本發(fā)明涉及mimo技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種mimo天線及其裝置。

背景技術(shù)：

mimo(multiple-inputmultiple-output)技術(shù)指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu)勢、被視為下一代移動通信的核心技術(shù)。

目前的產(chǎn)品趨于微小化，但由于mimo天線的數(shù)量較多，依次平行設(shè)置在產(chǎn)品中，使得mimo天線占用的空間比較大，進而致使設(shè)有mimo天線的產(chǎn)品尺寸龐大，與目前產(chǎn)品微小化的需求背道而馳，因此，需要將mimo天線的尺寸盡量降低，但mimo天線尺寸縮小往往會導(dǎo)致其隔離度惡化，而提高mimo天線的隔離度最直接的方法是增大天線間的間距，因此，如何在較小的尺寸下獲得mimo天線較高的隔離度，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的難題。

因此，本申請致力于提供一種高隔離度的mimo天線及其裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種mimo天線及其裝置，本發(fā)明mimo天線具有良好的隔離度、信號抗干擾性能以及工作頻寬；且具有良好的數(shù)據(jù)傳輸效能。本發(fā)明mimo天線不僅滿足產(chǎn)品日趨微小化的需求，而且具有優(yōu)良的工作性能，適用性廣、實用性強，具有良好的市場前景。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種mimo天線，包括：

介質(zhì)板、接地板和兩個天線單元；

所述介質(zhì)板包括疊放的兩塊介質(zhì)基板；

所述接地板夾設(shè)于所述兩塊介質(zhì)基板之間；

所述兩個天線單元分別設(shè)于所述兩塊介質(zhì)基板遠離所述接地板一側(cè)的板面上；

所述兩個天線單元的輻射單元空間交錯并呈預(yù)設(shè)角度設(shè)置。

本技術(shù)方案中，將介質(zhì)板、接地板和天線單元集成在一起，較之現(xiàn)有的鋪設(shè)方式，占用的空間小，滿足產(chǎn)品日益微小化的需求；且通過將輻射單元分別印刷在介質(zhì)板的兩個表面上，并使得這兩個輻射單元呈空間交錯設(shè)置。本發(fā)明mimo天線結(jié)構(gòu)簡單、平面化程度高、易集成，易加工。更優(yōu)的是，異面相交的結(jié)構(gòu)特征使得兩個輻射單元不僅實現(xiàn)了天線的正交極化，空間上的錯位還提高了這兩個輻射單元之間的間距，進而提高了它們的隔離度，從而保證了mimo天線的抗干擾性能及其分集接收效果。天線的正交極化還降低了信號衰落的影響，提高了其接收靈敏度。因此，本發(fā)明mimo天線具有良好的信號抗干擾性能以及良好的工作頻寬；且具有良好的數(shù)據(jù)傳輸效能。本發(fā)明mimo天線不僅滿足產(chǎn)品日趨微小化的需求，而且具有優(yōu)良的工作性能，適用性廣、實用性強，具有良好的市場前景。

進一步優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)角度的范圍為75-90°。

本技術(shù)方案中，通過不同產(chǎn)品對天線極化的需求(分集接收效果以及增益等)以及信號質(zhì)量要求不同，兩個天線單元的輻射單元所形成的夾角可對應(yīng)設(shè)置成不同的夾角。

進一步優(yōu)選地，所述兩個天線單元均包括輻射單元、微帶線和饋電點；所述輻射單元和所述饋電點通過所述微帶線連接；所述微帶線與所述接地板空間疊放；所述輻射單元設(shè)于所述接地板于所述介質(zhì)基板投影的外側(cè)；所述饋電點設(shè)于所述微帶線遠離所述輻射單元的一端。

