一种天线传输装置及移动终端及天线设计方法
【专利摘要】本发明实施例涉及天线传输【技术领域】，尤其涉及一种天线传输装置及移动终端及天线设计方法。该装置包括和差器、第一天线单元和第二天线单元，其中，所述和差器包括和端口与差端口；当所述和差器的和端口工作时，与所述和差器连接的第一天线单元和与所述和差器连接的第二天线单元同相馈电；当所述和差器的差端口工作时，与所述和差器连接的第一天线单元和与所述和差器连接的第二天线单元反相馈电。该天线传输装置中和端口和差端口处的方向图具有较大差异，从而能够提高天线的传输速率。
【专利说明】一种天线传输装置及移动终端及天线设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明实施例涉及天线传输【技术领域】，尤其涉及一种天线传输装置及移动终端及 天线设计方法。
【背景技术】
[0002] 随着移动通信技术的发展，多天线已开始应用于工作和生活等多个应用领域中的 各种无线移动终端。随着移动终端的小型化和功能多样化的发展，在非常有限的空间内需 要设计天线的个数也在增加。
[0003] 现有的天线传输装置中，不同天线的方向图具有较小的差异，导致由多个天线组 成的天线传输装置的传输速率相对于单个天线没有较好的提升，即现有天线传输装置的传 输速率较低，故现有的天线传输装置的性能较差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提出一种天线传输装置及移动终端及天线设计方法，以提高天线 传输装置的传输速率。
[0005] -方面，本发明提供了一种天线传输装置，所述铁氧体绕线器件包括第一绕线单 元、第二绕线单元和第三绕线单元，其中，所述第一绕线单元的一端为和端口，所述第一绕 线单元的另一端接地；
[0006] 所述第二绕线单元的一端为差端口，所述第二绕线单元的另一端与所述第一天线 单元连接；所述第三绕线单元的一端与所述差端口连接，第三绕线单元的另一端与所述第 二天线单元连接。
[0007] 再一方面，本发明提供了一种移动终端，包括本发明任意实施例提供的天线传输 装直。
[0008] 另一方面，本发明还提供了一种天线设计方法，包括：
[0009] 将天线划分为第一天线单元和第二天线单元；
[0010] 将所述第一天线单元和所述第二天线单元分别与和差器连接，使得当所述和差器 的和端口工作时，所述第一天线单元和所述第二天线单元同相馈电，当所示和差器的差端 口工作时，所述第一天线单元和所述第二天线单元反相馈电。
[0011] 本发明提供的天线传输装置及移动终端及天线设计方法，能够有效提高天线的传 输速率。本发明天线传输装置中，第一天线单元和第二天线单元均与和差器连接，并且当所 述和差器的和端口工作时，所述第一天线单元和所述第二天线单元同相馈电；当所述和差 器的差端口工作时，所述第一天线单元和所述第二天线单元反相馈电，使得所述和差器的 和端口与差端口处的方向图具有较大差异，进而提高了天线传输装置的传输速率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明实施例的 一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
[0013] 图1为本发明第一实施例中提供的天线传输装置的结构示意图；
[0014] 图2为本发明第一实施例中提供的天线传输装置的方向图；
[0015] 图3为本发明第一实施例中提供的两个相距为1/8?1/4波长的单极天线的示意 图；
[0016] 图4为本发明第一实施例中提供的与图3所示天线单元对应的天线传输装置的方 向图；
[0017] 图5为本发明第一实施例中提供的两个相距为1/4波长的IFA天线的示意图；
[0018] 图6为本发明第一实施例中提供的与图5所示天线单元对应的天线传输装置的方 向图；
[0019] 图7为本发明第二实施例中提供的铁氧体加漆包线绕制的和差器的示意图；
