[发明专利]一种新型的小型多输入多输出天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术与无线通信领域，涉及一种可在手机终端使用的多输入多输出（MIMO）天线。

背景技术

多输入多输出（multiple input multiple output，以下简称MIMO）技术是一种智能天线技术，它是指在通信系统的发射端和接收端都采用多个天线进行信号的发射与接收，以提高通信的质量与性能。MIMO 的核心概念是利用多根发射天线与多根接收天线来传输和接收同样功率的能量时所具有的空间自由度来有效提升无线通信系统的频谱效率，以提升传输速率并改善通信品质。由于 MIMO技术可以在不需要增加带宽或总发送功率耗损（transmit power expenditure）的情况下大幅地增加系统的资料吞吐量（throughput）及传送距离，使得此技术在无线通信领域得到了广泛的关注与应用，并成为现代无线通信标准（例如IEEE 802.11N(WIFI),4G,3GPP Long term evolution（LTE）, WiMax和 HSPA+）的重要部分。

MIMO天线作为MIMO通信系统的重要组成部分，它的性能将极大的影响整个MIMO通信系统的效率与质量。影响MIMO天线性能的主要因素包括天线的尺寸、工作频段、阻抗及增益和多天线之间的隔离度。为了保证天线之间有较好的隔离度，使它们工作时候不相互干扰，天线之间的距离一般要达到半个工作波长，但这会导致整个天线变得很大，不利于终端的小型化与紧凑设计。

为了降低天线之间互感，增大隔离度，同时保证尺寸较小，一般采用两种办法：一是特殊的天线地面结构设计，比如地面凹槽；二是采用隔离结构，如EBG周期结构。两种方法都可以在一定程度上减小MIMO天线的尺寸同时保证天线隔离度较好，但是四分之一个工作波长的尺寸相对于手机终端来说仍然较大。而一种类似于带阻滤波器的结构成为另外一种选择。

发明内容

本发明采用一种具有三个阻带的滤波器结构作为MIMO天线的隔离结构，并使之与两个单天线紧凑安放，进而设计出能够工作在三个频带的MIMO天线，同时保证天线的尺寸较小和性能优良。

本发明采用的技术方案是：

一种新型的小型多输入多输出天线，包括基底、两个单天线和滤波器结构；在基底上设置有两个单天线和滤波器结构，其中两个单天线位于滤波器结构上方，并成对称设置。

所述的单天线是由T型馈线和变形的口字形外围结构组成，T型馈线设置在变形的口字形外围结构内，口字形外围结构靠近中心的一侧边呈半圆弧形状，远离中心的一侧边与底边分离；该单天线通过竖直设置的微带线与地平面连接。

所述的滤波器结构由两个变形的E字形结构和中间的长微带线组成，两个E字形结构呈对称设置，E字形结构的顶边长于底边，两个变形的E字形结构通过中边与长微带线连接.

所述的单天线与所述的滤波器结构的对称轴重合，所述的长微带线一端伸入两个单天线之间，另一端与地平面连接。

所述的长微带线由两段粗细不同的微带线组成。

所述的小型多输入多输出天线工作在2.42GHz、3.43GHz和5GHz三个频段下。

本发明具有的有益效果是：

本发明的MIMO天线具有紧凑的结构，且能够工作在2.42GHz、3.43GHz和5GHz三个频段下，同时每个频段内天线都具有良好的隔离度、带宽和增益，符合手机中对天线小型化和MIMO技术的要求，能够用于手机终端。

附图说明

图1为天线的整体结构图；

图2为单个天线的结构图；

图3 为滤波器结构的结构图；

图4 为天线的测试结果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详述：

如图1所示，本发明中MIMO天线由两个单天线结构1-1和一个滤波器结构1-3组成。天线的总体尺寸是15mm x 14.5mm，基底1-2采用的是手机终端中常用的FR-4材料，它的介电常数为4.4，结构参数为55mm x 50mm x 1.6mm。天线的地面1-4与天线结构在一个平面上，大小为40 x 50mm，这种共面设计有利于天线的装配。