(jié)4)總長(zhǎng)度為化1+12+ L3)，寬度依次為Wl，W2，W3;天線B沿介質(zhì)基板(1)右上角邊緣拓展枝節(jié)B(IO)也由兩臂組成， 總長(zhǎng)度為(ml+m2)，臂寬分別為nl，n2,天線B其由公共端向X軸正負(fù)半軸W及巧由負(fù)向各延伸 出一段枝節(jié)。沿Y軸負(fù)向枝節(jié)長(zhǎng)為Yl，寬為XI;沿X軸正向延伸出諧振枝節(jié)（即短諧振枝節(jié)B) 總長(zhǎng)度為(X2i巧3巧4)，寬度依次為Y2，Y3，Y4;沿X軸負(fù)向延伸出諧振枝節(jié)（即長(zhǎng)諧振枝節(jié)B) 總長(zhǎng)度為(X化X5巧6)，寬度依次為Y2，Y5，Y6。
[0025] 天線A諧振枝節(jié)總長(zhǎng)度大于天線B，負(fù)責(zé)諧振低中高頻;天線B負(fù)責(zé)諧振中高頻。
[0026] 天線A尺寸:單位(mm)
[0027]
[0031] 天線A長(zhǎng)枝節(jié)(6)負(fù)責(zé)諧振中高頻點(diǎn)，加了短枝節(jié)(5)禪合，諧振頻點(diǎn)增多;天線B短 枝節(jié)(8)負(fù)責(zé)諧振中高頻點(diǎn)，長(zhǎng)枝節(jié)(9)諧振低頻點(diǎn)，長(zhǎng)短枝節(jié)通過折疊禪合減小占用空間 實(shí)現(xiàn)小型化，多頻諧振;拓展枝節(jié)A、B(7)(10)的作用是調(diào)整匹配，也使得中間兩個(gè)諧振頻點(diǎn) 靠近，從而拓展帶寬；電感(4)是為了改善低頻匹配，減小反射。
[0032] 本發(fā)明天線可覆蓋GSM850，DCS，PCS，UMTS，BT，WLAN802.11b/g，LTE2300/ 2500WLAN802. Ila等全頻段。
[0033] 由于該天線具有低剖面，平面印制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，便于和電路集成且易于加 工，成本低，再通過連接阻抗為50歐姆的SMA射頻連接器就可測(cè)試，操作簡(jiǎn)單。因而可廣泛推 廣使用。
[0034]上述實(shí)施例并非是對(duì)于本發(fā)明的限制，本發(fā)明并非僅限于上述實(shí)施例，只要符合 本發(fā)明要求，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端ΜΙΜΟ雙天線，其特征在于包括介質(zhì)基板（1)、 金屬地(2)、天線A、天線B;在介質(zhì)基板(1)的正面部分區(qū)域設(shè)置金屬地(2)，天線A和天線B分 別位于介質(zhì)基板（1)正面無金屬地(2)的左右兩端;其中天線A整體總長(zhǎng)度大于天線B，負(fù)責(zé) 諧振低中高頻;天線B負(fù)責(zé)諧振中高頻;天線A與天線B覆蓋的頻段相互交叉，互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)從 GSM頻段到WLAN頻段的頻率覆蓋。2. 如權(quán)利要求1所述的一種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端ΜΙΜΟ雙天線，其特征在 于金屬地（2)沿著介質(zhì)基板（1)正面左右上角邊緣分別延伸出拓展枝節(jié)Α(7)、拓展枝節(jié)Β (10)，且拓展枝節(jié)Α(7)的結(jié)構(gòu)呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后的L形，拓展枝節(jié)Β(10)的結(jié)構(gòu)呈順時(shí)針旋 轉(zhuǎn)180°后的L形;上述拓展枝節(jié)Α(7)、拓展枝節(jié)Β(10)用于激發(fā)金屬地的多模諧振，與相對(duì)應(yīng) 的天線長(zhǎng)短諧振枝節(jié)，共同實(shí)現(xiàn)寬頻諧振的效果。3. 如權(quán)利要求2所述的一種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端ΜΙΜΟ雙天線，其特征在 于在金屬地(2)與拓展枝節(jié)Α(7)之間加載有電感(4)，用于調(diào)整低頻匹配，減小反射。4. 如權(quán)利要求1所述的一種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端ΜΙΜΟ雙天線，其特征在 于所述的天線Α主要由均具有兩臂結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)諧振枝節(jié)Α(6)與短諧振枝節(jié)Α(5)嵌套構(gòu)成，短 諧振枝節(jié)Α(5)的一臂與長(zhǎng)諧振枝節(jié)Α(6)的一臂相連接，另一臂設(shè)于長(zhǎng)諧振枝節(jié)Α(6)內(nèi)；天 線Α長(zhǎng)諧振枝節(jié)Α(6)負(fù)責(zé)諧振中高頻點(diǎn)，加了短諧振枝節(jié)Α(5)耦合，諧振頻點(diǎn)增多。5. 如權(quán)利要求1所述的一種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端ΜΙΜΟ雙天線，其特征在 于所述的天線Β主要由均具有兩臂結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)諧振枝節(jié)Β(9)與短諧振枝節(jié)Β(8)嵌套構(gòu)成，長(zhǎng) 諧振枝節(jié)Β(9)的一臂與短諧振枝節(jié)Β(8)的一臂相連接，另一臂設(shè)于短諧振枝節(jié)Β(8)內(nèi)；天 線Β短枝節(jié)(8)負(fù)責(zé)諧振中高頻點(diǎn)，長(zhǎng)枝節(jié)(9)諧振低頻點(diǎn)，長(zhǎng)短枝節(jié)通過折疊耦合減小占用 空間實(shí)現(xiàn)小型化，多頻諧振。6. 如權(quán)利要求4所述的一種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端ΜΙΜΟ雙天線，其特征在 于長(zhǎng)諧振枝節(jié)Α(6)與短諧振枝節(jié)Α(5)的連接部分作為饋點(diǎn)，用于連接饋線(3)，信號(hào)由此饋 入激勵(lì)。7. 如權(quán)利要求5所述的一種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端ΜΙΜΟ雙天線，其特征在 于長(zhǎng)諧振枝節(jié)Β(9)與短諧振枝節(jié)Β(8)的連接部分作為饋點(diǎn)，用于連接饋線(3)，信號(hào)由此饋 入激勵(lì)。8. 如權(quán)利要求6或7所述的一種帶有擴(kuò)展地全頻帶覆蓋的手機(jī)終端ΜΙΜΟ雙天線，其特征 在于天線Α、Β采用同軸饋電形式，SMA射頻連接器內(nèi)導(dǎo)體接在饋線（3)，外導(dǎo)體接在金屬地 (2)上。
【文檔編號(hào)】H01Q1/24GK106099348SQ201610551241
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月11日
【發(fā)明人】徐魁文, 劉飛, 趙文生, 陳世昌, 彭亮, 王高峰
【申請(qǐng)人】杭州電子科技大學(xué)