宽带多重输入及多重输出的天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种天线，包含一接地平面；一第一发射组件，设置在所述接地平面；一第二发射组件，设置在所述接地平面且与所述第一发射组件相间隔，所述第一发射组件及第二发射组件各包含：一馈脚，用于馈送所述发射组件；一接地脚，用于将所述发射组件接地；一折纸状弯曲组件，具有一第一端及第二端，所述第一端连接至所述馈脚，所述第二端被电容耦合至所述发射组件；及一辅助接地接脚，延伸于所述馈脚及所述接地平面之间。
【专利说明】宽带多重输入及多重输出的天线
[0001]相关申请资料
[0002]参阅2013年6月24日提交的美国临时申请案第61/838，425号，标的名称为“ΜΜ0天线”，其根据美国联邦法规(CFR)第37编1.78(a) (4)及(5) (i)条规定揭露于此全部纳入作为参考并主张优先权。
【技术领域】
[0003]本实用新型一般涉及一种天线，特别的是涉及一种多重输入及多重输出(MMO)的天线。
【背景技术】
[0004]各种类型的MMO天线为已知的现有技术。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种多重输入及多重输出(MMO)的天线，其具有宽带的性能。
[0006]根据本实用新型所提供一优选实施例的天线，包含一接地平面；一第一发射组件，设置在所述接地平面；一第二发射组件，设置在所述接地平面且与所述第一发射组件相间隔，所述第一发射组件及第二发射组件各包含:一馈脚，用于馈送所述发射组件；一接地脚，用于将所述发射组件接地；一折纸状(origam1-like)弯曲组件，具有一第一端及第二端，所述第一端连接至所述馈脚，所述第二端被电容耦合至所述发射组件；及一辅助接地接脚，延伸于所述馈脚及所述接地平面之间。
[0007]优选地，所述第一发射组件及第二发射组件各包含一上发射曲折部，远离所述接地平面，所述馈脚及接地脚从所述上发射曲折部延伸。
[0008]优选地，所述馈脚在一馈送区域连接至所述上发射曲折部，所述接地脚在一接地区域连接至所述上发射曲折部，所述馈送区域沿着λ/4的所述上发射曲折部与所述接地区域相隔一电气距离，其中λ为所述上发射曲折部的发射波长。
[0009]优选地，所述天线还包含一第一耦合部，自所述馈脚沿着一远离所述辅助接地接脚的方向延伸，所述第一耦合部被电容耦合至所述接地平面。
[0010]优选地，所述天线还包含一第二 L形耦合部，自所述上发射曲折部沿着一朝向所述接地平面的方向延伸，所述第二 L形耦合部被电容耦合至所述接地平面。
[0011 ] 优选地，所述上发射曲折部与所述第一及第二耦合部及所述折纸状弯曲组件在一低频范围内发射。
[0012]优选地，所述低频范围为698至960兆赫(MHz)。
[0013]优选地，所述折纸状弯曲组件另外在一高频范围内发射。优选地，所述高频范围发射为1710至2700兆赫。
[0014]优选地，所述第一发射组件利用一第一输入端馈送，及所述第二发射组件利用一第二输入端馈送。
[0015]根据本实用新型的一优选实施例，所述天线还包含一隔离组件，用于电气隔离在所述第一及第二发射组件之间。
[0016]优选地，所述隔离组件还包含一导电组件。
[0017]优选地，所述隔离组件还包含一条体，位在与所述第一及第二发射组件相间隔的位置。
[0018]优选地，所述隔离组件还包含一天线罩(radome)，所述隔离组件被安装在所述天线罩上。
[0019]优选地，所述接地平面包含数个雕塑(sculpted)边缘，用于改善在所述第一及第二发射组件之间的隔离性。
[0020]根据本实用新型的一优选实施例，所述上发射曲折部包含一角度弯曲结构，位于一第一平面，并定义内部垂直角度的数个角隅部，所述角度弯曲结构包含一第一垂直角度外角隅、一第二垂直角度外角隅、一第三倾斜外角隅及一第四倾斜外角隅，所述第三倾斜外角隅的一斜面的长度大于所述第四倾斜外角隅的一斜面的长度。