本技術(shù)方案中，由于接地板的大小會影響天線的諧振點及輻射方向圖，因此，本發(fā)明的接地點優(yōu)選設(shè)置在由兩個輻射單元在介質(zhì)板所圍設(shè)的區(qū)域內(nèi)(即輻射單元設(shè)于接地板于介質(zhì)基板投影的外側(cè))，且微帶線與接地板空間疊設(shè)(即微帶線至少部分設(shè)于接地板于介質(zhì)基板投影的內(nèi)側(cè))。

進一步優(yōu)選地，所述輻射單元沿垂直于所述微帶線延伸方向的尺寸大于所述微帶線的尺寸。

本技術(shù)方案中，輻射單元呈膨脹結(jié)構(gòu)增大了本mimo天線的信號的傳輸效率和速度、空間自由度、改善了系統(tǒng)性能、提高頻帶利用率。

進一步優(yōu)選地，所述輻射單元包括窄口端和擴口端，所述擴口端與所述微帶線遠離所述饋電點的一端連接；所述窄口端由所述擴口端延伸形成。

本技術(shù)方案中，為了滿足不同產(chǎn)品對mimo天線長度以及信號強度的需求，因此，輻射單元可繞設(shè)于介質(zhì)基板的表面上。

進一步優(yōu)選地，所述接地板于其均靠近所述兩個天線單元的輻射單元處開有槽。

本技術(shù)方案中，由于兩個輻射單元共用夾設(shè)于兩塊介質(zhì)基板的接地板，通過在該接地板均靠近兩個輻射單元的位置處開槽，接地板上的該槽可以改變了接地板上的電流分布情況，進而提高了這兩個輻射單元的隔離度，從而提高了本mimo天線的接收靈敏度、抗干擾性能、良好的工作頻寬以及數(shù)據(jù)傳輸效能。

進一步優(yōu)選地，所述介質(zhì)板為矩形結(jié)構(gòu)；所述兩個天線單元的饋電點分別設(shè)于所述介質(zhì)板相鄰的兩側(cè)邊上。

本技術(shù)方案中，為了保證天線單元以及輻射單元的長度要求，天線單元的饋電點優(yōu)選從矩形結(jié)構(gòu)的相鄰兩邊交錯設(shè)置。

進一步優(yōu)選地，所述兩個天線單元為板狀結(jié)構(gòu)、線狀結(jié)構(gòu)或板狀結(jié)構(gòu)和線狀結(jié)構(gòu)的組合。

本發(fā)明還公開了一種mimo天線裝置，其包括：

所述mimo天線裝置包括若干個上述所述的mimo天線。

本技術(shù)方案中，設(shè)有本發(fā)明mimo天線的裝置滿足產(chǎn)品不同型號的同時，還可以根據(jù)需要設(shè)置成雙工模式，還具有良好的工作頻寬，滿足頻帶資源有限而高速數(shù)據(jù)需求無限增長的現(xiàn)實需求，具有廣闊的市場前景和應(yīng)用前景。

本發(fā)明提供的一種mimo天線及其裝置，能夠帶來以下至少一種有益效果：

1、本發(fā)明中，將介質(zhì)板、接地板和天線單元集成在一起，較之現(xiàn)有的鋪設(shè)方式，占用的空間小，滿足產(chǎn)品日益微小化的需求；且通過將輻射單元分別印刷在介質(zhì)板的兩個表面上，并使得這兩個輻射單元呈空間交錯設(shè)置。且異面相交的結(jié)構(gòu)特征使得兩個輻射單元不僅實現(xiàn)了天線的正交極化，空間上的錯位還提高了這兩個輻射單元之間的間距，進一步地接地板夾設(shè)設(shè)計增加了兩個天線單元的空間距離，進而提高了它們的隔離度，從而保證了mimo天線的抗干擾性能及其分集接收效果。天線的正交極化還降低了信號衰落的影響，提高了其接收靈敏度。因此，本發(fā)明mimo天線具有良好的信號抗干擾性能以及良好的工作頻寬，滿足頻帶資源有限而高速數(shù)據(jù)需求無限增長的現(xiàn)實需求；且具有良好的數(shù)據(jù)傳輸效能。本發(fā)明mimo天線不僅滿足產(chǎn)品日趨微小化的需求，而且具有優(yōu)良的工作性能，適用性廣(可應(yīng)用于無線傳輸、雷達或智能電網(wǎng)等領(lǐng)域)、實用性強，具有良好的市場前景。本發(fā)明mimo天線結(jié)構(gòu)簡單、平面化程度高、易集成，易加工。

