一种应用于手机的四天线分集系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种应用于手机的四天线分集系统，包括地板，主天线单元和三个副天线单元；所述主天线单元及所述三个副天线单元位于所述地板的同一侧。采用上述方案，实现了高效率，提高了传输速率，并且很好的解决了阻抗匹配对天线效率的影响。
【专利说明】—种应用于手机的四天线分集系统
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通讯天线【技术领域】，涉及用于移动通讯终端的多天线系统，具体为一种应用于手机的四天线分集系统。
【背景技术】
[0002]现代移动通信终端里，单端口输入的天线已经无法完成多样化的需求。多端口天线因其利于和不同的射频前端模块相匹配，可避免射频链路中前端开关引入的附加损耗等众多优势，逐渐成为研究对象。当然，由于终端能提供的天线放置空间有限，多天线设计带来好处的同时，必须认真处理他们的辐射效率问题，以发挥其最佳性能。
[0003]MIMO (Multiple Input Multiple Output)多天线技术不仅可以提高数据输送速率，还可改善网络覆盖率。随着LTE产业的推进，使用多天线技术是必然的趋势，也给终端天线设计带来了新的挑战:一方面用户要求小型化高质量的用户体验，另一方面MIMO系统也和传统的单天线一样，要求具有较高的天线辐射效率。
[0004]在多天线系统中，天线数量很多，彼此之间存在着不可避免的干扰影响，天线效率往往都不是很高，所以说在多天线系统中，天线效率的提高就显得尤为迫切。对于单天线，通常天线输入端的阻抗失配、馈电网络的插入损耗、天线结构的导体损耗、介质损耗、天线辐射的表面波损耗等因素都会降低天线的辐射效率，要想提高天线的效率，也就等于要着手解决上面的诸多损耗问题。而在这些影响天线效率的因素中，阻抗匹配对天线效率的影响最为严重，如果能做好匹配的工作，其它问题也都能轻松解决。而对于四天线系统，影响天线效率的因素就不仅仅是天线自身，以主天线来说，副天线的状态诸如匹配状态、天线形式等同样成为了主天线效率的关键因素。
[0005]因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种应用于手机的四天线分集系统。
[0007]本发明的技术方案如下:
[0008]一种应用于手机的四天线分集系统，其中，包括地板，主天线单元和三个副天线单元；所述主天线单元及所述三个副天线单元位于所述地板的同一侧。
[0009]所述的应用于手机的四天线分集系统，其中，所述主天线单元为耦合馈电的单极天线。
[0010]所述的应用于手机的四天线分集系统，其中，所述耦合馈电的单极天线为覆盖700-960Mhz 和 1710_2690Mhz 频段的天线。
[0011]所述的应用于手机的四天线分集系统，其中，所述耦合馈电的单极天线由两个单极天线分支和耦合馈电片组成，所述两个单极天线分支分别负责不同的频段，并且通过改变所述两个单极天线分支的长度改变所述主天线单元的工作频率。[0012]所述的应用于手机的四天线分集系统，其中，所述两个单极天线分支和所述耦合馈电片组成一个凹形稱合馈电的单极天线。
[0013]所述的应用于手机的四天线分集系统，其中，所述耦合馈电片的长X宽为20mmX6.5mm ;所述两个单极天线分支中的第一分支的一侧长度为35mm ;所述两个单极天线分支中的第二分支的一侧宽度为1.6mm;所述第二分支设置与一个短线路相连接；所述短线路与所述耦合馈电片之间的间隔设置为0.5mm。
[0014]所述的应用于手机的四天线分集系统，其中，所述三个副天线结构相同，并且副天线由耦合馈电片和一段环天线组成。
[0015]所述的应用于手机的四天线分集系统，其中，所述三个副天线覆盖1880_2690Mhz频段。
[0016]所述的应用于手机的四天线分集系统，其中，所述耦合馈电片的长X宽为15.8mmX8mm;所述环天线的底部外部的长度为18mm，所述环天线的底部内部的长度为15.2mm ;设置所述耦合馈电片与述环天线之间的间隔长度为0.2mm。
[0017]采用上述方案:
