[发明专利]用于移动终端的可重构双天线系统

说明书

技术领域

本发明属于移动终端天线设计领域，特别涉及一种用于在复杂通信环境中的移动终端 可重构双天线系统结构设计。

背景技术

天线系统通常工作在复杂的移动传播环境下，电波在空中传播时将受到多方面的衰落， 另外，在无线通信链路的发射与接收端存在多条传播路径，多径传播对通信的有效性与可 靠性造成了严重的影响。只采用单个天线很难在复杂的传播环境中保持很好的性能。需要 用可重构天线技术和多入多出(MIMO)技术来提高频谱利用率，提高信噪比，改善通信质 量，降低发射功率。

可重构天线技术是通过引入可变装置(例如PIN二极管开关、MEMS器件)来改变天线 辐射单元的相对位置或者电流分布，使天线能根据实际环境需要实时重构天线各种特性， 以实现天线工作频段、方向图、极化方式等天线特性的变化，从而为提高无线综合信息系 统的容量、扩展系统功能、增加系统工作带宽、提高信噪比等方面提供重要的技术保障。

多入多出技术是利用多天线发射多数据流并由多天线接收实现最佳处理，这种最佳处 理是通过空时编码和解码实现的。空时编码技术是同时从空间和时间域考虑设计码字，它 的基本原理是在多个天线上同时发送信息比特流所产生的向量，利用发送天线所发送序列 的正交性来获得增益。

对于小尺寸的移动终端，由于天线单元占据的空间有限，空间、极化分集的作用有限， 天线单元之间的互耦很大，使得天线方向图重构难度大，且天线的效率降低，从而降低通 信系统的容量。因此，如果能设计出结构紧凑、易集成、支持方向图可重构功能与MIMO功 能的小尺寸移动终端的多天线结构，将使可重构多天线技术应用于手持终端成为可能

发明内容

本发明的目的是提供一种实现低成本、易集成、电小尺寸的无线移动通信终端天线的 结构设计。它可以克服现有无线移动通信终端天线性能、结构的不足，通过在天线辐射单 元上加PIN二极管开关的方式，来改变天线的辐射结构，从而改变天线的辐射方向图；它 采用平面结构，易于与通信系统集成。

本发明的特征在于，含有：

介质板，该介质板呈矩形，是一块印刷电路板；

辐射单元，贴于所述介质板的正面，所述辐射单元含有：单极子分枝、四个寄生辐射 结构贴片、馈线和直流偏置电路，其中：

单极子分枝，有两个，纵向对称地贴在所述介质板正面上方的左、右两个角上，是所 述可重构双天线系统的公共分枝，

寄生辐射结构贴片，共四个，印刷在所述介质板的正面，纵向对称地成对分布在介质 板顶端两个“L”型的拐角的两条边上；在所述的四个寄生辐射贴片中，上、下分布的所述 贴片采用形状相同而尺寸不同的贴片结构，每个所述寄生辐射贴片与所述两个单极子分枝 之间分别接有一个PIN开关二极管，

馈线，用微带方式馈电，有两条，沿纵向对称分布，每条所述馈线的馈电点在所述对 应的单极子分枝末端，每条所述馈线先向下与纵轴平行，再沿水平方向折向所述介质板的 长边，在弯折处，分别接有一个隔直电容，

直流偏置电路，有两条，是连接所述各个寄生辐射结构贴片和所述单极子分枝之间的 所述各个开关二极管的直流偏置电路；所述每条电路的一部分位于所述馈线的内侧，由与 所述馈线相连的隔交流电感、与和馈线相连的所述隔交流电感的另一端相连的分压电阻、 与所述分压电阻另一侧相连的外接电压源依次连接组成；所述该条电路的另一部分分别位 于所述相应馈线内、外两侧的两个寄生辐射贴片的下方，由与所述寄生辐射贴片相连的隔 交流电感和导线组成，所述该导线的终端通过沉孔接地，所述导线另一端与所述寄生辐射 贴片相连的隔交流电感的另一端相连，该电路与所述馈线内侧的电路构成直流偏置电路回 路；

金属地，贴于所述介质板的背面，印刷在所述介质板的背面，该金属地用来模拟移动 终端中除天线外的其它金属部分。

所述移动终端用的可重构双天线有四种工作模式，列于表1：