[0021]另外根据本实用新型的一优选实施例，所述馈脚沿着所述角度弯曲结构自一中间点延伸，所述中间点自所述第三倾斜外角插入，所述馈脚包含一第一细长部，位于一第二平面，垂直于所述第一平面，所述第一细长部包含:一上第一端部，邻近所述角度弯曲结构；及一下弯段，邻近所述接地平面。
[0022]仍根据本实用新型的一优选实施例，所述折纸状弯曲组件包含:一第二锥形部，自所述下弯段延伸，且位于一第三平面，平行所述第一平面及垂直所述第二平面，所述第二锥形部包含一圆形端部；一第三锐角部，自所述圆形端部延伸；一第四部，邻近所述第三锐角部，且沿着一远离所述角度弯曲结构的方向弯曲，所述第四部包含一倒置箭状结构，其包括:一下头段，具有一邻接所述第三锐角部的顶点；及一上杆段，具有一倾斜边缘；及一第五部，与所述倾斜边缘相邻，且相应弯曲，所述第五部包含一正交角部及一垂直弯曲标示，所述垂直弯曲标示终止于一第二开放短截部，并位于一第四平面，平行且自所述第一平面偏移。
[0023]又根据本实用新型的一优选实施例，所述辅助接地接脚包含:一第六直线部，自所述下弯段上方的一点垂直延伸；及一第七部，自所述第六直线部延伸且相应垂直弯曲，所述第七部位于一平面，其垂直所述第一平面，且所述第七部包含一弯曲L形脚，终止在所述接地平面。
[0024]再根据本实用新型的一优选实施例，所述接地脚自所述第二垂直角度外角隅及所述第四倾斜外角之间的位置延伸，所述接地脚包含一片状组件，位于一第五平面，其垂直所述第一平面，并具有一后倾下缘，其包含形成在其内的二阶状凹部。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]由以下的详细说明并结合附图，本实用新型将可更充分的认识及理解:
[0026]图1A，IB及IC是根据本实用新型的一优选实施例一天线结构及操作的简化相应的立体图，侧视图及俯视图；
[0027]图1D是图1A至IC所示的天线类型的简化组合立体图；
[0028]图2A，2B及2C是根据本实用新型的另一优选实施例一天线结构及操作的简化相应的立体图，侧视图及俯视图；及
[0029]图2D是图2A至2C所示的天线类型的简化组合立体图。
【具体实施方式】
[0030]参阅图1A，IB及1C，是根据本实用新型的一优选实施例一天线结构及操作的简化相应的立体图，侧视图及俯视图，及图1D是图1A至IC所示的天线类型的简化组合立体图。
[0031]如图1A至ID所示，提供一种天线100，优选地包含一接地平面102与设置在其上的一第一发射组件104及一第二发射组件106。所述第二发射组件106优选地与所述第一发射组件104相邻且相间隔。由图1A至IC可清楚理解，第一发射组件104优选地与所述第二发射组件106具有大致相似的结构，且优选地设置在所述接地平面102上，以便被旋转约180°而与相应的第二发射组件106转换。所述第一及第二发射组件104、106可具有相同的结构，如图中所示的天线100。或者，所述第一及第二发射组件104、106通常可相似，但相对于彼此具有较小的变化，这对于本领域的技术人员是显而易知的。
[0032]由于所述第一及第二发射组件104、106的结构大致相似，所述第一及第二发射组件104、106优选地大致具有相同的发射频带。可以理解的是，二分开的发射组件操作在一共同频带的结果，即所述第一及第二发射组件104、106，天线100优选地操作如空间分集式天线，相较于仅包含单个发射组件的天线，因而可提升本身的性能。
[0033]所述第一及第二发射组件104、106优选地分别形成如复合发射组件，各优选地包含一上曲折部108。由图1C可清楚看到，所述上曲折部108优选地包含一开放端结构，其具有一第一及第二端110。所述第一及第二端110优选地由一间距隔开，使所述上曲折部108不形成一封闭回路。在实施例所示的所述上曲折部108中，所述上曲折部108显示为包含一具有垂直弯曲角部的角结构。然而，可以理解的是，所述上曲折部108的配置仅为示例，且所述上曲折部可形成各种构造，包含波形曲折弯曲，平面或非平面构造。
