高隔离度、多端口天线阵列手持移动通信设备制造技术

本发明专利技术公开了一种在天线之间具有高隔离度的多输入多输出天线装置。该天线装置包括基板，所述基板的表面上具有接地层。两个天线彼此相对布置在基板上。在接地平面上在第一和第二天线之间插入曲折缝隙。第一信号端口用于施加第一信号以激励第一天线，第二信号端口用于施加第二信号以激励第二天线。曲折缝隙提供抑制第一天线和第二天线之间电磁传播的隔离。第三信号端口用于施加第三信号以激励曲折缝隙担当用于多输入多输出操作的另一天线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术广泛涉及用于手持无线通信设备的天线，更具体地，涉及多输入多输出天线。
技术介绍
·有不同类型的无线移动通信设备可用，例如个人数字助理、蜂窝电话以及无线双向电子邮件通信设备。这些设备中的有许多要便于使用者随身携带，通常要足够紧凑以适合放进衬衫或者外套口袋里。随着无线通信设备的使用显著地持续增长，需要增加系统容量。一种提高容量的技术是使用多输出多输入(MIMO)系统提供不相关的传播路径。MIMO例如通过多个发射和接收天线使用许多各自独立的信号路径。在发射机和接收机处都使用多天线的MMO系统使通信系统容量增大并且性能提高，而不需要增大传输功率或带宽。然而当设计这样的天线时，移动通信设备机壳的有限的空间带来了若干挑战。天线应该紧凑以占用最小的空间，并且天线的位置对于最小化由电磁干扰引起的性能退化是关键的。在多天线系统中，带宽是天线设计者需要考虑的另一因素。此外，由于多个天线被相互靠近地放置，因此在这些天线的元件之间存在强大的互耦，这些互耦使天线的方向图失真并降低了系统性能，通常导致天线单元辐射出不期望的信号。因此，优选地在MIMO天线阵列中的天线之间的最小耦合将提高系统效率、延长电池寿命以及提高接收信号质量。因此，希望开发一种MMO天线装置，所述MMO天线装置尺寸紧凑以适于装入足够小以至于能吸引顾客的设备外壳，并且所述MMO天线装置具有改进性能。附图说明图I是包括MMO天线装置的移动无线通信设备的结构示意图；图2是印刷电路板的平面图，在所述印刷电路板上形成了一种形式的双端口天线装置，所述天线是缝隙天线；图3是图2所示的印刷电路板的一部分的放大图；图4是印刷电路板的平面图，在所述印刷电路板上形成第二种形式的两端口天线装置；图5是印刷电路板的平面图，在所述印刷电路板上形成第三种形式的两端口天线装置；图6是印刷电路板的透视图，其中天线单元从该视角投影在正交平面上；图7是印刷电路板的透视图，在所述印刷电路板上形成多天线设备的第五实施例；图8是图7所示印刷电路板的一部分的放大图；图9是第五多天线设备的变型，其具有将天线调整到不同工作频率的单元；图10是形成的第六种形式的多天线装置的平面图；以及 图11是印刷电路板的平面图，在所述印刷电路板上形成第七种形式的多天线装置。具体实施例方式本专利技术的用于在诸如MIMO通信设备之类的多天线系统中使用的多端口天线装置在例如覆盖2. 25-2. SGHz并且支持多通信标准的宽带宽内提供两个端口之间的隔离。该示例性天线装置具有辐射单元对，在图示的实施例中，所述辐射单元包括缝隙天线、倒F型天线以及片状天线。然而，应该理解的是，可以使用备选的辐射单元，例如片状、平面倒F(PIFA)、单极和其他天线类型。图示的缝隙天线是通过以下方式形成的在印刷电路板(PCB) 一侧蚀刻的导电层的两个相对的侧边处生成两个直的、开路的缝隙，从而形成四分之一波长的缝隙天线对。缝隙沿着PCB的一个边缘彼此相对，且关于PCB的中心线对称。PCB的另一侧可以用于安装通信设备的其他部件。该配置中每个缝隙天线担当四分之一波长谐振结构，具有相对宽的带宽。然而，应理解，也可以使用备选的方向、尺寸以及形状。可调整缝隙的尺寸、缝隙的形状及缝隙相对于PCB任何一个边缘的位置，以使谐振频率、带宽、阻抗匹配、方向性、以及其他天线性能参数最优化。还应理解，除了导电层以外，缝隙还可以穿透电路板的基板。