CN104409831B - 基于铁氧体的mimo终端天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于铁氧体的MIMO终端天线，包括有矩形的介质板，贴合在介质板一表面上的一个接地金属片，还包括贴合在介质板另一表面上的一个长方体形状的铁氧体，贴合在铁氧体上的一个主天线，以及贴合在介质板上的一个分集天线，分集天线与主天线分别位于所述介质板的一组对角顶点位置。通过引入铁氧体，使主天线包围着铁氧体，利用铁氧体在0.5GHz‑3GHz内稳定的高磁导率和介电常数特性，使主天线的尺寸很大程度的缩小，覆盖很大的带宽，解决了现在终端天线小型化多频化的难题；另外分集天线放置在介质板的对角端，实现了MIMO天线系统的高隔离度，具有很高的应用价值。

Description

基于铁氧体的MIMO终端天线

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种基于铁氧体的MIMO终端天线。

背景技术

天线可以看作是一个实现射频信号和电磁波之间互相转换的传感器，是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线通信。

近年来,移动通信终端设备——手机成为了全球发展速度最快的通信产品。虽然现在的手机尺寸越来越大，但是手机主板上留给天线的空间却越来越小，所以伴随着手机天线工作频段的增加和尺寸的减小，手机终端的小型化和多频化将会是我们工作的热点和难点。

多天线收发技术是二十世纪90年代提出的一项提高频谱利用率的技术。如MIMO天线技术。实验论证发现，MIMO技术能在不增加频率资源和功率的情况下成倍地提高无线通信系统的频谱使用效率和信道容量。MIMO天线技术在基站上已得到广泛应用，但由于移动终端设备尺寸受限和功能多样化的需求，设计出小型的低耦合和低相关性的多频 MIMO 天线一直是终端 MIMO 天线设计的难点工作。

所以，研究并设计小型化、高隔离的多频段 MIMO 天线具有积极的意义和良好的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有MIMO终端天线对应频段少，体积较大的缺陷，提供一种体积小、多频段、易于制造的MIMO终端天线。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：基于铁氧体的MIMO终端天线，包括有矩形的介质板，贴合在介质板一表面上的一个接地金属片，还包括贴合在介质板另一表面上的一个长方体形状的铁氧体，贴合在铁氧体上的一个工作在GSM900、DCS、PCS、UMTS2100、LTE2300/2500六个频段的主天线，以及贴合在介质板上的一个工作在DCS、PCS、UMTS2100、LTE2300/2500频段的分集天线，分集天线与主天线分别位于所述介质板的一组对角顶点位置；所述主天线包括有依次连接成闭合环状的第三金属片、第四金属片、第五直立金属片、第六金属片、第七金属片、第八金属片、第九直立金属片和第十金属片，还包括与第三金属片中部连接的第二直立金属片，以及与第二直立金属片另一端连接的第一金属片；所述的分集天线包括有贴合在介质板上的第十一金属片以及与第十一金属片垂直且一体连接的第十二直立金属片；所述的第四金属片、第三金属片和第十金属片位于铁氧体的上端面外周，且三个金属片围成一个开口远离分集天线一方的U形；第六金属片、第七金属片和第八金属片位于铁氧体的下端面外周，且同时贴合于介质板的表面上，三个金属片也围成一个开口远离分集天线一方的U形；所述的第四金属片和第十金属片长度相同，所述的第六金属片和第八金属片长度相同，所述的第四金属片长度大于第六金属片的长度；所述的第二直立金属片、第五直立金属片和第九直立金属片位于铁氧体的侧壁面；所述的第一金属片贴合于介质板上。

作为优选方案：所述第十一金属片沿介质板长度方向设置，所述第十二直立金属片连接于第十一金属片远离主天线的一端，且第十二直立金属片表面与介质板长度方向垂直。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：一方面，通过引入铁氧体，使主天线包围着铁氧体，利用铁氧体在0.5GHz-3GHz内稳定的高磁导率和介电常数的特性，使主天线的尺寸很大程度的缩小，而且还覆盖了很大的带宽，解决了现在终端天线小型化多频化的难题；另一方面，整体呈L形的分集天线放置在介质板的对角端，实现了MIMO天线系统的高隔离度，具有很高的应用价值。

附图说明

图1是本发明基于铁氧体的MIMO终端天线的结构示意图。

图2是A部结构放大图。

图3是本发明中分集天线的局部展开结构示意图。

图4是本发明的S11 、S22 、S21性能参数曲线。

1、介质板，2、接地金属片，3、铁氧体，4、主天线，5、分集天线， 40、第一金属片，41、第二直立金属片，42、第三金属片，43、第四金属片，44、第五直立金属片，45、第六金属片，46、第七金属片，47、第八金属片，48、第九直立金属片，49、第十金属片，50、第十一金属片，51、第十二直立金属片。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

