專利名稱：Mimo天線設(shè)備和無(wú)線終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線設(shè)備，更具體地講，涉及一種具有多個(gè)天線裝置的多輸入多輸出(MIMO)天線設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，在無(wú)線通信系統(tǒng)中，提供了諸如視頻、音樂(lè)和游戲娛樂(lè)的各種多媒體服務(wù)。 為了流暢地提供多媒體服務(wù)，應(yīng)保證大量多媒體數(shù)據(jù)的高速數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，已經(jīng)展開(kāi)了對(duì)改善通信終端中的天線設(shè)備的性能的研發(fā)。這是因?yàn)樵谕ㄐ沤K端中，天線設(shè)備基本上發(fā)送和接收用于多媒體服務(wù)的數(shù)據(jù)。當(dāng)前，在無(wú)線通信系統(tǒng)中，作為安裝在通信終端中的天線設(shè)備，提出了 MIMO天線設(shè)備。MIMO天線設(shè)備包括多個(gè)天線裝置。在這樣的MMO天線設(shè)備中，通過(guò)經(jīng)天線裝置發(fā)送和接收預(yù)定頻帶中的信號(hào)，可以以高速來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。然而，當(dāng)操作這樣的MIMO天線設(shè)備時(shí)，在天線裝置之間出現(xiàn)了電磁耦合。這是因?yàn)楫?dāng)為了減小通信終端的尺寸而減小MIMO天線設(shè)備的尺寸時(shí)，無(wú)線通信系統(tǒng)的性能劣化。 因此，需要抑制MIMO天線設(shè)備中的天線裝置之間的電磁耦合的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，一個(gè)主要的目的在于提供一種能夠抑制天線裝置之間的電磁耦合的MIMO天線設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種MIMO天線設(shè)備。該MIMO天線設(shè)備包括多個(gè)天線裝置，所述多個(gè)天線裝置均包括從其一個(gè)端部平行延伸達(dá)預(yù)定的延伸長(zhǎng)度的操作線，并被構(gòu)造為當(dāng)供電時(shí)在一定的諧振頻帶中工作。該設(shè)備還包括被分為裝置區(qū)域和接地區(qū)域的主板，天線裝置相鄰地設(shè)置在裝置區(qū)域中，被構(gòu)造為使天線裝置接地的接地板安裝在接地區(qū)域中。該設(shè)備還包括多個(gè)接地焊盤(pán)，所述多個(gè)接地焊盤(pán)均在主板中從接地板延伸至裝置區(qū)域，被構(gòu)造為將每個(gè)天線裝置的所述一個(gè)端部連接到接地板，并分隔開(kāi)預(yù)定的距離。該設(shè)備還包括多個(gè)饋電焊盤(pán)，所述多個(gè)饋電焊盤(pán)安裝為在裝置區(qū)域中與接地焊盤(pán)相鄰，并被構(gòu)造為通過(guò)電連接到主板的方式將每個(gè)天線裝置連接到主板，并向每個(gè)天線裝置供電。本發(fā)明提供一種可以通過(guò)減小MIMO天線設(shè)備的尺寸來(lái)減小通信終端的尺寸的 MIMO天線設(shè)備。在下面閱讀本發(fā)明的具體實(shí)施方式
部分之前闡述貫穿本專利文獻(xiàn)使用的特定詞匯和短語(yǔ)的定義可能是有好處的術(shù)語(yǔ)“包括”和“包含”及其派生詞的含義是在不進(jìn)行限制的情況下的包括；術(shù)語(yǔ)“或”是包括在內(nèi)的，含義是和/或；語(yǔ)句“與……相關(guān)”和“與其相關(guān)”及其派生的語(yǔ)句的含義可以是包括、被包括在……之內(nèi)、與……相互連接、含有、被包含在……之內(nèi)、連接到……或與……連接、結(jié)合到……或與……連接、與……通信、與……合作、交叉、并列、靠近、結(jié)合到……或與……結(jié)合、具有、具有……的性質(zhì)等；術(shù)語(yǔ)“控制器”的含義是控制至少一個(gè)操作的任意的裝置、系統(tǒng)或它們的一部分，這樣的裝置可以以硬件、固件或軟件或它們中的至少兩者的組合的方式實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該注意的是，與任何特定的實(shí)施例相關(guān)的功能可以本地式地或遠(yuǎn)程式地被集中或分散。貫穿本專利文件，提供了特定詞匯和語(yǔ)句的定義，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在大多數(shù)示例或在多個(gè)示例中，這樣的定義應(yīng)用于對(duì)如此限定的詞匯和語(yǔ)句的現(xiàn)有及未來(lái)的使用。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種無(wú)線終端，所述無(wú)線終端包括天線設(shè)備，該天線設(shè)備被構(gòu)造為發(fā)送和接收多個(gè)信號(hào)，所述天線設(shè)備包括多個(gè)天線裝置，均包括從其一個(gè)端部平行延伸達(dá)預(yù)定的延伸長(zhǎng)度的操作線，并被構(gòu)造為當(dāng)供電時(shí)在一定的諧振頻帶中工作； 主板，被分成裝置區(qū)域和接地區(qū)域，所述多個(gè)天線裝置相鄰地設(shè)置在裝置區(qū)域中，被構(gòu)造為使得所述多個(gè)天線裝置接地的接地板安裝在接地區(qū)域中；多個(gè)接地焊盤(pán)，均在主板中從接地板延伸至裝置區(qū)域，被構(gòu)造為將每個(gè)天線裝置的所述一個(gè)端部連接到接地板，并分隔開(kāi)預(yù)定的距離；多個(gè)饋電焊盤(pán)，在裝置區(qū)域中安裝為與接地焊盤(pán)相鄰，并被構(gòu)造為通過(guò)電連接到主板的方式將每個(gè)天線裝置連接到主板，并向每個(gè)天線裝置供電。


