CN116169474A - 一种mimo双频板载天线与音箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种MIMO双频板载天线与音箱，该MIMO双频板载天线中主天线、副天线的形状相同、工作频段相同，设置在主板的边缘，主天线、副天线倾斜正交90度，极化方式交错，且主天线、副天线之间设置第一净空区，第二净空区设置在主天线远离副天线的一侧，第二净空区设置在主天线远离副天线的一侧，第三净空区设置在副天线远离主天线的一侧。本发明分别为主天线、副天线设置净空区，提升了天线的电性能，并通过将主天线、副天线设置在主板边缘，使二者倾斜正交的方式确保二者极化方式交错，提升了二者的隔离度，降低了二者之间的通信干扰，保证了主、副天线之间的独立工作、互不相关，优化了MIMO双频板载天线的性能。

Description

一种MIMO双频板载天线与音箱

技术领域

本发明涉及射频技术领域，尤其涉及一种MIMO双频板载天线与音箱。

背景技术

随着移动互联网的发展，各种智能手机、实时高清视频、移动多媒体服务层出不穷，这对无线通信系统的小型化及吞吐量要求越来越高。为应对这一挑战，多输入多输出(multiple-inputmultiple-output)技术，简称MIMO技术，被广泛应用。MIMO技术能在不增加带宽和发送功率的情况下，成倍提高通信系统的容量和频谱利用率。MIMO的核心思想是将单个数据符号通过一定映射变换成并发的多个数据符号流发射出去，在接收端通过先进的信号处理技术和反变换恢复出原始数据符号流，从而对无线信道实现最大化的复用。

MIMO技术要求在接收端和发射端上均采用多副天线进行信号传输，采用多副天线实现信道的空间分集，能够有效提高频谱利用率，增加通信容量，增强通信质量，可以满足当前4G、WLAN以及未来5G等通信系统的业务要求。在手机、小型音箱等小型化终端中，由于空间有限，要布局MIMO天线并保证天线之间具有较高的隔离度是终端天线设计的一个难点。因此，如何在小型化移动终端中布局天线并实现天线的多频及宽带特性，同时保持各天线之间独立工作、互不相关，成为了MIMO天线设计的关键之一。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种MIMO双频板载天线与系统，设置形状、工作频段相同的主天线、副天线，分别为主天线、副天线设置净空区，提升了天线的电性能，并通过将主天线、副天线设置在主板边缘，使二者倾斜正交的方式确保二者极化方式交错，提升了二者的隔离度，降低了二者之间的通信干扰，保证了主、副天线之间的独立工作、互不相关，优化了MIMO双频板载天线的性能。

为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：一种MIMO双频板载天线，所述MIMO双频板载天线包括主板、主天线、副天线，所述主天线、副天线的形状相同、工作频段相同，设置在所述主板的边缘，主天线、副天线倾斜正交90度，极化方式交错，且所述主天线、副天线之间设置第一净空区，第二净空区设置在所述主天线远离所述副天线的一侧，所述第二净空区设置在所述主天线远离所述副天线的一侧，所述第三净空区设置在所述副天线远离所述主天线的一侧。

进一步地，所述主天线设置在基板上，所述基板包括低频天线、高频天线，低频天线、高频天线的辐射区末端设置在基板的不同侧。

进一步地，所述低频天线包括低频辐射区、次辐射区，所述高频天线的高频辐射区分别与所述低频辐射区、次辐射区连接。

进一步地，所述基板包括依次连接的第一边界、第二边界、第三边界、第四边界、第五边界、第六边界、第七边界、第八边界、第九边界、第十边界，所述第十边界的第二端与所述第一边界的第一端倾斜连接形成主天线的辐射区始端。

进一步地，所述第一边界的第一端与所述主板连接，第二端向远离主板的方向延伸，并与所述第二边界的第一端连接，所述第二边界平行与第四边界、第六边界、第七边界、第九边界设置，所述第三边界的第一端与第二边界的第二端垂直连接形成次辐射区。

进一步地，所述第四边界的第一端与所述第三边界的第二端垂直连接，第二端沿垂直于第三边界的方向远离基板的方向延伸，并与所述第五边界的第一端垂直连接，所述第五边界位于所述低频辐射区末端，第五边界的第二端与第六边界的第一端垂直连接。

进一步地，所述第六边界与所述第三边界设置在所述基板的不同侧，且相对设置，所述第六边界的第二端与所述第七边界的第一端垂直连接，所述第七边界的第二端向远离基板的一侧延伸，并与第八边界的第一端垂直连接，所述第八边界位于高频辐射区的末端，第九边界的第一端与第八边界的第二端连接，第二端沿垂直于第八边界的方向靠近第三边界，并与第十边界的第一端倾斜连接。

