[发明专利]一种具有自解耦合特性的三端口移动终端天线

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种具有自解耦合特性的三端口移动终端天线，由辐射体，第一端口馈电网络，第二端口馈电网络和第三端口馈电网络构成，金属地板代表终端内部电路板印刷在水平介质板的背面；辐射体印刷在垂直介质板内表面；第一端口馈电网络、第二端口馈电网络和第三端口馈电网络印刷在水平介质板正面。本发明提出的具有自解耦合特性的三端口天线，无需额外的去耦合结构；采用三个馈电端口同时激励一个辐射体的形式，在端口距离极近的情况下仍保持良好的端口隔离度，且天线单元构造简单，便于分析和加工，在移动终端MIMO天线设计中具有广泛的应用前景。本发明的天线无需额外的去耦合结构便可实现天然的自解耦合特性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及天线设计，尤其涉及一种具有自解耦合特性的三端口移动终端天线。

背景技术

目前：无线通信技术呈现爆发式增长。MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术的出现更是将通信理论推向另一个高峰。MIMO技术可以在不增加发射功率和不占用额外频谱资源的前提下，成倍地提高系统的通信效率与可靠性。由于其极高的频谱利用效率，MIMO技术将是现阶段乃至今后很多年内主流物理层技术。

天线作为无线通信系统的基础，其性能的优劣直接关乎无线通信系统的质量。多天线所面临的关键性问题之一即为天线间的耦合问题，天线之间0.5倍波长的距离间隔是保证天线单元之间低相关性的一个临界点。对于基站天线来说，广阔的空间可以为天线之间提供足够大的间隔以达到低耦合的目的，然而对于小型移动终端设备——手机，在如此狭小的空间放置两个甚至更多的天线，并使多天线在低耦合的情况下工作是一项极具挑战的任务。应用于移动终端的MIMO天线大多属于电小天线，天线结构形式常基于单极子天线及其各种变形结构，如IFA天线、PIFA天线、环形天线、缝天线等适用于移动终端环境的天线结构。

单极子天线(Monopole antenna)是根据镜像原理由半波偶极子天线变换形成。单极子天线结构简单，尺寸较小，可折叠，这些特点都使其便于理论设计和实际加工。若对理想单极子天线进行匹配，其天线长度对于并不富裕的手机天线预留空间仍旧过大。所以在移动终端设备中，单极子天线的实现方式通常采用印刷在系统电路板上的弯折微带线结构。IFA天线(InvertedF-shaped antenna)是为了降低单极子天线的剖面高度而进行弯折设计的一种简单结构。但弯折部分结构与地面平行又使得天线容性增加，为此在拐角处增加接地枝节来增加感性。IFA天线也具有结构简单、易于匹配调节的优点，通过调整各枝节长度可以改变天线的谐振频率并使得阻抗匹配。目前多用于智能机金属边框与天线一体化设计。PIFA天线(Planar Inverted F-shaped antenna)则是对IFA天线改进之后的结果。将IFA天线细导线替换为更宽的金属贴片，这种改造可以增大天线的分布电容，减小天线的分布电感，从而达到增大天线带宽的目的。PIFA天线的性能主要受短路金属片的尺寸和位置、辐射贴片的尺寸影响。PIFA天线的结构使其具有良好的机械稳定性和宽频带等优点，但其需要通过辐射贴片和接地平面之间的净空进行辐射，这使得天线高度一般不得低于6毫米，所以如今超薄智能机中已经很少采用PIFA天线。

环形天线(Loop antenna)则可以看作将单极子天线开路端接地构成一个金属环结构，常见形状有圆形和矩形。在移动终端天线的设计中，常将金属边框设计为环形天线的一部分，激励产生多个谐振模式来实现多频工作，这也对移动终端载体和天线一体化工作机理分析提出了要求。缝天线(Slot antenna)也是终端设备中常用的天线类型。缝天线是在系统地板上开缝并且通过微带线进行耦合馈电。根据开口方式不同，又可划分为短路缝天线、单端开路缝天线(又称单极子缝天线)、双端开路缝天线。开口方式不同导致会有不同的基模，但都可激励出多个谐振模式。由于其结构紧凑，易于集成，故在移动终端设备中通常将金属边框与系统地板间的缝隙设计成缝天线。