[发明专利]用于移动终端的平面型宽频带双天线系统

说明书

技术领域

本发明属于移动终端多天线设计领域，涉及一种在宽频带内具有低互耦特性的双天线系统，适用于在小型移动终端上实现多输入多输出通信技术。

背景技术

移动通信已经经历了以模拟通信为特征的第一代移动通信、以数字通信为特征的第二代移动通信。目前，移动通信正处在以高速数据率和宽带多媒体服务为特征的第三代移动通信阶段。但是，当前的数据传输速率仍然不能满足用户的需求，用户需要更高的数据率、更稳定的数据传输来使用新的无线业务，如高清数字电视传输、实时高清视频传输、在线网游等。因此，以正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术和多输入多输出（Multiple-Input and Multiple-Output，MIMO）技术为特征的第四代移动通信已经在世界范围内被各大运营商采用。MIMO技术是第四代移动通信的关键技术之一，其是第四代移动通信实现更高数据率传输、更稳定数据传输的核心。MIMO技术就是在移动通信系统的收发端分别安装多个天线，其在不增加发射功率、不增加频谱使用的条件下，利用无线通信信道的多径效应来增加系统容量、提高通信质量，从而实现更高数据率传输、更稳定数据率传输的目标。因MIMO技术不增加发射功率、不增加频谱使用，其不仅仅克服日益紧缺的频谱资源问题，也满足人们对低功耗、绿色通信的需求，因此被认为是现代通信史上最重大的技术突破之一。

如果在移动通信系统的移动终端上安装多个天线，需要这些天线在较好阻抗匹配的条件小，天线之间具有较低的互耦。但是，目前移动终端正朝着体积小、厚度薄、重量轻、成本低和多功能等方向发展，使移动终端上留给天线设计的体积越来越小，多个天线之间的距离非常小，使多个天线很难同时满足阻抗匹配和低互耦的要求。虽然移动终端的多天线设计已经成为国内外学者研究的热点，但是在移动终端中设计出性能优越的多天线系统依然是一个世界性的难题。

通过对现有技术文献和专利检索发现，已经有一些同时满足较好阻抗匹配和较低互耦的双天线系统。这些双天线系统包括：工作在2.4-GHz、2.4/5.2-GHz、2.4/5.2/5.8-GHz WLAN频段的单频带或者双频带双天线系统；工作在2.4GHz到4.2GHz频段范围内的宽频带双天线系统，此双天线系统可以应用到2.4-GHz WLAN和2.5/3.5-GHz WiMAX通信系统；工作在2.4GHz到6.55GHz频段范围内的宽频带双天线系统，此双天线系统可以应用到2.4/5.2/5.8-GHz WLAN和2.5/3.5/5.5-GHz WiMAX通信系统。这些双天线系统都是为WLAN和WiMAX通信系统设计，工作的频段都较高。而对于工作在较低频段（GSM1800，GSM1900或者UMTS）的通信系统，需要在移动终端上设计出工作在较低频段的双天线系统。但是，由于移动终端尺寸的限制，很难在移动终端上设计出工作在较低频段的双天线系统。在技术文献和专利中，满足此要求的双天线系统较少，这些双天线系统包括：工作在UMTS频段的单频带双天线系统；工作在UMTS和2.4-GHz WLAN频段的双频带双天线系统；工作于GSM1900和UMTS频带的双频带双天线系统。

目前，多功能移动终端是移动终端发展的主要方向之一，需要移动终端中的天线可以同时工作在多个频带。因此，能在移动终端上设计出工作在较低频段、并且具有较宽频带/多频带特性的双天线系统，具有非常大的应用价值。对于专利[CN101005291]提出双天线系统，其在两个双倒L天线单元之间使用T形地支和双倒L形地支来减小两个天线单元间的互耦，并且地支也可以用来调节双天线系统的工作频率，从而同时达到较好阻抗匹配和较低互耦的要求。但是，此双天线系统的工作频带较窄，只能满足UMTS和2.4-GHz WLAN频带的应用。为了设计出可以工作在更多频带的双天线系统，且同时满足结构紧凑、小尺寸的需求，本发明提出使用四个倒L形地支来实现在宽频带内具有较好阻抗匹配和低互耦特性的双天线系统。

发明内容

本发明的目的是为第四代移动通信系统设计出一款双天线系统，此双天线系统可以在宽频带/多频带内具有较好的阻抗匹配和较低的互耦特性。它克服了目前移动终端双天线系统工作频段限制的不足，通过使用四个倒L形地支结构，使双天线系统在宽频带/多频带内具有较好的性能。本发明使用全平面结构，易于和通信系统的其它组件集成；使用普通印制电路板（Printed Circuit Broad,PCB）加工工艺，成本较低，易于大规模生产。