进一步地，所述第一净空区包括低频主净空区、低频次净空区，所述第一边界、第二边界与主板之间的空隙形成低频次净空区。

进一步地，所述第二净空区包括高频主净空区、高频次净空区，所述第九边界、第十边界与主板之间的空间形成高频次净空区。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种音箱，所述音箱包括WiFi模块、天线，所述WiFi模块与天线连接，所述天线包括如上所述的MIMO双频板载天线。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：设置形状、工作频段相同的主天线、副天线，分别为主天线、副天线设置净空区，提升了天线的电性能，并通过将主天线、副天线设置在主板边缘，使二者倾斜正交的方式确保二者极化方式交错，提升了二者的隔离度，降低了二者之间的通信干扰，保证了主、副天线之间的独立工作、互不相关，优化了MIMO双频板载天线的性能。

附图说明

图1为本发明MIMO双频板载天线一实施例的结构图；

图2为本发明音箱一实施例的结构图。

图中：101、辐射区始端；102、低频辐射区末端；103、高频辐射区末端；104、次辐射区；105、低频主净空区；106、低频次净空区；107、高频主净空区；108、高频次净空区；109、主板。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，通常在此处附图中描述和示出的各本公开实施例在不冲突的前提下，可相互组合，其中的结构部件或功能模块可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在本申请公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请参阅图1，其中，图1为本发明MIMO双频板载天线一实施例的结构图。结合图1对本发明的MIMO双频板载天线作详细说明。

在本实施例中，MIMO双频板载天线包括主板109、主天线、副天线，主天线、副天线的形状相同、工作频段相同，设置在主板109的边缘，主天线、副天线倾斜正交90度，极化方式交错，且主天线、副天线之间设置第一净空区，第二净空区设置在主天线远离副天线的一侧，第二净空区设置在主天线远离副天线的一侧，第三净空区设置在副天线远离主天线的一侧。

在一个具体的实施例中，MIMO双频板载天线为WiFi天线，主天线、副天线的为.4G/5G双频天线，主板109为PCBA主板109。主板109分别与主天线、副天线电连接，且主板109上还设置RF激励源，该RF激励源为WiFi模组，其激励源端分别通过不同的微带线与主天线、副天线电连接。该微带线为50Ω微带线。

在本实施例中，主天线设置在基板上，基板包括低频天线、高频天线，低频天线、高频天线的辐射区末端设置在基板的不同侧。其中，副天线设置在另一端基板上，且主天线与副天线的结构相同。主天线、副天线中高频天线的辐射区末端与第三净空区接触。主天线的低频天线的辐射区末端与第一净空区接触，副天线的低频天线的辐射区末端与第三净空区接触。

低频天线包括低频辐射区、次辐射区104，高频天线的高频辐射区分别与低频辐射区、次辐射区104连接。其中，低频辐射区为低频2.4G辐射区，高频辐射区为高频5.8G辐射区。

在本实施例中，基板包括依次连接的第一边界、第二边界、第三边界、第四边界、第五边界、第六边界、第七边界、第八边界、第九边界、第十边界，第十边界的第二端与第一边界的第一端倾斜连接形成主天线的辐射区始端101。其中，辐射区始端101与主板109的一侧电连接。

第一边界的第一端与主板109连接，第二端向远离主板109的方向延伸，并与第二边界的第一端连接，第二边界平行与第四边界、第六边界、第七边界、第九边界设置，第三边界的第一端与第二边界的第二端垂直连接形成次辐射区104。其中，第一边界与第二边界倾斜连接。

第四边界的第一端与第三边界的第二端垂直连接，第二端沿垂直于第三边界的方向远离基板的方向延伸，并与第五边界的第一端垂直连接，第五边界位于低频辐射区末端102，第五边界的第二端与第六边界的第一端垂直连接。

在一个具体的实施例中，次辐射区104和低频辐射区为低频2.4G辐射区，按照1/4波长得出低频天线的实际辐射长度，低频天线从辐射区始端101起始辐射，再到低频辐射区末端102，为整个主天线提供2.4GWiFi辐射区域，低频天线的实际长度26.8mm。

在本实施例中，第六边界与第三边界设置在基板的不同侧，且相对设置，第六边界的第二端与第七边界的第一端垂直连接，第七边界的第二端向远离基板的一侧延伸，并与第八边界的第一端垂直连接，第八边界位于高频辐射区末端103，第九边界的第一端与第八边界的第二端连接，第二端沿垂直于第八边界的方向靠近第三边界，并与第十边界的第一端倾斜连接。

在一个具体的实施例中，高频辐射区为5.8G辐射区，从主天线的辐射区始端101到高频辐射区末端103形成主天线的5GWiFi辐射区域，该5GWiFi辐射区域从辐射区始端101到高频辐射区末端103的实际长度9mm。

在本实施例中，第一净空区包括低频主净空区105、低频次净空区106，第一边界、第二边界与主板109之间的空隙形成低频次净空区106。其中，第三净空区的形状与第一净空区相同，二者均设置有低频主净空区105、低频次净空区106。

