[发明专利]小型化天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及小型化天线系统，更具体地，涉及用于无线通信设备(如，多标准数字平台)的天线系统。

背景技术

当前市场上的数字平台通过无线链路提供多种服务。因此，这些数字平台必须能够支持多种标准，尤其是针对无线高比特率通信而实现的标准，如IEEE 802.11a、b、g标准以及目前针对WIFI功能的802.11n标准。这种类型的无线通信可以在具体地遵守非常严格的电磁波传播条件的封闭场所(closed premises)下进行。为了改进系统损耗和两个无线设备之间的比特率，使用称为MIMO(“多输出多输入”的缩写)的技术。该技术需要至少两个天线、以及天线之间良好的去相关和良好的隔离。

为了解决两个天线之间的隔离问题，解决方案典型地用于使两个天线在空间上彼此隔开，以便确保充分的隔离。然而，这种解决方案并没有实现要获得的小型化系统。

A.DIALLO，C.LUXEY，Ph.LE THUC，R.STARAJ，G.KOSSIAVAS的题为“Enhanced two-antenna structures for universalmobile telecommunications system diversity terminal”.IET Microwaves，Antennas and Propagation，vol.2，no 1，p.93-101，2008年2月的文献中已经提供了允许对两个天线之间的隔离进行改进的另一解决方案。该解决方案建议利用导线来连接两个PIFA类型的天线，即，反F型天线。这种悬置的导线在天线短路点处直接连接至天线，并且可以补偿在两个天线之间存在的电磁耦合。该线将一小部分信号从一个天线传送至另一天线，根据该线的长度不同程度地隔离这两个天线。

还提出了在两个天线之间添加四分之一波陷波(wave notch)，以提高天线之间的隔离。

发明内容

本发明涉及一种应用于槽型天线(如，1/4波槽或1/2波槽、环形槽、锥形槽(TSA、Vivaldi))以及还应用于贴片型天线或其他印刷天线的特定解决方案。

因此，本发明涉及一种天线系统，在基板上至少包括：第一印刷辐射元件和第二印刷辐射元件，每个印刷辐射元件由馈线来供电；在两个辐射元件之间、包括第一端和第二端的至少一个传输线，其中，传输线的第一端和第二端以比例1∶b(b＞1)和相位Φ根据耦合函数(coupling function)分别耦合至第一辐射元件和第二辐射元件，其中比例1∶b(b＞1)和相位Φ与辐射元件之间的物理距离有关，传输线的长度导致相位差Θ，使得Θ补偿Φ。

根据优选实施例，辐射元件是槽型天线，传输线是槽线。辐射元件还可以是贴片，这样，传输线是微带或共面线。

通过将辐射元件的一部分定位成与传输线的对应端平行，来实现耦合函数，平行部分之间的距离d以及平行部分的长度确定了耦合函数的参数。

此外，传输线的总长度使得可以将来自其他天线的复杂信号的分量最小化，这使得可以获得两个槽型辐射元件之间的良好隔离。

附图说明

通过阅读参考附图对本发明优选实施例的描述，本发明的其他特征和优点将显而易见，附图中：

图1是说明本发明原理的具有两个天线的MIMO系统的图示。

图2是应用本发明的两个槽型辐射元件的顶视图。

图3示出了根据频率给出每个天线的阻抗匹配以及两个辐射元件之间的隔离的曲线图。

图4是根据本发明的天线系统的顶视平面图。

图5示出了图4的系统的根据频率的阻抗匹配和隔离曲线。

图6图示了本发明的不同实施例，其中，改变了传输线与辐射元件的平行部分之间的距离D。

图7a和7b分别示出了a)根据频率以及根据D的值的阻抗匹配曲线，以及b)根据距离D的两个辐射元件之间的隔离曲线。

图8是根据传输线的电长度θ的本发明不同实施例的图示。

图9a和9b分别示出了图8的不同实施例的阻抗匹配和隔离曲线。

图10是根据本发明另一实施例的天线系统的顶视平面图。

图11a和11b分别在图11a中示出了没有传输线的天线系统的根据

频率的阻抗匹配和隔离曲线，以及在图11b中示出了如图10所示的天线系统的根据频率的阻抗匹配和隔离曲线。

图12是根据本发明另一实施例的天线系统的顶视平面图。

图13a和13b分别在图13a中示出了没有传输线的天线系统的根据频率的阻抗匹配和隔离曲线，以及在图13b中示出了如图12所示的天线系统的根据频率的阻抗匹配和隔离曲线。