[0020] 图8为本发明第四实施例中提供的天线设计方法的实现流程图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图及具体实施例对本发明实施例进行更加详细与完整的说明。可以理 解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。 另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全 部内容。
[0022] 第一实施例：
[0023] 图1为本发明第一实施例中提供的天线传输装置的结构示意图，如图1所示，该天 线传输装置包括和差器11、第一天线单元12和第二天线单元13。
[0024] 在移动终端的多天线无线通信系统中包括第一天线单元12和第二天线单元13， 其中，所述第一天线单元12中和所述第二天线单元13中均包括至少一个天线。例如，第一 天线单元12和第二天线单元13中分别包括一个天线。一般的，第一天线单元12中天线的 数量和第二天线单元13中天线的数量相等。
[0025] 需要说明的是，本发明第一实施例中对第一天线单元12和第二天线单元13中天 线的类型不作限定，只要是能够应用于移动终端的天线均可。并且所述第一天线单元12中 天线的类型和第二天线单元13中天线的类型可以相同也可以相似。
[0026] 其中，所述和差器11包括和端口 111与差端口 112。和差器11的和端口 111和 差端口 112不同时工作，当所述和差器11的和端口 111工作时，与所述和差器11连接的第 一天线单元12和与所述和差器11连接的第二天线单元13同相馈电；当所述和差器的差 端口工作时，与所述和差器连接的第一天线单元和与所述和差器连接的第二天线单元反相 馈电。第一天线单元12和第二天线单元13同相馈电时和反相馈电时的方向图存在较大差 异。
[0027] 图2为本发明第一实施例中提供的天线传输装置的方向图，其中，实线部分为和 端口工作时的方向图，虚线部分为差端口工作时的方向图。如图2所示，和端口的方向图和 差端口的方向图有较大差异。由于所述和差器11的和端口 111处的方向图与差端口 112 处的方向图具有较大差异，提高了天线传输装置的传输速率。另外，本发明实施例中，第一 天线单元12和第二天线单元13之间的距离大约在1个波长以内，使得第一天线单元12和 第二天线单元13之间的隔离度能够满足民用通信需求。
[0028] 以第一天线单元和第二天线单元中分别包括一个单级天线为例。图3为本发明第 一实施例中提供的两个相距为1/8?1/4波长的单极天线的示意图，图4为本发明第一实 施例中提供的与图3所示天线单元对应的天线传输装置的方向图。如图3所示，单极天线 的排布方向与y轴所示的方向垂直，且单极天线之间相距为1/8?1/4波长。在图4所示 的方向图中，实线表示和端口工作时，即两个单极天线同相馈电时，x〇y面的方向图；虚线 表示差端口工作时，即两个单极天线反相馈电时，xoy面的方向图。如图4所示，实线所示 的和端口的方向图和虚线所示的差端口的方向图完全不同，并且，虚线所示方向图的中心 点离主瓣边缘的距离相对于实线所示方向图的中心点离主瓣边缘的距离较大，即两个单极 天线反相馈电相对于这两个单极天线同相馈电时的增益较高，故当天线传输装置在弱场情 况下，差端口的工作表现较好。
[0029] 以第一天线单元和第二天线单元中分别包括一个IFA天线（Inverted-F天线）为 例。图5为本发明第一实施例中提供的两个相距为1/4波长的IFA天线的示意图，图6为 本发明第一实施例中提供的与图5所示天线单元对应的天线传输装置的方向图。如图5所 示，IFA天线的排布方向与y轴所示的方向平行，且这两个IFA天线之间相距为1/4波长。 在图6所示的方向图中，实线表示和端口工作时，yoz面的方向图；虚线表示差端口工作时， yoz面的方向图。如图6所示，实线所示的和端口的方向图和虚线所示的差端口的方向图完 全不同，且差方向图在和方向图中增益比较低的方向具有较高的增益。因此在弱场情况下， 合理的选择和端口或差端口工作能够使得所述天线传输装置具有较好的传输效率。