為了更充分地理解本公開(kāi)及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在將結(jié)合附圖對(duì)下面的描述作出說(shuō)明，在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件圖1沿一個(gè)方向示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖2沿另一個(gè)方向示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的構(gòu)造；圖4A至圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的操作特性；圖7沿一個(gè)方向示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖8沿另一個(gè)方向示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的構(gòu)造。貫穿附圖，應(yīng)該注意的是，相同的標(biāo)號(hào)用于指示相同或相似的元件、特征和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式在本專利文獻(xiàn)中，下面說(shuō)明的圖1至圖9和用于描述本公開(kāi)的原理的各種實(shí)施例僅是以舉例說(shuō)明的方式進(jìn)行的，且不應(yīng)以任何方式被解釋為限制本公開(kāi)的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本公開(kāi)的原理可以以任何適當(dāng)?shù)夭贾玫奶炀€設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。提供下面的參照附圖的描述以幫助全面理解由權(quán)利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的示例性實(shí)施例。包括了各種特定的細(xì)節(jié)以幫助理解，但是它們應(yīng)僅被認(rèn)為是示例性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以作出這里描述的實(shí)施例的各種改變和修改。另外，為了清楚和簡(jiǎn)明，可以省略對(duì)公知的功能和構(gòu)造的描述。在下面的描述和權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)和詞語(yǔ)不限于書(shū)面含義，但僅被發(fā)明人用來(lái)使本發(fā)明能夠被清楚一致地理解。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，僅出于舉例說(shuō)明的目的來(lái)提供下面的對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述，且沒(méi)有出于限制由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的目的。應(yīng)該理解的是，除非上下文另外進(jìn)行了清楚地指示，否則單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)指稱。因此，例如，所稱的“組件表面”包括一個(gè)或多個(gè)這樣的表面。圖1是沿一個(gè)方向示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。圖2是沿另一個(gè)方向示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的構(gòu)造的分解透視圖。在當(dāng)前的實(shí)施例中，MIMO 天線設(shè)備被形成為印刷電路板(PCB)。參照?qǐng)D1、圖2和圖3，根據(jù)本實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備100包括主板110、接地板 120、焊盤(pán)裝置130和140、匹配裝置150和160、天線載體170以及天線裝置180和190。主板110被設(shè)置為支撐MIMO天線設(shè)備100并在MIMO天線設(shè)備100中供電。主板 110以平板結(jié)構(gòu)形成。主板110的一個(gè)表面，S卩，Y軸方向的上表面，被分為接地區(qū)域111和裝置區(qū)域113。此外，使用具有多條饋電線(未示出)的介電體形成主板110。這里，主板 110通過(guò)沿Y軸方向堆疊多個(gè)介電板形成。每條饋電線通過(guò)它的兩個(gè)端部而被暴露到外部。 這里，饋電線的一個(gè)端部連接到外部電源(未示出)。饋電線的另一個(gè)端部通過(guò)裝置區(qū)域 113而被暴露到外部。因此，當(dāng)通過(guò)所述一個(gè)端部從外部電源供電時(shí)，饋電線向所述另一個(gè)端部供電。這里，電可以受限制地被供應(yīng)到至少一條饋電線。接地板120被設(shè)置為在MIMO天線設(shè)備100中接地。接地板120設(shè)置在主板110 的接地區(qū)域111處。接地板120包括平板結(jié)構(gòu)。這里，接地板120被水平地(例如，沿X軸方向和Z軸方向)設(shè)置到主板110的一個(gè)表面，以覆蓋接地區(qū)域111的整個(gè)區(qū)域?？蛇x擇地，在接地區(qū)域111的局部區(qū)域中，接地板120垂直地(例如，沿Y軸方向)設(shè)置于主板110 的一個(gè)表面。接地板120可以以具有各種形式的槽或孔的平板結(jié)構(gòu)形成。焊盤(pán)裝置130和140被設(shè)置為用于在MIMO天線設(shè)備100中進(jìn)行電連接。