技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种天线结构，特别涉及一种实现多频高隔离度的MIMO天线结构。
背景技术
[0002] 在多天线系统中，需要使用多个接收及发射天线，天线之间的耦合会降低天线的
辐射性能，并因此影响整个系统的性能。尤其在
手持设备（如手机）中，天线之间的间隙很小，耦合非常强，如果不能采用好的隔离技术消除天线间的耦合，设备将不能正常工作，[0003] 目前，实现放置很近的天线之间的高隔离已经受到很多公司和研究团体的重视，并相继提出了几种主要的方法：
[0004] 采用在接地板开槽或者加
缺陷地结构。利用接地板上的槽或缺陷地（DGS）可以产生带阻效应，从而抑制天线之间的耦合。但是，该方法也面临很大的问题：因为接地板需要和很多电气元件连接，手机工程师一般不允许改变接地板的结构。因此实现起来并不容易。
[0005] 采用电磁带隙结构（EBG）。EBG可以抑制表面波传播，因此可以减少天线间的耦合。但是该方面也有很大的缺点：EBG结构太大，不适用于移动设备。
[0006] 采用端口去耦和匹配方法。一个无源的去耦器件（定向
耦合器或分支线耦合器）和匹配网络被加到天线的端口处。但是，该方法的缺点是：增加了设计的复杂度，无源器件将占据很大的空间，匹配网络会引入损耗。
[0007] 出处为N. Lopez, C. –J. Lee, A. Gummalla, and M. Achour, “Compact metamaterial antenna array for long term evolution (LTE) handset application,” IEEE International Workshop on Antenna Technology, 2009的Compact Metamaterial Antenna Array for Long Term Evolution (LTE) Handset Application提出了一种超材料天线结合单极子天线的方法：每根天线由一个超材料天线和单极子组合而成，其目的是扩展带宽。通过合理的放置，可以在LTE700的频带内实现好的隔离，但是，这种天线只能实现一个频带内的隔离，而且带宽依然不够宽。且在LTE/GSM850/900 (746~960MHz)频段和GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz) 频段内，其结构不能做得很小，非法放置于手机等装置里面。
[0008] 目前，无线通信标准很多，所占用的频段也不相同。很多频段非常靠近，如现有的CDMA800，GSM900。而美国也将700MHz的频段分配给LTE。在移动设备中，为了节省空间，一根天线需要
覆盖多个频段。对于临近的频段，很多时候是采用一根天线覆盖。此时就需要在比较宽的带宽内实现高隔离度。介于上述原因，此时需要一种可以在多个频段内实现天线的高隔离，并且进一步提高带宽，同时保持天线的良好的辐射性能，且结构紧凑，可放入手机等通讯设备中的天线结构。实用新型内容
[0009] 本实用新型的目的就是为了克服上述
现有技术存在的缺陷而提供一种可以在多个频段内实现天线的高隔离，并且进一步提高带宽，同时保持天线的良好的辐射性能的，且结构紧凑，可放入手机等通讯设备中的天线结构。
[0010] 一种实现多频高隔离度的MIMO天线结构，包括介质
基板、接地板，所述接地板在所述介质基板的下方，还包括至少两个天线，该些天线分布于介质基板的四周，[0011] 每一天线包括：
电容耦合馈电部分、开槽弯折辐射片部分、弯折线接地部分；所述电容耦合馈电部分位于所述介质基板的上方；所述弯折线接地部分位于所述介质基板的下方，所述弯折线接地部分的两端分别连接所述开槽弯折辐射片部分和所述接地板；所述弯折线接地部分与所述接地板的连接点的
位置可调；所述开槽弯折辐射片部分开有槽，且所述槽的宽度可调；所述开槽弯折辐射部分被所述槽分为两部分，所述两部分分别与所述弯折线接地部分产生两个谐振。
[0012] 较佳地，上述的一种实现多频高隔离度的MIMO天线结构，包括天线的个数为两个，该两个天线在所述介质基板相邻的两个
角上，且所述天线彼此相互
正面相对。
[0013] 较佳地，所述开槽弯折辐射片部分包括第一面、第二面和第三面；所述第一面位于所述介质基板的下方，且所述第一面沿着所述介质基板的外侧面向上弯折形成第二面，所述第二面再次
水平方向弯折形成第三面；
[0014] 较佳地，所述电容耦合馈电部分在所述介质基板的上方的位置与所述开槽弯折辐射片部分的第一面对应介质基板上方的位置有重合。