[0030] 需要说明的是，所述和差器为铁氧体绕线器件或电感电容器件。由于本发明第一 实施例中提供的天线传输装置需设置于移动终端（例如，智能手机）中，故天线传输装置中 和差器需为小尺寸器件，因此，所述和差器可以采用铁氧体绕线器件或者低损耗的电容电 感器件等。
[0031] 第二实施例：
[0032] 图7为本发明第二实施例中提供的铁氧体加漆包线绕制的和差器的示意图，如图 7所示，当所述和差器为铁氧体绕线器件时，其中，所述铁氧体绕线器件包括第一绕线单元 201、第二绕线单元202和第三绕线单元203,其中，所述第一绕线单元201的第一端为和端 口，所述第一绕线单元201的第二端接地；所述第二绕线单元202的第一端为差端口，所述 第二绕线单元202的第二端与所述第一天线单元连接；所述第三绕线单元203的第一端与 所述差端口连接，第三绕线单元203的第二端与所述第二天线单元连接。
[0033] 当和差器的和端口 211输入，即当和端口 211工作时，第一天线单元22和第二天 线单元23同相位输出；当差端口 212输入，即当差端口 212工作时，第一天线单元22和第 二天线单元23反相位输出。如图7所示的为铁氧体加漆包线绕制的和差器为小尺寸，其可 以设置于移动终端的内部，进而能够提高移动终端的传输速率。
[0034] 本发明第二实施例中提供的天线传输装置中，和差器的和端口与差端口处的方向 图有较大差异，且第一天线单元和第二天线单元间的隔离度能够满足民用通信需要，故本 发明第二实施例提供的天线传输装置具有较高的传输速率。
[0035] 第三实施例：
[0036] 本发明第三实施例还提供一种移动终端，所述移动终端包括本发明任意实施例提 供的天线传输装置，使得移动终端中天线传输装置的方向图具有较大差异，从而提高该移 动终端的传输速率。
[0037] 第四实施例：
[0038] 图8为本发明第四实施例中提供的天线设计方法的实现流程图，该方法可以由对 天线进行设置的工作人员来执行，该实现流程包括：
[0039] 步骤41、将天线划分为第一天线单元和第二天线单元。
[0040] 将移动终端需要设置的天线划分为第一天线单元和第二天线单元，例如，当移动 终端需要设置两个天线时，第一天线单元和第二天线单元中分别有一个天线；当移动终端 需要设置四个天线时，第一天线单元和第二天线单元中分别有两个天线等。一般的，移动终 端中天线的数量为偶数，将天线均匀划分成第一天线单元和第二天线单元即可。
[0041] 其中，所述第一天线单元中和所述第二天线单元中均至少包括一个天线，即天线 传输装置中至少包括两个天线，故本发明第二实施例中天线传输装置为多天线传输装置， 以提高天线的传输速率。
[0042] 步骤42、将所述第一天线单元和所述第二天线单元分别与和差器连接，使得当和 差器的和端口工作时，所述第一天线单元和所述第二天线单元同相馈电；当和差器的差端 口工作时，所述第一天线单元和所述第二天线单元反相馈电。
[0043] 将第一天线单元中各天线均与和差器的和端口连接，且将第二天线单元中各天线 均与和差器的差端口连接，使得当和差器的和端口工作时，所述第一天线单元和所述第二 天线单元同相馈电；当和差器的差端口工作时，所述第一天线单元和所述第二天线单元反 相馈电。进而使得和端口的方向图与差端口的方向图完全不同，进而提高天线传输装置的 传输速率。
[0044] 其中，所述和差器为铁氧体绕线器件或电感电容器件。在设计移动终端的天线时， 不能够直接使用具有较大尺寸的环形器或者其他分部参数设计的器件，而需要只能采用铁 氧体绕线器件或者用低损耗的电感电容器件制成的小尺寸的和差器。
[0045] 其中，当所述和差器为铁氧体绕线器件时，所述铁氧体绕线器件可以包括第一绕 线单元、第二绕线单元和第三绕线单元，其中，所述第一绕线单元的第一端为和端口，所述 第一绕线单元的第二端接地；所述第二绕线单元的第一端为差端口；所述第三绕线单元的 第一端与所述差端口连接；此时，所述将所述第一天线单元和所述第二天线单元分别与和 差器连接，包括：将所述第一天线单元与所述第二绕线单元的第二端连接，且将所述第二天 线单元与所述第三绕线单元的第二端连接。