S卩，焊盤(pán)裝置130和140用于向天線裝置180和190供電，并用于使天線裝置180和190接地。焊盤(pán)裝置130和140分隔開(kāi)地設(shè)置在主板110的裝置區(qū)域113中。焊盤(pán)裝置130和140安裝在主板110的表面處，并設(shè)置在裝置區(qū)域113處。焊盤(pán)裝置130和140由金屬材料制成。這里，焊盤(pán)裝置130和140以貼片型(patch type)形成并附著到裝置區(qū)域113?？蛇x擇地，焊盤(pán)裝置130和140可以以傳輸線型形成并可以在裝置區(qū)域113中被圖案化。此外，焊盤(pán)裝置130和140分別形成有接地焊盤(pán)131和141以及饋電焊盤(pán)133和143。在焊盤(pán)裝置130 和140中，接地焊盤(pán)131和141以及饋電焊盤(pán)133和143物理結(jié)合。接地焊盤(pán)131和141中的每個(gè)接地焊盤(pán)通過(guò)它的一個(gè)端部與接地板120接觸，并設(shè)置在主板Iio的裝置區(qū)域113處。接地焊盤(pán)131和141中的每個(gè)接地焊盤(pán)通過(guò)它的另一個(gè)端部從接地板120(例如，沿X軸方向和Z軸方向中的至少一個(gè)方向)延伸到裝置區(qū)域 113。接地焊盤(pán)131和141分隔開(kāi)預(yù)定的分隔距離D。接地焊盤(pán)131和141以分隔距離D 保持一定的間隙。這里，分隔距離可以大于Omm并小于或等于7mm。此外，接地焊盤(pán)131和 141中的每個(gè)接地焊盤(pán)以條型、彎折型、螺旋型、階梯型和環(huán)線型中的至少一種類型形成。饋電焊盤(pán)133和143中的每個(gè)饋電焊盤(pán)通過(guò)它的一個(gè)端部電連接到主板110的饋電線，并設(shè)置在主板110的裝置區(qū)域113處。饋電焊盤(pán)133和143中的每個(gè)饋電焊盤(pán)通過(guò)它的另一個(gè)端部從主板110的饋電線(例如，沿X軸方向和Z軸方向中的至少一個(gè)方向) 延伸到裝置區(qū)域113。饋電焊盤(pán)133和143分別設(shè)置為與接地焊盤(pán)131和141相鄰。此外， 饋電焊盤(pán)133和143分別通過(guò)它的所述另一個(gè)端部結(jié)合到接地焊盤(pán)131和141。饋電焊盤(pán) 133和143分別設(shè)置為與接地焊盤(pán)131和141相對(duì)。S卩，接地焊盤(pán)131和141設(shè)置在饋電焊盤(pán)133和143之間。這里，饋電焊盤(pán)133和143分別與接地焊盤(pán)131和141平行地延伸。 另外，饋電焊盤(pán)133和143中的每個(gè)饋電焊盤(pán)以條型、彎折型、螺旋型、階梯型和環(huán)線型中的至少一種類型形成。匹配裝置150和160被設(shè)置為用于在MIMO天線設(shè)備100中進(jìn)行電匹配。S卩，匹配裝置150和160分別支持天線裝置180和190的電匹配。匹配裝置150和160分隔開(kāi)式地安裝在主板110的裝置區(qū)域113中。匹配裝置150和160安裝在主板110的表面上，并設(shè)置在裝置區(qū)域113處。匹配裝置150和160分別電連接到焊盤(pán)裝置130和140的接地焊盤(pán) 131和141。因此，匹配裝置150和160分別通過(guò)接地焊盤(pán)131和141連接到接地板120。 此外，匹配裝置150和160均具有匹配電感。這里，匹配電感可以在2nH和7nH之間。另夕卜， 由電子元件形成匹配裝置150和160，并將匹配裝置150和160分別安裝在接地焊盤(pán)131和 141 上。天線載體170被設(shè)置為MIMO天線設(shè)備100中的中間介質(zhì)。天線載體170安裝在主板110的裝置區(qū)域113中。天線載體170以平板結(jié)構(gòu)形成，該平板結(jié)構(gòu)具有由在一個(gè)方向(例如，Y軸方向)上且與一個(gè)方向(例如，X軸方向和Z軸方向)垂直的厚度形成的區(qū)域。這里，天線載體170以與裝置區(qū)域113對(duì)應(yīng)的形狀形成，并以從裝置區(qū)域113突出的形狀形成。天線載體170在裝置區(qū)域113中暴露匹配裝置150和160。此外，天線載體170由介電材料形成。這里，天線載體170可以具有與主板110的特性相同的特性，或可以具有與主板110的特性不同的特性。天線裝置180和190被設(shè)置為在MIMO天線設(shè)備100中發(fā)送和接收信號(hào)。即，天線裝置180和190執(zhí)行通過(guò)在至少一個(gè)諧振頻段中諧振而發(fā)送和接收電磁波的功能。天線裝置180和190在主板110的裝置區(qū)域113中相鄰地分隔開(kāi)。這里，天線裝置180和190可以以對(duì)稱的形狀形成，或可以以不對(duì)稱的形狀形成。天線裝置180和190分別通過(guò)它們的一個(gè)端部與焊盤(pán)裝置130和140接觸并電連接到焊盤(pán)裝置130和140。天線裝置180和190分別通過(guò)焊盤(pán)裝置130和140的接地焊盤(pán)131和141連接到接地板120。天線裝置180和190通過(guò)焊盤(pán)裝置130和140的饋電焊盤(pán)133和143連接到主板110的饋電線。此外，天線裝置180和190通過(guò)它們的另一個(gè)端部從焊盤(pán)裝置130和140(例如，沿X軸方向和Z軸方向中的至少一個(gè)方向)延伸到裝置區(qū)域113。另外，天線裝置180和190以金屬材料的傳輸線型形成，并設(shè)置在裝置區(qū)域113處。 天線裝置180和190從它們的所述一個(gè)端部中的每個(gè)端部平行地延伸達(dá)預(yù)定的延伸距離。 即，天線裝置180和190從它們的所述一個(gè)端部平行地延伸，并分別包括具有預(yù)定的延伸長(zhǎng)度L的操作線181和191。