2、本發(fā)明中，由于兩個輻射單元共用夾設(shè)于兩塊介質(zhì)基板的接地板，通過在該接地板均靠近兩個輻射單元的位置處開槽，接地板上的該槽可以改變了接地板上的電流分布情況，進而提高了這兩個輻射單元的隔離度，從而提高了本mimo天線的接收靈敏度、抗干擾性能、良好的工作頻寬以及數(shù)據(jù)傳輸效能。

3、本發(fā)明中，為了滿足不同產(chǎn)品對mimo天線長度以及信號強度的需求，因此，將mimo天線的輻射單元設(shè)成膨脹結(jié)構(gòu)(即擴口端)；且膨脹結(jié)構(gòu)可繼續(xù)延展出輻射分支即窄口端)以滿足mimo天線的實際長度需要以及信號需求，增大了本發(fā)明的適用性和實用性。

4、本發(fā)明中，設(shè)有本發(fā)明mimo天線的裝置滿足產(chǎn)品不同型號的同時，還具有良好的工作頻寬，滿足頻帶資源有限而高速數(shù)據(jù)需求無限增長的現(xiàn)實需求，具有廣闊的市場前景和應(yīng)用前景。

附圖說明

下面將以明確易懂的方式，結(jié)合附圖說明優(yōu)選實施方式，對mimo天線及其裝置的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點及其實現(xiàn)方式予以進一步說明。

圖1是本發(fā)明mimo天線的一種實施例的俯視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的主視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明mimo天線的一種實例s參數(shù)圖。

附圖標(biāo)號說明：

100.介質(zhì)板，110.第一介質(zhì)基板，120.第二介質(zhì)基板，200.接地板，210.槽，300.第一天線單元，310.第一輻射單元，311.第一擴口端，312.第一窄口端，320.第一微帶線，330.第一饋電點，400.第二天線單元，410.第二輻射單元，411.第二擴口端，412.第二窄口端，420.第二微帶線，430.第二饋電點。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實施方式。

為使圖面簡潔，各圖中的只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實際結(jié)構(gòu)。

在實施例一中，如圖1和2所示，一種mimo天線，包括：介質(zhì)板100、接地板200和兩個天線單元；介質(zhì)板100包括疊放的兩塊介質(zhì)基板(即第一介質(zhì)基板110和第二介質(zhì)基板120)；接地板200夾設(shè)于兩塊介質(zhì)基板之間；兩個天線單元(即第一天線單元300和第二天線單元400)分別設(shè)于兩塊介質(zhì)基板遠離接地板200一側(cè)的板面上；兩個天線單元的輻射單元(即第一輻射單元310和第二輻射單元410)空間交錯并呈預(yù)設(shè)角度設(shè)置。