[0046] 随着移动终端的小型化和功能多样化的发展，通信所需的天线必然会多于2个。 本发明实施例中提供的天线设计方法中，第一天线单元和第二天线单元也可以为由多个天 线构成的子阵列，且多个天线构成的子阵列的增益较高，在弱场情况下表现较好。
[0047] 综上，本发明第四实施例中提供的天线设计方法可以在有限的空间内使得第一天 线单元和第二天线单元间的辐射方向图存在较大差异，且天线单元间的隔离度满足民用通 信需求，因此能够提高移动终端的天线传输速率。另外，该天线设计方法还能够在和端口方 向图固定情况下，通过改变差端口相邻两个天线单元的馈电相位差，以自适应改变辐射方 向图。综上，该天线设计方法能够很好的满足MIMO(Multi-input Multi-output,多输入多 输出）通信的需求。
[0048] 上所述仅为本发明实施例的优选实施例，并不用于限制本发明实施例，对于本领 域技术人员而言，本发明实施例可以有各种改动和变化。凡在本发明实施例的精神和原理 之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种天线传输装置，其特征在于，包括和差器、第一天线单元和第二天线单元，其中， 所述和差器包括和端口与差端口； 当所述和差器的和端口工作时，与所述和差器连接的第一天线单元和与所述和差器连 接的第二天线单元同相馈电； 当所述和差器的差端口工作时，与所述和差器连接的第一天线单元和与所述和差器连 接的第二天线单元反相馈电。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述第一天线单元中和所述第二天线单元中均包括至少一个天线。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述和差器为铁氧体绕线器件或电感电容器件。
4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，当所述和差器为铁氧体绕线器件时，其 中， 所述铁氧体绕线器件包括第一绕线单元、第二绕线单元和第三绕线单元，其中，所述第 一绕线单元的第一端为和端口，所述第一绕线单元的第二端接地；所述第二绕线单元的第 一端为差端口，所述第二绕线单元的第二端与所述第一天线单元连接；所述第三绕线单元 的第一端与所述差端口连接，第三绕线单元的第二端与所述第二天线单元连接。
5. -种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的天线传输装置。
6. -种天线设计方法，其特征在于，包括： 将天线划分为第一天线单元和第二天线单元； 将所述第一天线单元和所述第二天线单元分别与和差器连接，使得当所述和差器的和 端口工作时，所述第一天线单元和所述第二天线单元同相馈电，当所示和差器的差端口工 作时，所述第一天线单元和所述第二天线单元反相馈电。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于， 所述第一天线单元中和所述第二天线单元中均至少包括一个天线。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于， 所述和差器为铁氧体绕线器件或电感电容器件。
9. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于， 当所述和差器为铁氧体绕线器件时，所述铁氧体绕线器件包括第一绕线单元、第二绕 线单元和第三绕线单元，其中，所述第一绕线单元的第一端为和端口，所述第一绕线单元的 第二端接地；所述第二绕线单元的第一端为差端口；所述第三绕线单元的第一端与所述差 端口连接； 所述将所述第一天线单元和所述第二天线单元分别与和差器连接，包括： 将所述第一天线单元与所述第二绕线单元的第二端连接，且将所述第二天线单元与所 述第三绕线单元的第二端连接。
【文档编号】H01Q21/00GK104092026SQ201410306801
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】王新宝, 赵宁 申请人:广东欧珀移动通信有限公司