這里，延伸長(zhǎng)度可以在5mm和30mm之間。天線裝置180和190可以在裝置區(qū)域113的表面上被圖案化，或天線裝置180和 190可以在天線載體170的表面上被圖案化。因此，天線裝置180和190被分別設(shè)置為與主板110和接地板120分隔開(kāi)達(dá)與天線載體170的區(qū)域或厚度對(duì)應(yīng)的距離。天線裝置180和 190中的每個(gè)天線裝置以具有至少一個(gè)彎曲部分的結(jié)構(gòu)形成。這里，天線裝置180和190中的每個(gè)天線裝置以彎折型、螺旋型、階梯型和環(huán)線型中的至少一種類型形成。因此，當(dāng)從外部電源通過(guò)焊盤(pán)裝置130和140的饋電焊盤(pán)133和143供電時(shí)，天線裝置180和190在一定的諧振頻帶中諧振。這里，因?yàn)橛邢拗频叵蝠侂姾副P(pán)133和143的一部分供電，所以天線裝置180和190的一部分在一定的諧振頻帶中諧振。天線裝置180和 190分別通過(guò)焊盤(pán)裝置130和140的接地焊盤(pán)131和141接地連接到接地焊盤(pán)120。從天線裝置180和190中的每個(gè)天線裝置向空氣輻射信號(hào)。這里，天線裝置180和190中的一個(gè)天線裝置的輻射信號(hào)經(jīng)空氣發(fā)送到天線裝置180和190中的另一個(gè)天線裝置中。此外， 天線裝置180和190中的一個(gè)天線裝置的輻射信號(hào)在空氣中經(jīng)接地板120發(fā)送到天線裝置 180和190中的另一個(gè)天線裝置中。在用于天線裝置180和190中的每個(gè)天線裝置的焊盤(pán)裝置130和140中，接地焊盤(pán)131和141被設(shè)置為分隔開(kāi)預(yù)定的分隔距離，在焊盤(pán)裝置130和140中，接地焊盤(pán)131和 141從焊盤(pán)裝置130和140中平行地延伸達(dá)預(yù)定的延伸距離。因此，從天線裝置180和190 發(fā)送到空氣中的輻射信號(hào)的幅值與經(jīng)接地板120傳輸?shù)妮椛湫盘?hào)的幅值相同。天線裝置 180和190分別連接到均具有匹配電感的匹配裝置150和160。因此，從天線裝置180和190 發(fā)送到空氣中的輻射信號(hào)的相位與經(jīng)接地板120傳輸?shù)妮椛湫盘?hào)的相位具有半波長(zhǎng)(即， 180° )的差異。因此，從天線裝置180和190發(fā)送到空氣中的輻射信號(hào)與經(jīng)接地板120傳輸?shù)妮椛湫盘?hào)抵消。即，抑制了天線裝置180和190中的一個(gè)天線裝置的輻射信號(hào)成為天線裝置 180和190中的另一個(gè)天線裝置的干擾信號(hào)。因此，抑制了天線裝置180和190之間的電磁
華禹合。此外，在根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備100中，焊盤(pán)裝置130和140以及天線裝置180和190被設(shè)計(jì)為具有不同的裝置電感和裝置電容，以執(zhí)行它們的功能。即，焊盤(pán)裝置130和140以及天線裝置180和190形成為具有用于在至少一個(gè)諧振頻帶中諧振的裝置電感、裝置電容和裝置電阻。根據(jù)焊盤(pán)裝置130和140以及天線裝置180和190中的每個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)、形狀和材料來(lái)確定諸如裝置電感、裝置電容和裝置電阻的電特性。這里，焊盤(pán)裝置130和140以及天線裝置180和190被分為沿與接地板120平行的方向(例如，沿X 軸方向)延伸的水平組成線和與接地板120垂直的方向(例如，沿Z軸方向)延伸的垂直組成線。S卩，根據(jù)焊盤(pán)裝置130和140以及天線裝置180和190的區(qū)域，例如，水平組成線和垂直組成線的總長(zhǎng)度和寬度，來(lái)確定裝置電感。根據(jù)焊盤(pán)裝置130和140以及天線裝置 180和190中的水平組成線和接地板120的長(zhǎng)度來(lái)確定裝置電感。根據(jù)由焊盤(pán)裝置130和 140以及天線裝置180和190的材料造成的損失(即，由構(gòu)成焊盤(pán)裝置130和140以及天線裝置180和190的金屬材料造成的損失)和由輻射造成的損失來(lái)確定裝置電阻。因此，根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備100具有更為改善的操作特性。這將參照?qǐng)D4A至圖6B進(jìn)行描述。圖4A至圖6B是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的操作特性的曲線圖。圖4A至圖4D是示出S參數(shù)根據(jù)MIMO天線設(shè)備中的接地焊盤(pán)之間的分隔距離而改變的曲線圖。圖4A示出分隔距離為13mm的實(shí)施例，圖4B示出分隔距離為Ilmm的實(shí)施例，圖4C示出分隔距離為7mm的實(shí)施例，圖4D示出分隔距離為4mm的實(shí)施例。這里，MIMO 天線設(shè)備具有0. 84GHz的諧振頻帶。參照?qǐng)D4A至圖4D，在MIMO天線設(shè)備中，當(dāng)每個(gè)天線裝置工作時(shí)，隨著接地焊盤(pán)之間的分隔距離減小，在諧振頻帶中，S"和增加。即，在MIMO天線設(shè)備中，當(dāng)分隔距離為13mm時(shí)，在諧振頻帶中，S1>2和^il為大約-9. 5dB。在ΜΙΜΟ天線設(shè)備中，當(dāng)分隔距離為 Ilmm時(shí)，在諧振頻帶中，S1>2和^il為大約-12dB。此外，在ΜΙΜΟ天線設(shè)備中，當(dāng)分隔距離為 7mm時(shí)，在諧振頻帶中，S1>2和^il為大約-15. 5dB。另外，在ΜΙΜΟ天線設(shè)備中，當(dāng)分隔距離為4mm時(shí)，在諧振頻帶中，S1>2和^il為大約-15. 