在一个具体的实施例中，低频主净空区105为实现天线的低频辐射起到关键作用，低频主净空区105的长度为10.7mm，宽度为8.0mm。低频次净空区106与主板地之间相互耦合，用于控制低频的阻抗，提升天线在低频中的性能，低频次净空区106与主板地之间的间隙为2.7cm。

在本实施例中，第二净空区包括高频主净空区107、高频次净空区108，第九边界、第十边界与主板109之间的空间形成高频次净空区108。其中，主天线、副天线的高频主净空区107、高频次净空区108集中在一起形成第二净空区。

在一个具体的实施例中，高频主净空区107的长度(即主天线、副天线之间的距离)为24.1mm，高频次净空区108的离地间隙(高频次净空区108与主板地之间的间隙)为4.5mm。

有益效果：本发明提出一种MIMO双频板载天线，设置形状、工作频段相同的主天线、副天线，分别为主天线、副天线设置净空区，提升了天线的电性能，并通过将主天线、副天线设置在主板边缘，使二者倾斜正交的方式确保二者极化方式交错，提升了二者的隔离度，降低了二者之间的通信干扰，保证了主、副天线之间的独立工作、互不相关，优化了MIMO双频板载天线的性能。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种音箱，请参阅图2，图2为本发明音箱一实施例的结构图，结合图2对本发明的音箱进行具体说明。

在本实施例中，音箱包括WiFi模块、天线，WiFi模块与天线连接，天线包括如上述实施例所述的MIMO双频板载天线。其中，音箱还包括扬声器、控制器、电源模块以及壳体。WiFi模块、天线、扬声器、控制器、电源模块设置在壳体内，控制器分别与扬声器、电源模块、WiFi模块连接。

在一个实施例中，控制器、电源模块以及扬声器可以固定在主板上，也可以部分或均不固定在主板上。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种MIMO双频板载天线，其特征在于，所述MIMO双频板载天线包括主板、主天线、副天线，所述主天线、副天线的形状相同、工作频段相同，设置在所述主板的边缘，主天线、副天线倾斜正交90度，极化方式交错，且所述主天线、副天线之间设置第一净空区，第二净空区设置在所述主天线远离所述副天线的一侧，所述第二净空区设置在所述主天线远离所述副天线的一侧，第三净空区设置在所述副天线远离所述主天线的一侧。

2.如权利要求1所述的MIMO双频板载天线，其特征在于，所述主天线设置在基板上，所述基板包括低频天线、高频天线，低频天线、高频天线的辐射区末端设置在基板的不同侧。

3.如权利要求2所述的MIMO双频板载天线，其特征在于，所述低频天线包括低频辐射区、次辐射区，所述高频天线的高频辐射区分别与所述低频辐射区、次辐射区连接。

4.如权利要求3所述的MIMO双频板载天线，其特征在于，所述基板包括依次连接的第一边界、第二边界、第三边界、第四边界、第五边界、第六边界、第七边界、第八边界、第九边界、第十边界，所述第十边界的第二端与所述第一边界的第一端倾斜连接形成主天线的辐射区始端。

5.如权利要求4所述的MIMO双频板载天线，其特征在于，所述第一边界的第一端与所述主板连接，第二端向远离主板的方向延伸，并与所述第二边界的第一端连接，所述第二边界平行与第四边界、第六边界、第七边界、第九边界设置，所述第三边界的第一端与第二边界的第二端垂直连接形成次辐射区。

6.如权利要求4所述的MIMO双频板载天线，其特征在于，所述第四边界的第一端与所述第三边界的第二端垂直连接，第二端沿垂直于第三边界的方向远离基板的方向延伸，并与所述第五边界的第一端垂直连接，所述第五边界位于所述低频辐射区末端，第五边界的第二端与第六边界的第一端垂直连接。

7.如权利要求4所述的MIMO双频板载天线，其特征在于，所述第六边界与所述第三边界设置在所述基板的不同侧，且相对设置，所述第六边界的第二端与所述第七边界的第一端垂直连接，所述第七边界的第二端向远离基板的一侧延伸，并与第八边界的第一端垂直连接，所述第八边界位于高频辐射区的末端，第九边界的第一端与第八边界的第二端连接，第二端沿垂直于第八边界的方向靠近第三边界，并与第十边界的第一端倾斜连接。

8.如权利要求4所述的MIMO双频板载天线，其特征在于，所述第一净空区包括低频主净空区、低频次净空区，所述第一边界、第二边界与主板之间的空隙形成低频次净空区。

9.如权利要求4所述的MIMO双频板载天线，其特征在于，所述第二净空区包括高频主净空区、高频次净空区，所述第九边界、第十边界与主板之间的空间形成高频次净空区。

10.一种音箱，其特征在于，所述音箱包括WiFi模块、天线，所述WiFi模块与天线连接，所述天线包括如权利要求1-9任一项所述的MIMO双频板载天线。

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