本實施例中，將介質(zhì)板100、接地板200和天線單元集成在一起，較之現(xiàn)有的鋪設(shè)方式，占用的空間小，滿足產(chǎn)品日益微小化的需求；且通過將輻射單元分別印刷在介質(zhì)板100的兩個表面上，并使得這兩個輻射單元呈空間交錯設(shè)置?？臻g異面相交的結(jié)構(gòu)特征使得兩個輻射單元不僅實現(xiàn)了天線的正交極化，空間上的錯位還提高了這兩個輻射單元之間的間距，接地板200的夾層設(shè)計進一步地增加了兩個天線單元的空間距離，進而提高了它們的隔離度，從而保證了mimo天線的抗干擾性能及其分集接收效果。天線的正交極化還降低了信號衰落的影響，提高了其接收靈敏度。因此，本發(fā)明mimo天線具有良好的信號抗干擾性能以及良好的工作頻寬，滿足頻帶資源有限而高速數(shù)據(jù)需求無限增長的現(xiàn)實需求；且具有良好的數(shù)據(jù)傳輸效能。本發(fā)明mimo天線不僅滿足產(chǎn)品日趨微小化的需求，而且具有優(yōu)良的工作性能，適用性廣(可應(yīng)用于無線傳輸、雷達或智能電網(wǎng)等領(lǐng)域)、實用性強，具有良好的市場前景。本發(fā)明mimo天線結(jié)構(gòu)簡單、平面化程度高、易集成，易加工。

在實際應(yīng)用中，在制作本發(fā)明的mimo天線時，可先根據(jù)實際需要在介質(zhì)基板的表面上印制天線單元(即第一天線單元300和第二天線單元400)，在印制過程中，根據(jù)事先預(yù)設(shè)的印制位置、形狀進行對應(yīng)設(shè)置。然后將未設(shè)有天線單元的表面夾設(shè)住接地板200，通過粘結(jié)劑、焊接、螺絲等方式將兩塊介質(zhì)基板以及接地板200固定在一起便可。本實施例中的mimo天線在應(yīng)用時，可為雙工模式，可為2×2mimo天線、1×2mimo天線或2×1mimo天線等工作模式，具體使用情況可根據(jù)需要本發(fā)明mimo天線的裝置的需要來定。甚至，為了提高該裝置通信系統(tǒng)的吞吐量、傳輸距離和頻譜等信號要求，可以適當(dāng)?shù)脑O(shè)置一個或一個以上的本發(fā)明mimo天線，且本發(fā)明mimo天線還可以與其它類型的天線一起設(shè)置在同一個裝置內(nèi)，第一天線單元300和第二天線單元400優(yōu)選為共地微帶天線單元。

在實施例二中，如圖1和2所示，在實施例一的基礎(chǔ)上，第一輻射單元310和第二輻射單元410所形成的夾角范圍為75-90°，優(yōu)選為90°，即在第一輻射單元310和第二輻射單元410在介質(zhì)板100上的走向呈為90°，這樣第一輻射單元310和第二輻射單元410呈雙向極化方式，即v/h式極化，保證了本發(fā)明mimo天線不論是開闊的山區(qū)還是平原、或是建筑物較為集中的城市都具有良好的分集接收效果，減輕能量衰弱的影響，獲得分集增益，提高其接收靈敏度。當(dāng)然，第一輻射單元310和第二輻射單元410所形成的夾角亦可為75°、80°或85°，設(shè)置小于75°等均可，只要與實際需要相符合即可。

在實施例三中，如圖1和2所示，在實施例一或二的基礎(chǔ)上，第一天線單元300包括第一輻射單元310、第一微帶線320和第一饋電點330；第一輻射單元310和第一饋電點330通過第一微帶線320連接；第二天線單元400包括第二輻射單元410、第二微帶線420和第二饋電點430；第二輻射單元410和第二饋電點430通過第二微帶線420連接；第一微帶線320和第二微帶線420接地板200異面相交且夾角為90°。且第一輻射單元310設(shè)在接地板200于第一介質(zhì)基板110投影的外側(cè)；第一微帶線320至少部分設(shè)于接地板200于第一介質(zhì)基板110投影的內(nèi)側(cè)(即靠近第一輻射單元310的第一微帶線320可設(shè)于接地板200于第一介質(zhì)基板110投影的外側(cè)或剛好重疊)；第一饋電點330設(shè)于第一微帶線320遠離第一輻射單元310的一端。同樣的，第二輻射單元410設(shè)在接地板200于第二介質(zhì)基板120投影的外側(cè)；第二微帶線420至少部分設(shè)于接地板200于第二介質(zhì)基板120投影的內(nèi)側(cè)第二饋電點430設(shè)于第二微帶線420遠離第二輻射單元410的一端(即靠近第二輻射單元410的第二微帶線420可設(shè)于接地板200于第二介質(zhì)基板120投影的外側(cè)或剛好重疊)。在實際應(yīng)用中，由于接地板200的大小會影響天線的諧振點及輻射方向圖，因此，本發(fā)明的接地點優(yōu)選設(shè)置在由第一輻射單元310和第二輻射單元410在介質(zhì)板100上所圍設(shè)的區(qū)域內(nèi)，即第一輻射單元310和第二輻射單元410必須均設(shè)置在接地板200于介質(zhì)基板投影的外側(cè)。