5dB。換句話說(shuō)，在ΜΙΜΟ天線設(shè)備中，隨著接地焊盤(pán)被設(shè)置得更為靠近在一起，抑制或減小了天線裝置的電磁耦合。因此，在根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備中，改善了操作特性。圖5Α至圖5D示出了在MIMO天線設(shè)備中根據(jù)接地焊盤(pán)的分隔距離的接地焊盤(pán)之間的電場(chǎng)分布圖像。圖5Α示出了分隔距離為13mm的實(shí)施例，圖5Β示出分隔距離為Ilmm的實(shí)施例，圖5C示出分隔距離為7mm的實(shí)施例，圖5D示出分隔距離為4mm的實(shí)施例。這里， MIMO天線設(shè)備具有0. 84GHz的諧振頻帶。參照?qǐng)D5A至圖5D，在MIMO天線設(shè)備中，當(dāng)每個(gè)天線裝置工作時(shí)，隨著接地焊盤(pán)之間的分隔距離減小，在諧振頻帶中，在每個(gè)天線裝置的外圍區(qū)域中電場(chǎng)分布區(qū)域減小。艮口， 隨著在MIMO天線設(shè)備中接地焊盤(pán)之間的分隔距離減小以與天線裝置之一的操作對(duì)應(yīng)，在對(duì)應(yīng)的天線裝置的外圍區(qū)域中電場(chǎng)分布區(qū)域減小。因而，在MIMO天線設(shè)備中，當(dāng)每個(gè)天線裝置工作時(shí)，抑制了天線裝置的電場(chǎng)分布區(qū)域的彼此交疊。即，因?yàn)樵贛IMO天線設(shè)備中相鄰地設(shè)置接地焊盤(pán)，所以抑制了天線裝置的電磁耦合。因此，在根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施例的MIMO 天線設(shè)備中，改善了工作特性。圖6A和圖6B示出了在MIMO天線設(shè)備中的天線裝置的電場(chǎng)分布的圖像。圖6A示出了在MIMO天線設(shè)備中接地焊盤(pán)之間的分隔距離大于7mm且每個(gè)天線裝置中的操作線的延伸長(zhǎng)度小于5mm的實(shí)施例。圖6B示出了在MIMO天線設(shè)備中接地焊盤(pán)之間的分隔距離為 7mm或更小且每個(gè)天線裝置中的操作線的延伸長(zhǎng)度等于或大于5mm的實(shí)施例。參照?qǐng)D6A和圖6B，在MIMO天線設(shè)備中，當(dāng)每個(gè)天線設(shè)備工作時(shí)，隨著接地焊盤(pán)之間的分隔距離減小以及每個(gè)天線裝置中的操作線的延伸長(zhǎng)度增加，在每個(gè)天線裝置的外圍區(qū)域中電場(chǎng)分布區(qū)域減小。即，在MIMO天線設(shè)備中，隨著接地焊盤(pán)之間的分隔距離減小以及操作線的延伸長(zhǎng)度增加以與天線裝置之一的操作對(duì)應(yīng)，在對(duì)應(yīng)的天線裝置的外圍區(qū)域中電場(chǎng)分布區(qū)域增加。因此，在MIMO天線設(shè)備中，當(dāng)每個(gè)天線區(qū)域工作時(shí)，抑制了天線裝置的電場(chǎng)分布區(qū)域的交疊。即，在根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備中，因?yàn)樘炀€裝置的電磁耦合受到抑制，所以改善了工作特性。在前述實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備中已經(jīng)描述了每個(gè)焊盤(pán)裝置以接地焊盤(pán)和饋電焊盤(pán)彼此物理結(jié)合的結(jié)構(gòu)形成的示例，然而，本發(fā)明不限于此。即，即使每個(gè)焊盤(pán)裝置以接地焊盤(pán)和饋電焊盤(pán)物理地分隔開(kāi)的結(jié)構(gòu)形成，也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。這將參照?qǐng)D7至圖9進(jìn)行描述。圖7是沿一個(gè)方向示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。圖8是沿另一方向示出根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備的構(gòu)造的分解透視圖。在當(dāng)前的實(shí)施例中，MIMO天線設(shè)備形成為PCB。參照?qǐng)D7、圖8和圖9，根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備200包括主板210、接地板220、焊盤(pán)裝置230和對(duì)0、匹配裝置250和沈0、天線載體270以及天線裝置280和四0。 當(dāng)前的實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備200的基本構(gòu)造與前述實(shí)施例的構(gòu)造相似，因此省略了對(duì)它們的詳細(xì)描述。然而，在根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施例的焊盤(pán)裝置230和MO中，接地焊盤(pán)231和241 與饋電焊盤(pán)233和243分別物理地分隔開(kāi)。天線裝置280和290與接地焊盤(pán)231和Ml以及饋電焊盤(pán)233和243獨(dú)立接觸，并分別電連接到接地焊盤(pán)231和Ml以及饋電焊盤(pán)233和 243。接地焊盤(pán)231和Ml中的每個(gè)接地焊盤(pán)通過(guò)它的一個(gè)端部與接地板220接觸，并設(shè)置在主板210的裝置區(qū)域213處。接地焊盤(pán)231和241中的每個(gè)接地焊盤(pán)通過(guò)它的另一個(gè)端部從接地板220(例如，沿X軸方向和Z軸方向中的至少一個(gè)方向)延伸到裝置區(qū)域 213。接地焊盤(pán)231和241分隔開(kāi)預(yù)定的分隔距離D。