[0034]所述上曲折部108优选地自所述上曲折部108延伸在一馈送区114由一馈脚112馈送。所述馈脚112优选地利用一同轴电缆118的一内导体116连接于其中的方式接受一射频(RF)信号。如实施例所示的天线100中，所述内导体116显示为连接所述馈脚112在其中的一基端。然而，可以理解的是，所述同轴电缆118的内导体116的连接点的位置对于所述馈脚112可被调整，这取决于所述天线100阻抗匹配的需求。所述同轴电缆118的一外套体120优选地保持在上，且电性连接至接地平面102。
[0035]所述上曲折部108优选地利用一接地脚122自所述上曲折部108延伸在一接地区域124的方式接地。由本领域技术人员可理解的是，所述第一及第二发射组件104、106的各结构，包含一上曲折发射部108，其具有一馈脚112及一接地脚122，自其中延伸，类似于一平面倒F型天线(Planar Inverted F-Antenna, PIFA)。然而,所述第一及第二发射组件104、106至少在其中几个显着的方面不同于传统的PIFAs，以下将详细说明。
[0036]优选地从所述馈送区域114沿着约λ /4的所述上发射曲折部108与所述接地区域124相隔一电气距离，其中λ为所述上曲折部108的发射波长，且所述电气距离是在所述接地区域124及馈送区域114之间沿着所述上曲折部108的一封闭路径测量。利用约入/4的一电气距离将接地区域124从所述馈送区域114隔开，为本实用新型一优选实施例的特定特征，相较于一般PIFAs在所述接地及馈送点之间的分开，其距离通常比λ /4小很多。利用λ/4的一电气距离将接地区域124从所述馈送区域114隔开，可使所述天线100操作在一极宽的宽带，其范围将说明如下。
[0037]所述第一及第二发射组件104、106各优选地包含一折纸状弯曲组件130，其具有一第一端132及一第二端134。所述第一端132优选地连接至所述馈脚112在其底部，且邻近所述同轴电缆118的内导体116的连接点。所述第二端134优选地位于邻近但偏移所述上曲折部108，用以电容耦合。所述弯曲组件130优选地不直接电性连接至接地平面102。
[0038]配置所述弯曲组件130以便使所述天线100的操作在低频及高频带共振，且改进其电压驻波比(Voltage Standing Wave Rat1, VSWR)。可以理解的是,所述弯曲组件130的折纸状复杂弯曲结构被发现并优化其操作；不过，所述弯曲组件130可以根据其操作及设计需求而配置为各种折叠构造。还可理解的是，虽然所述上曲折部108、馈脚112、接地脚122及曲折组件130对于其中所说明的各种功能有所区别，但所述上曲折部108、馈脚112、接地脚122及曲折组件130也可形成一个整体组件。
[0039]所述曲折组件130的第二端134可悬设在所述上曲折部108上。在所述曲折组件130的第二端134及所述上曲折部108之间优选的距离为5至8毫米的范围。所述曲折组件130的第二端134可利用一介电间隔组件136的方式与所述上曲折部108隔开，其中所述介电间隔组件136可被开槽，螺接或其它方式连接至所述上曲折部108。或者，所述曲折组件130具有足够的刚性，而避免对于所述介电间隔组件136的需求。所述介电间隔组件136位于所述上曲折部108的第一及第二端110的间隙的一部分。如图1A及IC可清楚看至IJ，其中所述上曲折部108的第一及第二端110的间隙延伸至所述介电间隔组件136的下方，并由此部分而隐蔽于其中。
[0040]所述第一及第二发射组件104、106各优选地包含一辅助接地接脚140，优选地在沿着所述馈脚112的一中间点及所述接地平面102之间延伸。在所述天线100中提供一辅助接地接脚140为本实用新型一优选实施例的特定特征，且相对于传统的PIFAs，通常只包括一个单一的接地接脚。提供一辅助接地接脚140优选地用于调谐所述天线100的操作，因而优化其性能。