在實施例四中，如圖1和2所示，在實施例三的基礎(chǔ)上，第一輻射單元310沿垂直于第一微帶線320延伸方向的尺寸大于第一微帶線320的尺寸；且第一輻射單元310包括第一窄口端312和第一擴口端311，第一擴口端311的一端與第一微帶線320遠離第一饋電點330的一端連接；第一擴口端311的另一端第一窄口端312連接，且第一窄口端312由第一擴口端311延伸形成。。上述情況也適用第二天線單元400。第一窄口端312和第二窄口端412的延展方向優(yōu)選相互垂直且逐漸遠離；且第一窄口端312和第二窄口端412的可以直線型設(shè)于第一介質(zhì)基板110和第二介質(zhì)基板120上，也可以迂回彎曲的形狀設(shè)于第一介質(zhì)基板110和第二介質(zhì)基板120上，但整體延展的方向是相互遠離即可。

在實際應(yīng)用中，第一天線單元300的構(gòu)造和第二天線單元400相同或不同，即第一輻射單元310和第二輻射單元410的形狀、大小、結(jié)構(gòu)可一致或不一致。優(yōu)選地第一天線單元300和第二天線為板狀結(jié)構(gòu)、線狀結(jié)構(gòu)或板狀結(jié)構(gòu)和線狀結(jié)構(gòu)的組合。且介質(zhì)板100(第一介質(zhì)基板110和第二介質(zhì)基板120)為矩形結(jié)構(gòu)；第一天線單元300的第一饋電點330和第二天線單元400的第二饋電點430分別設(shè)于介質(zhì)板100相鄰的兩側(cè)邊(圖中未標(biāo)示)上，但其實第一天線單元300的第一饋電點330設(shè)于第一介質(zhì)基板110的側(cè)邊(圖中未標(biāo)示)上，第二天線單元400的第二饋電點430設(shè)于第二介質(zhì)基板120的側(cè)邊(圖中未標(biāo)示)。值得說明的是，介質(zhì)板100、接地板200的大小、形狀可根據(jù)需要進行改變，它們的形狀可以相同亦可不同，如都為圓形、正多邊形、不規(guī)則多邊形等；同樣的，第一輻射單元310的第一擴口端311(或第一窄口端312)和第二輻射單元410的第二擴口端411(或第二窄口端412)形狀、大小可以相同亦可不同，如為圓形、菱形、橢圓形、矩形或不規(guī)則多邊形等；且第一輻射單元310的第一擴口端311(或第一窄口端312)與第二輻射單元410的第二擴口端411(或第二窄口端412)的走向優(yōu)選相互垂直且逐漸遠離。

在實施例五中，如圖1和2所示，在實施例一、二、三或四的基礎(chǔ)上，接地板200于其均靠近第一天線單元300的第一輻射單元310以及第二天線單元400的第二輻射單元410的位置處開有槽210。由于槽210的存在，由于第一輻射單元310和第二輻射單元410共用夾設(shè)于第一介質(zhì)基板110和第二介質(zhì)基板120之間的接地板200，接地板200上的該槽210可以改變了接地板200上的電流分布情況，進而提高了第一輻射單元310和第二輻射單元410的隔離度，從而提高了本mimo天線的接收靈敏度、抗干擾性能、良好的工作頻寬以及數(shù)據(jù)傳輸效能。在實際應(yīng)用中，槽210在接地板200上的位置、大小、結(jié)構(gòu)可根據(jù)實際需要進設(shè)置。