[0015] 较佳地，所述开槽弯折辐射片部分与弯折线接地部分共同形成两个频段的谐振：LTE/GSM850/900 (746－960MHz)频段的谐振、GSM1800/1900/UMTS (1710－2170MHz) 频段的谐振。
[0016] 较佳地，所述开槽弯折辐射片部分开有条形槽/L形槽/U形槽；所述条形槽/L形槽/U形槽的宽带可调。
[0017] 较佳地，所述电容耦合馈电部分包括电容耦合
馈线、微带馈线；所述电容耦合馈线与所述微带馈线连接；所述电容耦合馈线的长度可调；所述电容耦合馈电部分的电容耦合馈线在所述介质基板的上方的位置与所述开槽弯折辐射片部分的第一面对应所述介质基板上方的位置有重合。
[0018] 较佳地，所述电容耦合馈电部分包括微带馈线、集中参数电容；所述集中参数电容与所述微带馈线连接；所述微带馈线通过过孔与所述开槽弯折辐射片部分的第一面相连。
[0019] 较佳地，所述弯折线接地部分为一狭窄弯折条。
[0020] 较佳地，所述弯折线接地部分为一集中参数电感，所述集中参数电感通过一
导线分别连接所述开槽弯折辐射片部分和所述接地板。
[0021] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0022] 第一，本实用新型可以在LTE/GSM850/900 (746－960MHz)频段和GSM1800/1900/UMTS (1710－2170MHz) 频段两个频段内工作，避免了现有技术只能在单一频段工作的缺点。
[0023] 第二，本实用新型通过在基板上分布具有特殊设计的折叠天线，使得各天线之间可以保持高的隔离度。
[0024] 第三，本实用新型中天线的带宽比现有技术得到了进一步的提高，且同时可保持天线的良好的辐射性能，
[0025] 第四，本实用新型结构紧凑，可放入手机等通讯设备中。
附图说明
[0026] 图1为本实用新型具体
实施例的结构示意图；
[0027] 图2为本
发明一种实施例的第一天线转过180度后的局部示意图；
[0028] 图3为本发明一种实施例的第一天线转过180度后的开槽弯折辐射片部分尺寸示意图；
[0029] 图4为本发明的一种实施例的第一天线的
电路等效图；
[0030] 图5为本发明的一种实施例的第一天线的回波损耗图；
[0031] 图6为本发明的一种实施例的第一天线、第二天线的仿真结果图；
[0032] 图7为本发明的一种实施例的第一天线的辐射效果图。
具体实施方式
[0033] 下方结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：
[0034] 如图1，一种实现多频高隔离度的MIMO天线结构，包括：介质基板4、接地板5、第一天线001、第二天线002；所述接地板5在所述介质基板4的下方。
[0035] 第一天线001，第二天线002具有相同的结构。
[0036] 如图2，以第一天线001为例，为了方便说明，把第一天线001转过180度后来观察，第一天线包括：电容耦合馈电部分1、开槽弯折辐射片部分2、弯折线接地部分3。
[0037] 如图2，所述开槽弯折辐射片部分2包括第一面21、第二面22、第三面23。第一面21位于介质基板4的下方，且所述第一面21沿着所述介质基板4的外侧面向上弯折形成第二面22，所述第二面22再次水平方向弯折形成第三面23。所述开槽弯折辐射片部分2的第一面21开有条形槽211，且所述槽211的宽度可调；所述槽211把所述第一面21分成两部分214、215。所述214、215的形状还有很多变化例，本实施例附图上的对应的形状仅为举例，本发明不对此作出限定。本实用新型在具体实施的时候，开槽弯折辐射片部分2上开的除了可以开成条形槽211外，还可以开成L形槽或是U形槽；此处条形槽仅为举例，本实用新型不对此作出限定。如图3，所述开槽弯折辐射片部分2的对应的尺寸为L1、L2、W1、W2、H1；其中L1为第一面21、第二面22、第三面23的长度，W1为第一面21、第二面22、第三面23的宽度和，H1为第二面22的宽度，即为第一面21与第三面23的垂直距离；L2，W2为第一面21上开的条形槽211的长和宽。在本实施例中，L1为20mm，W1为13.8mm，L2为 16mm，W2为3mm，H1为5mm。
[0038] 如图2，所述电容耦合馈电部分1位于所述介质基板4的上方；其包括电容耦合馈线11、微带馈线12；所述电容耦合馈线11与所述微带馈线12连接。所述电容耦合馈电部分1的电容耦合馈线11在所述介质基板4的上方的位置与所述开槽弯折辐射片部分2的第一面21对应介质基板4上方的位置有重合。