接地焊盤(pán)231和241形成為以所述分隔距離來(lái)保持一定的間隙。這里，分隔距離可以大于Omm并小于或等于7mm。此外，接地焊盤(pán)231和Ml中的每個(gè)接地焊盤(pán)可以以條型、彎折型、螺旋型、階梯型和環(huán)線型中的至少一種類型形成。饋電焊盤(pán)233和243中的每個(gè)饋電焊盤(pán)通過(guò)它的一個(gè)端部電連接到主板210的饋電線，并設(shè)置在主板210的裝置區(qū)域213處。饋電焊盤(pán)233和M3中的每個(gè)饋電焊盤(pán)通過(guò)它的另一個(gè)端部從主板210的饋電線(例如，沿X軸方向和Z軸方向中的至少一個(gè)方向) 延伸到裝置區(qū)域213。饋電焊盤(pán)233和243分別設(shè)置為與接地焊盤(pán)231和241相鄰。饋電焊盤(pán)233和243分別設(shè)置為與接地焊盤(pán)231和241相對(duì)。S卩，接地焊盤(pán)231和241設(shè)置在饋電焊盤(pán)233和243之間。這里，饋電焊盤(pán)233和243分別與接地焊盤(pán)231和241平行地延伸。另外，饋電焊盤(pán)233和243中的每個(gè)饋電焊盤(pán)可以以條型、彎折型、螺旋型、階梯型和環(huán)線型中的至少一種類型形成。匹配裝置250和260被設(shè)置為用于在MIMO天線設(shè)備200中進(jìn)行電匹配。S卩，匹配裝置250和260分別支持天線裝置280和四0的電匹配。匹配裝置250和260分隔開(kāi)式地安裝在主板210的裝置區(qū)域213中。匹配裝置250和260安裝在主板210的表面中，并設(shè)置在裝置區(qū)域213處。匹配裝置250和260分別電連接到焊盤(pán)裝置230和MO的接地焊盤(pán) 231和Ml。因此，匹配裝置250和260分別通過(guò)接地焊盤(pán)231和241連接到接地板220。 此外，匹配裝置250和260均具有匹配電感。這里，匹配電感可以在2nH和7nH之間。另夕卜， 匹配裝置250和沈0由電子元件形成，并分別安裝在接地焊盤(pán)231和Ml中。天線裝置280和290分別通過(guò)焊盤(pán)裝置230和MO的接地焊盤(pán)231和241連接到接地板220。天線裝置280和四0分別通過(guò)焊盤(pán)裝置230和MO的饋電焊盤(pán)233和243連接到主板210的饋電線。此外，天線裝置280和290通過(guò)它們的另一個(gè)端部從焊盤(pán)裝置230 和對(duì)0(例如，沿X軸方向和Z軸方向中的至少一個(gè)方向)延伸到裝置區(qū)域213。另外，天線裝置280和四0以金屬材料的傳輸線型形成，并設(shè)置在裝置區(qū)域213處。天線裝置280 和290從它們的一個(gè)端部中的每個(gè)端部平行地延伸達(dá)預(yù)定的延伸距離。即，天線裝置280 和290從它們的一個(gè)端部平行地延伸，并分別包括具有預(yù)定的延伸長(zhǎng)度L的操作線281和 291ο這里，延伸長(zhǎng)度可以在5mm和30mm之間。天線裝置280和290可以在裝置區(qū)域213的表面上被圖案化，或者天線裝置280和 290可以在天線載體270的表面上被圖案化。因此，天線裝置280和290被分別設(shè)置為與主板210和接地板220分隔開(kāi)達(dá)與天線載體270的區(qū)域或厚度對(duì)應(yīng)的距離。天線裝置280和 290中的每個(gè)天線裝置以具有至少一個(gè)彎曲部分的結(jié)構(gòu)形成。這里，天線裝置280和290中的每個(gè)天線裝置以彎折型、螺旋型、階梯型和環(huán)線型中的至少一種類型形成。因此，當(dāng)從外部電源通過(guò)焊盤(pán)裝置230和MO的饋電焊盤(pán)233和243分別供電時(shí)， 天線裝置觀0和四0在一定的諧振頻帶中諧振。這里，因?yàn)橛邢拗频叵蝠侂姾副P(pán)233和243 的一部分供電，所以天線裝置280和290的一部分在一定的諧振頻帶中諧振。天線裝置觀0和290分別通過(guò)焊盤(pán)裝置230和MO的接地焊盤(pán)231和241接地連接到接地板220。從天線裝置280和290中的每個(gè)天線裝置將信號(hào)輻射到空氣。這里，天線裝置280和290中的一個(gè)天線裝置的輻射信號(hào)經(jīng)空氣發(fā)送到天線裝置280和四0中的另一個(gè)天線裝置中。此外， 天線裝置280和四0中的一個(gè)天線裝置的輻射信號(hào)在空氣中經(jīng)接地板220發(fā)送到天線裝置 280和四0中的另一個(gè)天線裝置中。在用于天線裝置280和290中的每個(gè)天線裝置的焊盤(pán)裝置230和240中，接地焊盤(pán) 231和241設(shè)置為分隔開(kāi)預(yù)定的分隔距離，在焊盤(pán)裝置230和240中，接地焊盤(pán)231和241 從焊盤(pán)裝置230和MO中平行地延伸達(dá)預(yù)定的延伸距離。因此，從天線裝置280和290發(fā)送到空氣中的輻射信號(hào)的幅值與經(jīng)接地板220傳輸?shù)妮椛湫盘?hào)的幅值相同。天線裝置280 和290分別連接到均具有匹配電感的匹配裝置250和沈0。因此，從天線裝置280和290 發(fā)送到空氣中的輻射信號(hào)的相位與經(jīng)接地板220傳輸?shù)妮椛湫盘?hào)的相位具有半波長(zhǎng)(即， 180° )的差。因此，從天線裝置280和290發(fā)送到空氣中的輻射信號(hào)與經(jīng)接地板220傳輸?shù)妮椛湫盘?hào)抵消。即，抑制了天線裝置280和四0中的一個(gè)天線裝置的輻射信號(hào)成為天線裝置 280和290中的另一個(gè)天線裝置的干擾信號(hào)。因此，抑制了天線裝置280和290之間的電磁