在實施例六中，一種mimo天線裝置，包括：mimo天線裝置包括若干個上述的mimo天線。mimo天線裝置根據(jù)實際需要(如型號、信號要求等)可以設(shè)置一個或多個本發(fā)明的mimo天線。還可以根據(jù)需要設(shè)置成雙工模式，還具有良好的工作頻寬，滿足頻帶資源有限而高速數(shù)據(jù)需求無限增長的現(xiàn)實需求，具有廣闊的市場前景和應(yīng)用前景。

示例性的，如圖1-3所示，為本發(fā)明mimo天線一種實例的s參數(shù)：第一介質(zhì)基板110和第二介質(zhì)基板120(40mm×40mm×1mm)均為的方形介質(zhì)基板；且介質(zhì)板100(40mm×40mm×2mm)的介電常數(shù)為4.4的fr-4板材；接地板200為邊長25mm×25mm；與介質(zhì)板100的邊緣齊平設(shè)置；第一天線單元300和第二天線單元400均為l結(jié)構(gòu)，并沿介質(zhì)板100的對角線對稱分別布置在第一介質(zhì)基板110和第二介質(zhì)基板120上；其中第一饋電點330和第二饋電點430分設(shè)在介質(zhì)板100的相鄰兩側(cè)邊上，且第一微帶線320和第二微帶線420(均長25mm，寬1mm，)呈垂直90°角延伸，且第一微帶線320和第二微帶線420空間交錯的位置位于接地板200于介質(zhì)板100的投影內(nèi)，第一擴口端311和第二擴口端411(沿微帶線的延伸方向的長度為14mm，沿垂直微帶線的延伸方向的長度為9.2mm的菱形結(jié)構(gòu))；與第一微帶線320延伸方向平行的第一窄口端312和與第二微帶線420延伸方向平行的第二窄口端412(均長15mm，寬1mm)；槽210(沿接地板200的對角線的方向為8.5mm，寬1mm)設(shè)于接地板200的對角線上的末端并靠近第一輻射單元310和第二輻射單元410設(shè)置，且設(shè)有槽210的接地板200的對角線與第一天線單元300和第二天線單元400的對稱線(即介質(zhì)板100的對角線)重疊。具體設(shè)置見圖1和2。

利用軟件對上述結(jié)構(gòu)、參數(shù)進行模擬，可知，如圖3所示，從s參數(shù)結(jié)果可得到的數(shù)據(jù)信息如下：該mimo天線的工作頻率范圍為2.28ghz～2.66ghz(s11<-10db，s22<-10db)，具有較寬的工作帶寬(380mhz)。可工作在2.4ghz～2.5ghz的wlan頻段，在該工作頻帶內(nèi)具有較高的隔離度(s21<-24db)。從本示例可知，本mimo天線的占用空間非常的小，可用于體積較小的通訊系統(tǒng)中，如手機、路由器、ipad、遙控器等；當(dāng)然，也可用于體積較大的系統(tǒng)，如雷達等，不同的結(jié)構(gòu)、參數(shù)可得到不同的工作帶寬以及隔離度，因此，在實際應(yīng)用中，可通過調(diào)整第一介質(zhì)基板110和第二介質(zhì)基板120，接地板200，槽210，第一天線單元300和第二天線單元400，第一輻射單元310和第二輻射單元410的參數(shù)等進行相關(guān)的調(diào)整，從而得到實際工況所需的工作帶寬以及隔離度，以滿足不同種類、大小、形狀的產(chǎn)品。

應(yīng)當(dāng)說明的是，上述實施例均可根據(jù)需要自由組合。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。