[0039] 所述弯折线接地部分3呈弯折状，为一带有一定长度和宽度的狭窄弯折条，所述弯折线接地部分3的两端分别连接所述开槽弯折辐射片部分2和所述接地板5。开槽弯折辐射片部分2的第一面21的靠近弯折线接地部分3的部分214与弯折线接地部分3产生GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz)频段的谐振；开槽弯折辐射片部分2的第一面21的另一部分215、第二面22、第三面23与所述弯折线接地部分3产生LTE/GSM850/900 (746~960 MHz) 频段的谐振。即开槽弯折辐射片部分2与弯折线接地部分3共同形成LC双频
谐振器。调节弯折线接地部分3与接地板3的连接点P的位置，电容耦合馈电部分1的电容耦合馈线11的长度，以及开槽弯折辐射片部分2的条形槽211的宽度W2，就可以使天线的带宽最大化。
[0040] 所述微带馈线12为50欧姆馈线；所述微带馈线12的末端与所述电容耦合馈线11形成T字型的分支，以增大耦合部分的电容。耦合部分的电容由介质基板4上方的T型分支与和其对应的开槽弯折辐射片部分2的第一面21形成。调节T型分支与开槽弯折辐射片部分2的第一面21的相对位置可调节耦合电容的大小。图4为本发明的等效电路图，首先，从50欧姆馈线即所述微带馈线12把
能量源输入到所述电容耦合馈线11上；所述50欧姆馈线与所述电容耦合馈线11的连接点，相当于50欧姆馈线的馈电点001；由电容耦合馈线11与开槽弯折辐射片部分2的第一面21形成耦合电容002；上述能量源经过耦合电容002后，被耦合到天线的两个频段内后，被辐射出去。上述两个频段，由开槽弯折辐射片部分2与弯折线接地部分3共同形成LC双频谐振器003提供。
[0041] 其中介质基板4为包括一定长度,宽度和厚度的介质基板。本实施例中，介质基板4长115mm，宽40mm，厚度0.8mm，
介电常数4.4，损耗角0.02。
[0042] 其中接地板5为与介质基板4宽度一样的金属地，长度略小于介质基板4的长度，以形成一定宽度的净空区。本实施例中，接地板5长100mm，宽40mm，净空区15mm。
[0043] 图5为第一天线001的回波损耗。VSWR 3 ：1带宽满足LTE/GSM850/900 (746~960 MHz) 和GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz)要求。典型
频率的辐射效率如下表所示：
[0044]频率 744MHz 960MHz 1740MHz 2160MHz
辐射效率 52.89％ 70.59％ 74.57％ 63.43％
[0045] 第一天线001本实施例的
频率范围为LTE/GSM850/900 (746~960 MHz) 和GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz)；尺寸为20 mm × 15 mm × 5mm。
[0046] 第二天线002与第一天线001有相同的结构和相同的工作原理。
[0047] 第一天线001与第二天线002分别位于所述介质基板4的相邻的两个角上，且第一天线001与第二天线002正面相对；且两个天线的电容耦合馈电部分的微带馈线的尾部相互平行。
[0048] 第一天线001与第二天线002如此的结构设计，使得第一天线001与第二天线002可以在两个频段内工作，而且工作带宽宽，因此可以覆盖多个通信标准。
[0049] 为了验证本实用新型的有效性，对第一天线001、第二天线002进行了仿真，如图6，S11指的是第一天线1的回波损耗；S22指的是第二天线2的回波损耗，S21指的是第一天线1和第二天线2之间的隔离度；从图6可以看出两个天线的有效工作频段位于746－960MHz，在这个频段内，隔离都小于-12dB，带宽达到了25%。在高频段，天线可以覆盖1710－2170MHz，带宽达到了24%，在这个频段内，隔离都小于-14dB。图7为本实用新型具体实施例第一天线的辐射效果图，可以看到，第一天线在这两个频段内都具有较好的辐射效率。第二天线的辐射效果同第一天线的辐射效果。
[0050] 本实施例中，天线的个数为两个，仅为举例，本实用新型不对天线的数量作出限定。
[0051] 本实施例中，天线的位置位于基板相邻的两个角上，这里仅为举例，天线也可以分布在介质基板的四周的任何位置，本实用新型不对天线的具体位置作出限定。
[0052] 本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本
说明书的内容，可作很多的
修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受
权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅为本
申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
