[发明专利]高隔离宽频带两天线系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一款高隔离宽频带两天线系统，属移动终端多天线技术领域。

背景技术：

第3代蜂窝移动通信系统（3G）、无线局域网（Wireless Local Area Nertworks, WLAN）和宽带无线接入技术（Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMax），是目前无线通信的主要解决方案。他们在通用移动通信频段的工作频段分别在2GHz频段的2180MHz以上工作，如：2400~2484MHz为WLAN的工作频段，2500~2690MHz为WiMax使用频段。终端的天线系统要将这两个不同的频段同时覆盖，就要求设计具有较宽的工作频带。

多输入多输出( Multiple Input Multiple Output, MIMO) 技术，通过在发射和接收端分别采用多个天线，可以在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，被各种不同设计目标广泛采用。多天线技术是MIMO技术的核心技术之一，其技术特点要求组成多天线系统的各个天线单元间具有较高的隔离度，以保证通信时各个信道的低相关性。目前，在基站端可以很容易实现各天线单元在空间上的高隔离度，而在移动终端天线受到体积、重量和成本等诸多限制，如何在其有限空间内放置多根天线并保持相互的高隔离度研究具有很重要的意义。

目前诸如手机等移动终端的尺寸越来越小，留给天线系统的空间也不断减少，而较小的空间通常会使天线单元之间的互耦很大，使得天线的效率降低，从而降低通信系统的容量。因此，覆盖2180~2690MHz的宽频段、具有较高隔离度并适用于移动通信终端特别是小尺寸移动终端的多天线系统的设计，是一项重要的工作和严峻的挑战。

经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。

发明内容：

本发明的目的在于：在终端提供一种工作频段覆盖2180-2690MHz，端口间隔离度优于-19dB的高隔离宽频带两天线系统。

为了实现2180-2690MHz频段的覆盖，并保证各天线单元间具有较高的隔离度。首先，本发明将一种工作在2400MHz的单极子天线作为天线单元，该单极子天线采用折叠技术，具有超低剖面和极小的外形；其次，引入一个倒“L”形地枝结构，利用其与天线单元构成的多个长度相差不大的电流路径，从而展宽天线的工作频带；再次，该两天线系统由两个单元构成，使之更好地支持多输入多输出（MIMO）功能，从而使其应用于MIMO移动通信终端成为可能；最后，在两个天线单元之间引入了蘑菇型电磁带隙结构，利用该结构对一定频率范围内电磁波的慢波特性，以提高天线单元间的隔离度，确保所设计的两天线系统具有良好的MIMO性能。

本发明的高隔离宽频带两天线系统，采取把两个天线单元集中在地板的同一边“背靠背”的摆放方式，以减小天线单元之间的相关性，提高天线系统的MIMO性能；同时利用“背靠背”摆放方式，实现了天线的空间和角度分集技术；采用平面结构，使天线与通信系统易于集成；采用普通的数字电路的电路板（PCB, Printed Circuit Board）加工工艺，使天线的成本大大降低。本发明不仅能用于MIMO通信，也能用于普通无线通信。

本发明的高隔离宽频带两天线系统，包括：介质板，左微带馈线（1），右微带馈线（2），第一折叠单极子结构(3)和第二折叠单极子结构（5)构成的左辐射天线单元a，第三折叠单极子结构（4）和第四折叠单极子结构（6）构成的右辐射天线单元b，蘑菇型电磁带隙结构（7），左倒L形地枝结构（8）和右倒L形地枝结构（9），金属地（10）。其中：

介质板，呈矩形，是一块印刷电路板；

左辐射天线单元a及左微带馈线（1）和右辐射单元及右微带馈线（2），印制在所述印刷电路板的正面；所述的a、b辐射天线单元形式一样，都是G型单极子天线单元，左辐射天线单元a及左微带馈线（1）和右辐射单元及右微带馈线（2）相对于所述的印刷电路板的纵轴对称。

蘑菇型电磁带隙结构（7）在指定频率范围内呈现出的高表面阻抗特性，用来降低天线单元间的耦合。左倒L形地枝结构（8）和右倒L形地枝结构（9）用来产生与原谐振点相近的谐振，从而拓展工作带宽。金属地（10）印制在所述印刷电路板背面，用于模拟终端中除天线外的其他部分。