[0018]1、提出一种应用于手机的高效率四天线系统的设计，该设计由一个覆盖700—960Mhz和1710— 2690Mhz的主天线和三个覆盖1880—2690Mhz的副天线组成。主天线采用耦合馈电的单极天线模式，三个副天线采用耦合馈电的环天线模式。该天线系统实现了高效率，提高了传输速率，并且很好的解决了阻抗匹配对天线效率的影响。
[0019]2、该发明具有很小的空间占用需求和高效率，高隔离度，使该天线系统在MMO通信中具有重要的现实和潜在意义。四个端口的回波损耗在工作频带内均满足小于_6dB的手机通信要求。四个端口之间的隔离度在整个1880-2690频段内基本小于-13dB，满足手机天线的设计要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的四天线系统结构示意图。
[0021]图2为本发明的四天线一种实施方式的立体图。
[0022]图3为本发明中主天线的结构示意图。
[0023]图4为本发明中副天线其中之一的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0025]实施例一
[0026]如图1-图4所示，在四天线手机系统中，由于手机自身空间有限，留给天线的空间很狭小，因此，需要解决天线之间的隔离，需要解决在小型化天线之后又能保持效率两个主要的问题。
[0027]本发明目的是这样实现的:
[0028]I副天线301、302及303选择了相互之间隔离强的环天线形式。
[0029]2利用耦合馈电减小了环天线的尺寸。
[0030]3主天线201要覆盖多个频段采用了单极天线的模式[0031]4四天线的布局采用了两个顶端和两个侧边的形式，这种布局能增强隔离。
[0032]具体而言，参照图2，本发明主要由地板I和主天线单元201，三个副天线单元301、302,303o其主天线单元201及三个副天线单元301、302、303位于地板I的同一侧，地板I中设置有介质材料板，其选用介电常数为4.4的FR4介质板。
[0033]参照图3，本发明主天线单元201实例中采用耦合馈电的单极天线，它由两个分支212,213和耦合馈电片211组成，两个分支212、213分别负责不同的频段。通过改变分支长度可以改变天线单元的工作频率。如图4所示，副天线单元301、302、303由耦合馈电部分311和一段小环312组成。
[0034]介质材料板I选择尺寸为120mm X 60mm X 0.8mm,介电常数为4.4的FR4 (玻璃纤维环氧树脂覆铜板)介质板。
[0035]实施例二
[0036]在上述实施例的基础上，如图1-图4所示，提供一种应用于手机101的四天线分集系统，其中，包括地板1，主天线单元201和三个副天线单元301、302、303 ;所述主天线单元201及所述三个副天线单元301、302、303位于所述地板I的同一侧。
[0037]优选的，所述主天线单元201为耦合馈电的单极天线。
[0038]上述实施例的基础上，进一步，所述耦合馈电的单极天线为覆盖700-960Mhz和1710-2690Mhz频段的天线。
[0039]上述实施例的基础上，进一步，如图3所示，所述耦合馈电的单极天线由两个单极天线分支212、213和耦合馈电片211组成，所述两个单极天线分支212、213分别负责不同的频段，并且通过改变所述两个单极天线分支212、213的长度改变所述主天线单元201的
工作频率。
[0040]上述实施例的基础上，进一步，所述两个单极天线分支212、213和所述耦合馈电片211组成一个凹形耦合馈电的单极天线，如图2中201所示。
[0041]上述实施例的基础上，进一步，如图3所示，所述耦合馈电片211的长X宽为20mmX6.5mm ;所述两个单极天线分支中的第一分支212的一侧长度为35mm ;图中219的部分为Ilmm,216的部分为24mm,第一分支212与图中220部分一体设置,并共同构成第一分支212,第一分支212最窄的宽度为1.6mm ;所述两个单极天线分支中的第二分支213的一侧宽度为1.6mm ;第二分支213突出部分218的长度为22.5mm ;所述第二分支213设置与一个短线路214相连接；所述短线路214与所述耦合馈电片211之间的间隔设置为0.5mm ;第一分支212另一侧宽度为9.5mm ;第一分支212中220部分的宽度为4mm ;第一分支212中220部分与第一分支212的最长边相距26.3mm ;第二分支212另一侧宽度为3mm ;第二分支内凹形状，其内凹形状的中内部底边的长充为49.5mm ;短线路214的宽度为0.5mm。