[0041]在所述天线100的操作中，所述上曲折部108对应所述弯曲组件130优选地在一低频范围约698至960兆赫共振。利用提供一第一及第二附加耦合部142、144以提升所述发射组件104、106的低频操作。所述第一耦合部142优选包含一有角度的部位，自所述馈脚112沿着一远离所述辅助接地接脚140的方向延伸。所述第二耦合部144优选地包含一大致呈L形部，由所述上曲折部108的中间点延伸，且与接地平面102隔开一距离，其约25至30毫米的范围。第一及第二耦合124、144优选地电性耦合至所述接地平面102及调整，以便在约800至960兆赫的频率范围共振。因而增加所述第一及第二发射组件104、106的低频操作范围。
[0042]此外，所述曲折组件130优选地在约1710至2700兆赫的一高频范围共振。所述第一及第二发射组件104、106不仅可操作为一宽带发射组件，其具有约698至960兆赫及约1710至2700兆赫可操作的频率范围。所述第一发射组件104及第二发射组件106优选地分别连接至单独的一第一及第二输入端150、152。所述天线100因而构成一利于宽带双输入、双输出或MMO的天线，由于所述第一及第二发射组件104、106在同一地点而提供空间分集。
[0043]可以理解的是，所述天线100的操作所规划上述的低频及高频范围仅为示例，其可利用调整所述天线100的各种参数而调节，包含尺寸及其排列，如本领域中的已知技术。
[0044]为了改善所述第一及第二发射组件104、106之间的隔离，一隔离组件160可被包含在一天线100中。所述隔离组件160优选地包含一导电组件，且优选地与所述第一及第二发射组件104、106相间隔。如图1A至ID所示的实施例的天线100，所述隔离组件160显示为一片状组件，其连接至设置在所述天线100上的天线罩162。所述隔离组件160也可以是不对称地相对于所述第一及第二发射组件104、106，如图1C可清楚看到。
[0045]所述第一及第二发射组件104、106之间的隔离，可进一步改善如所述接地平面102的特定配置的结果。如图1C可清楚看到，接地平面102可为一成形接地平面，包含一雕塑非均匀的多重边缘164。如图1A至IC所示，呈现所述接地平面102的具体形状，在所述第一及第二发射组件104、106之间具有优化的隔离，及提高所述天线100的电压驻波比(VSWR)，在通过其中的低频及高频的操作范围内。所述接地平面102可包含雕塑不均匀的边缘164，除了至少一连续弯曲边缘166。所述接地平面102可设置在一介电基板上，如印刷电路板(PCB) 168，并且可形成在一单一表面上。另外，所述接地平面102的部分可形成在所述印刷电路板168的数个表面。
[0046]根据本实用新型一优选实施例，所述第一及第二发射组件104、106的上曲折部108优选地包含一角度弯曲结构170，位于一第一平面，且定义内部垂直角度的数个角隅部，如图1C可清楚看到。所述角度弯曲结构170优选地包含一第一及第二垂直角度外角隅174、176，及一第三及第四倾斜外角隅178、180，所述第三倾斜外角隅178的一斜面的长度优选地大于所述第四倾斜外角隅180的一斜面的长度。
[0047]所述馈脚112优选地沿着所述角度弯曲结构170自一中间点182延伸，所述中间点182自所述第三倾斜外角178插入，如图1B所示可清楚看到，所述馈脚112优选地包含一第一细长部184，位于一第二平面，通常垂直于所述第一平面，通过所述角度弯曲结构170。所述第一细长部184包含:一第一端部186，邻近所述角度弯曲结构170 ;及一下弯段188，邻近所述接地平面102。所述同轴电缆118的内导体116优选地连接至所述馈脚112，在所述下弯段188。
[0048]如图1C所示，一第二锥形部190优选地自所述第一细长部184的下弯段188延伸，所述第二锥形部190优选地位于一第三平面，平行所述第一平面及垂直所述第二平面，且沿着所述接地平面102的一表面延伸。所述第二锥形部190优选地包含一圆形端部192，适于用以供一螺钉194插入其中，以固定所述第二锥形部190至所述印刷电路板168。