根据图1至图4所示，本实施例所述的基于铁氧体的MIMO终端天线，包括有矩形的介质板1，贴合在介质板一表面上的一个接地金属片2，还包括贴合在介质板另一表面上的一个长方体形状的铁氧体3，贴合在铁氧体上的一个工作在GSM900、DCS、PCS、UMTS2100、LTE2300/2500六个频段的主天线4，以及贴合在介质板上的一个工作在DCS、PCS、UMTS2100、LTE2300/2500频段的分集天线5，分集天线与主天线分别位于所述介质板的一组对角顶点位置。

所述主天线4包括有依次连接成闭合环状的第三金属片42、第四金属片43、第五直立金属片44、第六金属片45、第七金属片46、第八金属片47、第九直立金属片48和第十金属片49，还包括与第三金属片中部连接的第二直立金属片41，以及与第二直立金属片另一端连接的第一金属片40；所述的分集天线包括有贴合在介质板上的第十一金属片50以及与第十一金属片垂直且一体连接的第十二直立金属片51。

所述的第四金属片、第三金属片和第十金属片位于铁氧体的上端面外周，且三个金属片围成一个开口远离分集天线一方的U形；第六金属片45、第七金属片46和第八金属片47位于铁氧体的下端面外周，且同时贴合于介质板的表面上，三个金属片也围成一个开口远离分集天线一方的U形；所述的第四金属片和第十金属片长度相同，所述的第六金属片和第八金属片长度相同，所述的第四金属片长度大于第六金属片的长度；所述的第二直立金属片、第五直立金属片和第九直立金属片位于铁氧体的侧壁面；所述的第一金属片贴合于介质板上。

所述第十一金属片沿介质板长度方向设置，所述第十二直立金属片连接于第十一金属片远离主天线的一端，且第十二直立金属片表面与介质板长度方向垂直。

其中，主天线的大小为15mm×13mm×4mm，分集天线的大小为16mm×5mm×5mm，体积非常小，结构简单。主天线上连接成闭合环状的部分总长度大约为90mm，低次谐振模约为930MHz，覆盖了GSM900频段；高次谐振模约为1980MHz，覆盖了DCS、PCS、UMTS2100、LTE2300/2500频段；主天线金属片的宽度优选为1mm。

该终端天线与介质板、接地金属片和铁氧体一起构成了一个完整的辐射系统，如图4所示，主天线4在铁氧体3的作用下，覆盖了890-960MHz、1710-2690MHz六个频段，分集天线5工作在1710-2690MHz频段，两个天线的隔离度在整个目标频段内小于12dB，满足设计要求。所述的主天线4和分集天线5分别放在介质板1的两端并且呈对角线关系。该天线广泛适用于移动通信终端设备，具有很大的市场价值。

Claims (1)

1.基于铁氧体的MIMO终端天线，包括有矩形的介质板（1），贴合在介质板一表面上的一个接地金属片（2），其特征在于：

还包括贴合在介质板另一表面上的一个长方体形状的铁氧体（3），贴合在铁氧体上的一个工作在GSM900、DCS、PCS、UMTS2100、LTE2300/2500六个频段的主天线（4），以及贴合在介质板上的一个工作在DCS、PCS、UMTS2100、LTE2300/2500频段的分集天线（5），分集天线与主天线分别位于所述介质板的一组对角顶点位置；

所述主天线（4）包括有依次连接成闭合环状的第三金属片（42）、第四金属片（43）、第五直立金属片（44）、第六金属片（45）、第七金属片（46）、第八金属片（47）、第九直立金属片（48）和第十金属片（49），还包括与第三金属片中部连接的第二直立金属片（41），以及与第二直立金属片另一端连接的第一金属片（40）；

所述的分集天线（5）包括有贴合在介质板上的第十一金属片（50）以及与第十一金属片（50）垂直且一体连接的第十二直立金属片（51）；

所述的第四金属片（43）、第三金属片（42）和第十金属片（49）位于铁氧体的上端面外周，且三个金属片围成一个开口远离分集天线一方的U形；第六金属片（45）、第七金属片（46）和第八金属片（47）位于铁氧体的下端面外周，且同时贴合于介质板（1）的表面上，三个金属片也围成一个开口远离分集天线一方的U形；所述的第四金属片（43）和第十金属片（49）长度相同，所述的第六金属片（45）和第八金属片（47）长度相同，所述的第四金属片长度大于第六金属片的长度；所述的第二直立金属片（41）、第五直立金属片（44）和第九直立金属片（48）位于铁氧体（3）的侧壁面；所述的第一金属片（40）贴合于介质板上；

所述第十一金属片（50）沿介质板长度方向设置，所述第十二直立金属片（51）连接于第十一金属片（50）远离主天线的一端，且第十二直立金属片（51）表面与介质板长度方向垂直。