[0042]上述实施例的基础上，进一步，所述三个副天线301、302、303结构相同，并且副天线301、302、303由耦合馈电片311和一段环天线312组成。
[0043]上述实施例的基础上，进一步，所述三个副天线301、302、303覆盖1880_2690Mhz频段。
[0044]上述实施例的基础上，进一步，所述耦合馈电片311的长321 X宽322为15.SmmXSmm ;所述环天线312的底部外部的长度341为18mm，所述环天线312的底部内部的长度342为15.2mm ;设置所述耦合馈电片311与述环天线312之间的间隔长度333为0.2mmο
[0045]上述实施例的基础上，进一步，所述地板I中还设置介质材料板为介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂覆铜板的介质板。
[0046]采用上述方案:
[0047]提出一种应用于手机的高效率四天线系统的设计，该设计由一个覆盖700—960Mhz和1710— 2690Mhz的主天线和三个覆盖1880—2690Mhz的副天线组成。主天线采用耦合馈电的单极天线模式，三个副天线采用耦合馈电的环天线模式。该天线系统实现了高效率，提高了传输速率，并且很好的解决了阻抗匹配对天线效率的影响。
[0048]上述技术方案，具有很小的空间占用需求和高效率，高隔离度，使该天线系统在MMO通信中具有重要的现实和潜在意义。四个端口的回波损耗在工作频带内均满足小于-6dB的手机通信要求。四个端口之间的隔离度在整个1880-2690频段内基本小于-13dB，满足手机天线的设计要求。
[0049]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种应用于手机的四天线分集系统，其特征在于，包括地板，主天线单元和三个副天线单元；所述主天线单元及所述三个副天线单元位于所述地板的同一侧。
2.如权利要求1所述的应用于手机的四天线分集系统，其特征在于，所述主天线单元为率禹合馈电的单极天线。
3.如权利要求2所述的应用于手机的四天线分集系统，其特征在于，所述耦合馈电的单极天线为覆盖700-960Mhz和1710-2690Mhz频段的天线。
4.如权利要求2所述的应用于手机的四天线分集系统，其特征在于，所述耦合馈电的单极天线由两个单极天线分支和耦合馈电片组成，所述两个单极天线分支分别负责不同的频段，并且通过改变所述两个单极天线分支的长度改变所述主天线单元的工作频率。
5.如权利要求4所述的应用于手机的四天线分集系统，其特征在于，所述两个单极天线分支和所述稱合馈电片组成一个凹形稱合馈电的单极天线。
6.如权利要求5所述的应用于手机的四天线分集系统，其特征在于，所述耦合馈电片的长X宽为20mmX6.5mm ;所述两个单极天线分支中的第一分支的一侧长度为35mm ;所述两个单极天线分支中的第二分支的一侧宽度为1.6mm ;所述第二分支设置与一个短线路相连接；所述短线路与所述耦合馈电片之间的间隔设置为0.5_。
7.如权利要求1所述的应用于手机的四天线分集系统，其特征在于，所述三个副天线结构相同，并且副天线由耦合馈电片和一段环天线组成。
8.如权利要求7所述的应用于手机的四天线分集系统，其特征在于，所述三个副天线覆盖 1880-2690Mhz 频段。
9.如权利要求7所述的应用于手机的四天线分集系统，其特征在于，所述耦合馈电片的长X宽为15.SmmXSmm ;所述环天线的底部外部的长度为18mm，所述环天线的底部内部的长度为15.2mm ;设置所述耦合馈电片与述环天线之间的间隔长度为0.2_。
【文档编号】H04B7/08GK103490176SQ201310441365
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】孙保华, 孙乔, 郭景丽, 邹艳林 申请人:西安电子科技大学