華禹合。在前述實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備中，將兩個(gè)天線裝置設(shè)置在主板處，然而，本發(fā)明不限于此，即，在MIMO天線設(shè)備中，即使在主板處設(shè)置了三個(gè)或更多個(gè)的天線裝置，也可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的MIMO天線設(shè)備。天線裝置應(yīng)通過(guò)與每個(gè)焊盤(pán)裝置接觸而電連接到每個(gè)焊盤(pán)裝置。在用于每個(gè)天線裝置的焊盤(pán)裝置中，接地裝置應(yīng)被設(shè)置為分隔開(kāi)預(yù)定的分隔距離。這里，分隔距離可以大于Omm并小于或等于7mm。此外，天線裝置應(yīng)從焊盤(pán)裝置平行地延伸達(dá)預(yù)定的延伸距離。即，天線裝置應(yīng)從其一個(gè)端部平行地延伸，并均具有預(yù)定的延伸長(zhǎng)度的相應(yīng)的操作線。這里，延伸長(zhǎng)度可以在5mm和30mm之間。此外，每個(gè)天線裝置應(yīng)連接到均具有匹配阻抗的匹配裝置。這里，匹配阻抗可以在2nH和7nH之間。在前述實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備中，天線裝置被形成為在主板或天線載體中圖案化的傳輸線，然而，本發(fā)明不限于此。即，因?yàn)樘炀€裝置被形成為具有本征電感和電容的電子元件結(jié)合體，所以可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的MIMO天線設(shè)備。例如，天線裝置可以形成為電子元件結(jié)合體。在前述實(shí)施例的MIMO天線設(shè)備中，每個(gè)天線裝置可以形成為超材料 (metamaterial)結(jié)構(gòu)的傳輸電路。超材料可以具有電磁結(jié)構(gòu)或可以為通過(guò)人工方法合成的材料，以表現(xiàn)通常不能在自然界中觀測(cè)到的特殊的電磁性質(zhì)。這樣的超材料具有作為特性值的在特定條件下為負(fù)值的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)，并表現(xiàn)出與通常的材料或電磁結(jié)構(gòu)不同的電磁波傳輸特性。即，在當(dāng)前的實(shí)施例中，超材料結(jié)構(gòu)是使用電磁波的相速度的反相特性的結(jié)構(gòu)，并以混合左/右手(CRLH)的結(jié)構(gòu)形成。這里，CRLH結(jié)構(gòu)以右手(RH)結(jié)構(gòu)和左手 (LH)結(jié)構(gòu)的結(jié)合結(jié)構(gòu)形成，其中，右手(RH)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)這樣的一般特性，即，電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波的傳播方向遵守右手定則，左手(LH)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)這樣的特性，即，電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波的傳播方向遵守與右手定則相反的左手定則。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)MIMO天線設(shè)備工作時(shí)，可以抑制天線裝置之間的電磁耦合。因此， 在MIMO天線設(shè)備中，可以改善天線裝置的工作特性。因此，可以改善MIMO天線設(shè)備的工作性能。此外，在ΜΙΜΟ天線設(shè)備中，即使相鄰地設(shè)置天線裝置，也可以以預(yù)定的水平或更高的水平來(lái)保持天線裝置的工作性能。因此，由于可以減小MIMO天線設(shè)備的尺寸，所以可以減小用于安裝MIMO天線設(shè)備的通信終端的尺寸。 雖然已經(jīng)以示例性實(shí)施例描述了本公開(kāi)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以提出各種改變和修改。本公開(kāi)意在包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的這樣的改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種MIMO天線設(shè)備，包括多個(gè)天線裝置，均包括從其一個(gè)端部平行延伸達(dá)預(yù)定的延伸長(zhǎng)度的操作線，并被構(gòu)造為當(dāng)供電時(shí)在一定的諧振頻帶中工作；主板，被分成裝置區(qū)域和接地區(qū)域，所述多個(gè)天線裝置相鄰地設(shè)置在裝置區(qū)域中，被構(gòu)造為使所述多個(gè)天線裝置接地的接地板安裝在接地區(qū)域中；多個(gè)接地焊盤(pán)，均在主板中從接地板延伸至裝置區(qū)域，被構(gòu)造為將每個(gè)天線裝置的所述一個(gè)端部連接到接地板，并分隔開(kāi)預(yù)定的距離；多個(gè)饋電焊盤(pán)，在裝置區(qū)域中安裝為與接地焊盤(pán)相鄰，并被構(gòu)造為通過(guò)電連接到主板的方式將每個(gè)天線裝置連接到主板，并向每個(gè)天線裝置供電。
2.如權(quán)利要求1所述的MIMO天線設(shè)備，其中，確定延伸長(zhǎng)度和分隔距離中的至少一項(xiàng)， 以使在天線裝置工作時(shí)從天線裝置發(fā)送到空氣中的信號(hào)的幅值與經(jīng)接地板傳輸?shù)男盘?hào)的幅值相等。
3.如權(quán)利要求2所述的MIMO天線設(shè)備，所述MIMO天線設(shè)備還包括匹配裝置，在裝置區(qū)域中安裝在天線裝置和接地板之間，以連接到接地焊盤(pán)，匹配裝置具有匹配電感，以使得在天線裝置工作時(shí)從天線裝置發(fā)送到空氣中的信號(hào)的相位與經(jīng)接地板傳輸?shù)男盘?hào)的相位具有半波長(zhǎng)的差異。
