[发明专利]基于特征模理论的2MIMO手机天线及其设计方法

说明书

本发明公开了一种基于特征模理论的2MIMO手机天线及其设计方法。其所设计的天线，包括地板(1)、第一馈电结构(5)、第二馈电结构(6)、介质基板(9)、第一馈电端口(10)和第二馈电端口(11)，地板印制在介质基板上表面；地板包括矩形金属覆铜板(2)和两个感性负载(3,4)，这两个感性负载分别与矩形金属覆铜板两个长边相连，并利用第二感性负载(4)上的缝隙(7)实现高频匹配；第一馈电结构位于地板长边的中间部分，且与第一馈电端口相连，并利用其上面的谐振电路(8)实现低频匹配；第二馈电结构位于地板短边的边沿部分且与第二馈电端口相连。本发明的天线结构简单，方便加工，性能良好，可用于现代无线通信系统。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种2MIMO手机天线系统的设计方法，可用于GSM通信频段的手机。

背景技术

随着移动通信业务的迅猛发展，其同时带动了无线终端天线产业的繁荣。人们对于无线业务越来越高的需求给本已匮乏的频谱资源带来了更大的压力。所以，全力寻找资源最大利用化的技术成为了研究重点。

MIMO技术即在通信系统收发端均放置多根天线的技术。MIMO技术可在不增加发射功率和不占用额外频谱资源的前提下，成倍地提升系统的通信效率与可靠性。多天线所面临的关键性问题即天线之间的耦合问题，尤其对于小型终端设备如手机，在如此狭小的空间放置两个甚至更多的天线是极具挑战的。

解决单元间高耦合的常用方法有内置解耦网络、电磁带阻地板结构、寄生单元、地板缝隙、中和线等。例如，申请号为201610013522.4，名称为一种紧凑型多频带MIMO手机天线的专利文件，其公开的MIMO手机天线采用四个镜像放置的立体折叠单极子结构单元以及接地板插指结构的方式实现多频段、低耦合以及低剖面的特性。申请号为201510005862.8，名称为MIMO天线的专利文件，公开了一种MIMO双天线系统，其包括第一辐射单元、第二辐射单元及连接部。其中，连接部连接于第一辐射单元与第二辐射单元之间；在连接部上方设置有呈“H”字形的隔离槽。其辐射单元之间隔离度较好，能够提高辐射信号的关联度及MIMO系统的效能。

上述天线均采用常规去耦合方式，其存在的问题是，隔离措施主要针对易于实施的高频，对于低频并不能实现很好的隔离效果，而且隔离措施的引入使得天线结构变得复杂。

近年来，特征模理论TCM在手机天线设计方面引起学者的广泛关注。利用TCM不仅可以从理论上清晰看见天线结构的工作模式，而且其不同模式的正交性为MIMO天线的设计带来了新的思路。例如文章“Design of Orthogonal MIMO Handset Antennas Based onCharacteristic Mode Manipulation at Frequency Bands Below 1GHz”，其基于特征模理论，通过加载容性负载结构改变地板工作模式，并对正交的两个模式进行激励，从而设计了一款高隔离度的MIMO手机天线；文章“MIMO Mobile Handset Antenna MergingCharacteristic Modes for Increased Bandwidth”，同样基于特征模理论，其利用围栏结构以及集总元件改变地板工作模式，并通过耦合激励的方法对两个模式进行激励，从而实现2MIMO手机天线系统的设计。这些利用特征模理论设计的MIMO天线，工作带宽较窄，不适用于移动通信的需求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于特征模理论的2MIMO手机天线系统的设计方法，以简化天线结构，提高在低频下的隔离效果，并实现较宽的工作带宽。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

一.基于特征模理论的2MIMO手机天线，包括地板、第一馈电结构、第二馈电结构、介质基板、第一馈电端口和第二馈电端口，地板印制在介质基板上表面，其特征在于：