[0049]如图1B所示，一第三锐角部196优选地自所述圆形端部192延伸，第三锐角部196优选沿着一远离所述角度弯曲结构的方向而变宽及弯曲，以形成一第四部198。
[0050]所述第四部198包含一倒置箭状结构，且具有一下头段1100，具有一邻接所述第三锐角部196的顶点1102，及一上杆段1104，具有一倾斜边缘1106。所述上杆段1104优选地尖锐弯曲以形成一第五部1108，包含一正交角部1110及一垂直弯曲标示1112，所述垂直弯曲标示1112终止于一第二开放短截部1114。所述垂直弯曲标示1112优选地位于一第四平面，平行且自所述第一平面偏移，利用所述角度弯曲结构170定义。
[0051]可以理解的是，所述第二锥形部190的上述结构，弯曲标示1112包含一折纸状弯曲组件130的特定优选实施例。
[0052]一第六直线部1115优选地自所述下弯段188上方的一点垂直延伸。所述第六直线部1115优选地垂直弯曲以形成一第七部1116，所述第七部1116包含一弯曲L形脚1118，终止在所述接地平面102，如图1A所示的第二发射组件106可清楚看到。可以理解的是，所述第六直线部1115的上述结构，弯曲L形脚1118包含一辅助接地接脚140的特定优选实施例。
[0053]另外，根据本实用新型一特定优选的实施例，所述接地脚122优选地自第一垂直角度外角隅174及第四倾斜外角隅180之间的位置延伸。如图1B可清楚看到，所述接地脚122优选地包含一片状组件1120，位于一第五平面，大致垂直所述第一平面。所述片状组件1120优选地具有一后倾下缘1122，其包含形成在其内的二阶状凹部1124。所述接地脚122优选地连接所述接地平面102，利用一垂直弯曲第三端1126优选地由一螺钉1128螺合固定至所述接地平面102的方式。
[0054]可以理解的是，所述隔离组件160及所述接地平面102的雕塑边缘164的特定配置，使所述天线100的电压驻波比(VSWR)提高，其仅为示例，并且可根据天线所需的操作特性而修改。因此，所述隔离组件160在所述天线100的各种位置上，通过非限制示例的方式可具有各种形式，所述隔离组件160可具有各种形状及长度，对称或不对称地对应设置在所述第一及第二发射组件104、106，也可重叠或非重叠于所述第一及第二发射组件104、106，并在天线100中连接至一天线罩或其他专用或非专用的支撑结构。同样的，所述接地平面102的形状及尺寸可被调整，以便改变其特性。
[0055]通过实施例的方式，一天线200如图2A至2D所示，其中相关方面一般类似于所述天线100，所述接地平面102的边缘可被切除，以便形成一不同形状的接地平面202，相较于所述接地平面102呈现略微修改的电气性能。另外，所述隔离组件可延伸及挤压，以形成不同形状的隔离组件260，其具有多支点结构。可以理解的是，虽然不同形状的接地平面202及不同形状的隔离组件260显示于所述天线200中，所述接地平面及隔离组件中的一种或二种的形状可被修改，以便改变所述天线的性能。
[0056]本领域技术人员可以理解的是，本实用新型的范围不应受到之前的描述所限制。相反的，本实用新型的范围包括上文所描述的特征的各种组合和子组合，以及前述内容的修改及变化，本领域的技术人员所阅读的前面说明及参照附图并非现有技术。
【权利要求】
1.一种天线，其特征在于:所述天线包含: 一接地平面； 一第一发射组件，设置在所述接地平面； 一第二发射组件，设置在所述接地平面且与所述第一发射组件相间隔，所述第一发射组件及第二发射组件各包含: 一馈脚，用于馈送所述发射组件； 一接地脚，用于将所述发射组件接地； 一折纸状弯曲组件，具有一第一端及第二端，所述第一端连接至所述馈脚，所述第二端被电容耦合至所述发射组件；及 一辅助接地接脚，延伸于所述馈脚及所述接地平面之间。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于:所述第一发射组件及第二发射组件各包含一上发射曲折部，远离所述接地平面，所述馈脚及接地脚从所述上发射曲折部延伸。