4.如權(quán)利要求2所述的MIMO天線設(shè)備，其中，接地焊盤(pán)和饋電焊盤(pán)結(jié)合為與每個(gè)天線裝置對(duì)應(yīng)，以被連接到每個(gè)天線裝置。
5.如權(quán)利要求2所述的MIMO天線設(shè)備，所述MIMO天線設(shè)備還包括天線載體，安裝在裝置區(qū)域中，并被構(gòu)造為用于安裝天線裝置、接地焊盤(pán)和饋電焊盤(pán)中的至少一者。
6.如權(quán)利要求5所述的MIMO天線設(shè)備，其中，接地焊盤(pán)和饋電焊盤(pán)設(shè)置在裝置區(qū)域和天線載體之間。
7.如權(quán)利要求2所述的MIMO天線設(shè)備，其中，分隔距離大于Omm并小于或等于7mm。
8.如權(quán)利要求2所述的MIMO天線設(shè)備，其中，延伸長(zhǎng)度在5mm和30mm之間。
9.如權(quán)利要求3所述的MIMO天線設(shè)備，其中，匹配電感在2nH和7nH之間。
10.如權(quán)利要求2所述的MIMO天線設(shè)備，其中，天線裝置包括具有多個(gè)彎曲部分的傳輸線，并以彎折型、螺旋型、階梯型和環(huán)線型中的至少一種類型形成。
11.一種無(wú)線終端，所述無(wú)線終端包括天線設(shè)備，該天線設(shè)備被構(gòu)造為發(fā)送和接收多個(gè)信號(hào)，所述天線設(shè)備包括多個(gè)天線裝置，均包括從其一個(gè)端部平行延伸達(dá)預(yù)定的延伸長(zhǎng)度的操作線，并被構(gòu)造為當(dāng)供電時(shí)在一定的諧振頻帶中工作；主板，被分成裝置區(qū)域和接地區(qū)域，所述多個(gè)天線裝置相鄰地設(shè)置在裝置區(qū)域中，被構(gòu)造為使得所述多個(gè)天線裝置接地的接地板安裝在接地區(qū)域中；多個(gè)接地焊盤(pán)，均在主板中從接地板延伸至裝置區(qū)域，被構(gòu)造為將每個(gè)天線裝置的所述一個(gè)端部連接到接地板，并分隔開(kāi)預(yù)定的距離；多個(gè)饋電焊盤(pán)，在裝置區(qū)域中安裝為與接地焊盤(pán)相鄰，并被構(gòu)造為通過(guò)電連接到主板的方式將每個(gè)天線裝置連接到主板，并向每個(gè)天線裝置供電。
12.如權(quán)利要求11所述的無(wú)線終端，其中，確定延伸長(zhǎng)度和分隔距離中的至少一項(xiàng)，以使在天線裝置工作時(shí)從天線裝置發(fā)送到空氣中的信號(hào)的幅值與經(jīng)接地板傳輸?shù)男盘?hào)的幅值相等。
13.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線終端，所述無(wú)線終端還包括匹配裝置，在裝置區(qū)域中安裝在天線裝置和接地板之間，以連接到接地焊盤(pán)，匹配裝置具有匹配電感，以使得在天線裝置工作時(shí)從天線裝置發(fā)送到空氣中的信號(hào)的相位與經(jīng)接地板傳輸?shù)男盘?hào)的相位具有半波長(zhǎng)的差異。
14.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線終端，其中，接地焊盤(pán)和饋電焊盤(pán)結(jié)合為與每個(gè)天線裝置對(duì)應(yīng)，以被連接到每個(gè)天線裝置。
15.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線終端，所述無(wú)線終端還包括天線載體，安裝在裝置區(qū)域中，并被構(gòu)造為用于安裝天線裝置、接地焊盤(pán)和饋電焊盤(pán)中的至少一者。
16.如權(quán)利要求15所述的無(wú)線終端，其中，接地焊盤(pán)和饋電焊盤(pán)設(shè)置在裝置區(qū)域和天線載體之間。
17.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線終端，其中，分隔距離大于Omm并小于或等于7mm。
18.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線終端，其中，延伸長(zhǎng)度在5mm和30mm之間。
19.如權(quán)利要求13所述的無(wú)線終端，其中，匹配電感在2nH和7nH之間。
20.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線終端，其中，天線裝置包括具有多個(gè)彎曲部分的傳輸線， 并以彎折型、螺旋型、階梯型和環(huán)線型中的至少一種類型形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種MIMO天線設(shè)備和無(wú)線終端。該MIMO天線設(shè)備包括多個(gè)天線裝置，均包括從其一個(gè)端部平行延伸達(dá)預(yù)定的延伸長(zhǎng)度的操作線，并被構(gòu)造為當(dāng)供電時(shí)在一定的諧振頻帶中操作。該設(shè)備還包括被分為裝置區(qū)域和接地區(qū)域的主板。該設(shè)備還包括多個(gè)接地焊盤(pán)，所述多個(gè)接地焊盤(pán)均在主板中從接地板延伸至裝置區(qū)域，被構(gòu)造為將每個(gè)天線裝置的所述一個(gè)端部連接到接地板。該設(shè)備還包括多個(gè)饋電焊盤(pán)，所述多個(gè)饋電焊盤(pán)安裝為在裝置區(qū)域中與接地焊盤(pán)相鄰，并被構(gòu)造為將每個(gè)天線裝置連接到主板，并向每個(gè)天線裝置供電。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK102544754SQ20111039954
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者樸聲源, 李然周 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社