另外，也可以使用有载缝隙(loaded slot)，在所述有载缝隙的末端或者在所述有载缝隙内具有电阻性材料。此外，可以将缝隙设计为工作频率由控制单元动态控制的可重新配置的天线单元。可以使用具有开关的控制单元以有效地改变缝隙的电长度，并且因此改变感兴趣的不同频带的工作频率。在一个实现中，使用可控开关，例如微机电系统(MEMS)，其使得能够通过将跨过缝隙的导电桥打开或闭合来获得不同的工作频率。其他类型的开关，诸如PIN 二极管开关、EFT、NEMS、变容二极管，可以用于此目的。每个缝隙具有端口，在所述端口上施加信号以激励缝隙，使得相应的缝隙担当天线的辐射单元。在PCB的导电层上，在缝隙天线对之间形成图样化的缝隙以提供辐射器之间的隔离，从而最小化从一个天线单元到另一个天线单元的电磁传播。具体通过隔离在接地平面上感应的来自天线的电流来实现这一操作。隔离单元图样可以关于两个天线单元之间的中心线对称，也可以不对称。优选实施例的隔离缝隙具有曲折图样。在一些实施例中，曲折图样是交替地朝向和远离每个天线而蜿蜒前进的蛇形缝隙。在一些实施例中，隔离单元缝隙的电长度大约是工作频率的四分之一波长。横跨在隔离缝隙上提供第三端口，使得该隔离缝隙可被激励并且担当又一辐射单J Li ο首先参照附图1，移动无线通信设备20(例如蜂窝电话)说明性地包含外壳21，该外壳21可以例如是静态外壳，例如与在许多蜂窝电话中使用的翻盖或滑盖外壳不同。然而，也可以使用那些以及其他外壳构形。在外壳21内装有电池23，用于向内部部件供电。外壳21包含主印刷电路板(PCB) 22，通信设备20的主电路24安装在主印刷电路板(PCB)22上。主电路24典型地包括微处理器、一个或多个存储装置、以及用以提供用户界面以控制通信设备的显示器和键盘。音频输入装置(例如麦克风25)以及音频输出装置(例如扬声器26)用作与用户的音频接口，并且连接到主电路24。通过射频电路28来实现通信功能，射频电路28包括无线信号接收机和无线信号 发射机，无线信号接收机和无线信号发射机连接到多天线装置30。天线装置30可以被装在外壳21的较低部分中，在下文中将更详细描述该天线装置30。如本领域技术人员所熟知的，移动无线通信设备20还可以包括一个或者多个辅助输入/输出装置27，例如，WLAN(如，蓝牙，IEEE. 802. 11)天线和具有WLAN通信功能的电路，和/或用于提供定位功能的卫星定位系统(例如，GPS、Galileo等)接收机和天线。辅助I/O装置27的其他示例包括第二音频输出换能器(例如，用于扬声器电话操作的扬声器)，以及提供数字摄像机功能的摄像机镜头，电子设备连接器(如，USB，双耳式耳机，安全数字(SD)或者存储卡等)。参照图2和图3，第一天线装置90可以用作移动无线通信设备20中的多天线装置30。第一天线装置90形成于印刷电路板92之上，该印刷电路板92具有非导电的电介质基板91 (诸如通常用于印刷电路板的电介质材料)，在非导电的电介质基板91的主表面93上附着导电层(诸如铜)以形成接地平面95。该导电层可以覆盖整个主表面93(如图2-7所示)，或者其可以仅覆盖基板的主表面的一部分。接地平面95具有第一边缘96和垂直于第一边缘的第二和第三边缘97和98。通过制造开路的第一缝隙101来形成第一缝隙天线100，所述开路的缝隙101完全贯穿导电层94的厚度，从第二边缘97向内延伸，平行于第一边缘96并且与第一边缘96隔开一定距离。第一缝隙天线101终止于末端104。类似地，第二缝隙天线106由第二缝隙107形成，所述第二缝隙107从第三边缘98向内延伸，平行于第一边缘96并与第一边缘96隔开,并且终止于内部末端109。在本实施例中,两个天线100和106的缝隙从接地平面的相对边缘向内延伸并且纵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：米纳·阿亚图拉希，饶勤疆，
申请(专利权)人：捷讯研究有限公司，
类型：
国别省市：