[发明专利]手持通信设备的多输入多输出天线

说明书

技术领域

本发明总体涉及手持通信设备的天线，更具体地，涉及多输入多输出天线。

背景技术

存在不同类型的无线移动通信设备可用，例如个人数字助理、蜂窝电话以及无线双向电子邮件通信设备。许多这种设备旨在由作为用户的人们更容易地携带，通常适于放在衬衫或外套口袋中。

随着无线通信设备的使用继续显著地增加，需要提供增大的系统容量。一种提高容量的技术是利用多输入多输出(MIMO)系统提供不相关的传播路径。MIMO采用多个分离的独立信号路径，例如凭借若干发送和接收天线。

这通常需要多个天线，从而导致无线移动通信设备内的特定部分的复制，并且导致设备大小与性能之间的不利的折衷。该折衷是较小的设备承受性能问题(包括缩短的电池寿命和潜在的更多掉话)，而性能较好的设备需要较大的外壳。该折衷的主要因素在于天线之间的互耦合，这可能导致发送时的功率浪费以及来自输入信号的接收功率降低。

有效的MIMO性能要求多个天线所接收的每一个信号之间的相对低的相关性。在较大设备中，这通常利用以下中的一个或多个来实现：空间分集(天线之间的距离)、场型分集(天线对准方向之间的区别)、以及极化分集。

不幸的是，当在移动手持通信设备内使用多个天线时，由于消费者所偏好的紧凑设备的紧密限制的特点，这些天线所接收的信号无法如所期望地相关。这严重影响了MIMO性能。因此，折衷或者扩大了设备(这是消费者很可能要避免的)，或者要容忍性能降低。

因此，期望开发一种MIMO天线装置，能够具有紧凑的大小，以适于装配在消费者所期望的足够小的设备外壳内，并且能够提高性能。

附图说明

图1是结合了本发明的天线组件的移动无线通信设备的示意框图；

图2是从通信设备的两个端口天线组件安装在其上的介电支座的上方观察得到的透视图；

图3是从介电支座下方观察得到的透视图；

图4是八端口天线组件的透视图，该八端口天线组件在矩形支座的拐角处具有天线单元；

图5是八端口天线组件的另一实施例的透视图，该八端口天线组件在矩形支座的拐角处具有天线单元；

图6是八端口天线组件的透视图，该八端口天线组件沿矩形支座的每一侧具有天线单元；

图7是八端口天线组件的另一版本的透视图，该八端口天线组件在矩形支座的拐角处具有天线单元；以及

图8是八端口天线组件的又一版本的透视图，该八端口天线组件在矩形支座的拐角处具有天线单元。

具体实施方式

本发明的用于移动无线通信设备的天线使用较少组件，并通过减少天线耦合来降低信号相关性，即便在以比现有系统更紧凑的形式来实现的情况下也是如此。这利用几何设计实现，该几何设计使得单个单元能够满足两个独立天线先前所要求的作用。

该天线设计基于将两个平面倒F天线(PIFA)与公共带和公共接地平面合并，以提供一种紧凑的设计，该设计很好地适用于移动手持设备中的分集天线系统。备选地，该天线还可以用作使得能够将接收和发送信号分离的双工器。

该天线包括导电材料的贴片，位于第一平面中。第一腿和第二腿是隔开的，并且均由与贴片电连接的导电材料构成。第一和第二腿是共面的，并且与第一平面垂直。导电带与贴片以及第一腿连接，其中该带与第一平面垂直。第三腿与该带电连接，并且从该带向外伸出。该天线具有：第一信号端口，向第一腿施加第一信号；以及第二信号端口，向第三腿施加第二信号。

本发明的天线可有利地用于移动无线通信设备，例如个人数字助理、蜂窝电话以及无线双向电子邮件通信设备，并且将在上下文中进行描述。然而，该天线可以为其他类型的射频设备所采用。

首先，参照图1，诸如蜂窝电话之类的移动无线通信设备20示意性地包括外壳21，外壳21可以是静态外壳，例如与在许多蜂窝电话中使用的翻盖或滑盖外壳不同。然而，也可以使用那些外壳配置和其他外壳配置。外壳21内承载有电池23，用于给内部组件供电。

外壳21包含诸如印刷电路板(PCB)衬底之类的主介电衬底22，例如在主介电衬底22上安装用于移动设备20的主电路24。主电路24通常包括微处理器、一个或多个存储设备、以及提供用于控制移动设备的用户接口的显示器和键盘。

诸如麦克风25的音频输入设备和诸如扬声器26的音频输出设备起到针对用户的音频接口的作用，并且与主电路24相连。