3.如权利要求2所述的天线，其特征在于:所述馈脚在一馈送区域连接至所述上发射曲折部，所述接地脚在一接地区域连接至所述上发射曲折部，所述馈送区域沿着λ/4的所述上发射曲折部与所述接地区域相隔一电气距离，其中λ为所述上发射曲折部的发射波长。
4.如权利要求2所述的天线，其特征在于:所述天线还包含一第一耦合部，自所述馈脚沿着一远离所述辅助接地接脚的方向延伸，所述第一耦合部被电容耦合至所述接地平面。
5.如权利要求4所述的天线，其特征在于:所述天线还包含一第二L形耦合部，自所述上发射曲折部沿着一朝向所述接地平面的方向延伸，所述第二 L形耦合部被电容耦合至所述接地平面。
6.如权利要求5所述的天线，其特征在于:所述上发射曲折部与所述第一及第二耦合部及所述折纸状弯曲组件在一低频范围内发射。
7.如权利要求6所述的天线，其特征在于:所述低频范围为698至960兆赫。
8.如权利要求6所述的天线，其特征在于:所述折纸状弯曲组件另外在一高频范围内发射。
9.如权利要求8所述的天线，其特征在于:所述高频范围发射为1710至2700兆赫。
10.如权利要求1所述的天线，其特征在于:所述第一发射组件利用一第一输入端馈送，及所述第二发射组件利用一第二输入端馈送。
11.如权利要求1所述的天线，其特征在于:所述天线还包含一隔离组件，用于电气隔离在所述第一及第二发射组件之间。
12.如权利要求11所述的天线，其特征在于:所述隔离组件还包含一导电组件。
13.如权利要求11所述的天线，其特征在于:所述隔离组件还包含一条体，位在与所述第一及第二发射组件相间隔的位置。
14.如权利要求11所述的天线，其特征在于:所述隔离组件还包含一天线罩，所述隔离组件被安装在所述天线罩上。
15.如权利要求1所述的天线，其特征在于:所述接地平面包含数个雕塑边缘，用于改善在所述第一及第二发射组件之间的隔离性。
16.如权利要求2所述的天线，其特征在于:所述上发射曲折部包含一角度弯曲结构，位于一第一平面，并定义内部垂直角度的数个角隅部，所述角度弯曲结构包含一第一垂直角度外角隅、一第二垂直角度外角隅、一第三倾斜外角隅及一第四倾斜外角隅，所述第三倾斜外角隅的一斜面的长度大于所述第四倾斜外角隅的一斜面的长度。
17.如权利要求16所述的天线，其特征在于:所述馈脚沿着所述角度弯曲结构自一中间点延伸，所述中间点自所述第三倾斜外角插入，所述馈脚包含一第一细长部，位于一第二平面，垂直于所述第一平面，所述第一细长部包含:一上第一端部，邻近所述角度弯曲结构；及一下弯段，邻近所述接地平面。
18.如权利要求17所述的天线，其特征在于:所述折纸状弯曲组件包含: 一第二锥形部，自所述下弯段延伸，且位于一第三平面，平行所述第一平面及垂直所述第二平面，所述第二锥形部包含一圆形端部； 一第三锐角部，自所述圆形端部延伸； 一第四部，邻近所述第三锐角部，且沿着一远离所述角度弯曲结构的方向弯曲，所述第四部包含一倒置箭状结构，其包括:一下头段，具有一邻接所述第三锐角部的顶点；及一上杆段，具有一倾斜边缘；及 一第五部，与所述倾斜边缘相邻，且相应弯曲，所述第五部包含一正交角部及一垂直弯曲标示，所述垂直弯曲标示终止于一第二开放短截部，并位于一第四平面，平行且自所述第一平面偏移。
19.如权利要求18所述的天线，其特征在于:所述辅助接地接脚包含: 一第六直线部，自所述下弯段上方的一点垂直延伸 '及 一第七部，自所述第六直线部延伸且相应垂直弯曲，所述第七部位于一平面，其垂直所述第一平面，且所述第七部包含一弯曲L形脚，终止在所述接地平面。
20.如权利要求19所述的天线，其特征在于:所述接地脚自所述第二垂直角度外角隅及所述第四倾斜外角之间的位置延伸，所述接地脚包含一片状组件，位于一第五平面，其垂直所述第一平面，并具有一后倾下缘，其包含形成在其内的二阶状凹部。
【文档编号】H01Q21/00GK204167486SQ201420342278
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】亚尼夫·利夫, 海伊·尤那 申请人:盖尔创尼克斯有限公司