专利名称：一种mimo-ue天线组阵的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种MIMO-UE天线组阵的方法及系统，具体涉及一种用于可正常工作在GSM/DCS/PCS/UMTS四频段的MMO-UE天线的组阵方法及系统。
背景技术：
随着各种无线通信业务和宽带数据业务的不断发展，无线资源，尤其是频谱资源 越来越紧张，如何更高效地利用这些有限的通信资源成为无线通信的焦点所在。研究表明，使用多天线的MMO技术能够充分利用空间资源，在不增加系统带宽天线总发射功率下，大大提高信道容量，是高速数据传输的优先技术之一。根据Bell实验室公布的结果，采用8天线收发的D-BLAST系统可获得42bps/Hz的频谱利用率，是单天线收发系统的40多倍。MIMO多天线技术能够提高系统的频谱利用率，有效对抗无线信道衰落的影响，MIMO多天线技术不仅可以用于下一代移动通信中，也可以运用于无线互联网中。同时，移动通信技术的迅速发展和应用，有力地推动了现代移动通信终端UE向小型化、集成化、多功能(多频段、多极化和多用途)的方向发展，因而设计小型化、集成化、多功能天线己成为当前天线界研究的重点。MMO无线技术提高频谱效率实现更高数据速率，是新一代移动通信的关键技术之一，其中MMO天线成为研究热点，特别是在移动终端，由于其尺寸较小，MIMO天线距离往往很近，这会导致MMO天线端口隔离度较低，从而造成MIMO信道高相关性，急剧恶化MIMO系统系能，针对这一问题，为提高MIMO天线的隔离度，设计一种简单有效的MMO天线组阵的方法成为MMO天线设计的重点。
发明内容
针对上述现有技术的MMO-UE多天线隔离度问题，本发明提供了一种MMOUE天线组阵的方法，其馈电网络简单，可以有效提高多天线的隔离度。本发明的基本原理是已知MMO双天线，记为单元A，MMO天线隔离度不高，引入镜像的MIMO双天线，并对其进行移相，记为单元B，将单元A和单元B并联组成新的双端口MIMO天线系统，这样新的双端口 MIMO会有较高的隔离度。根据本发明的基本原理，提供一种MMO-UE天线组阵系统，包括MMO-UE PCB板、以及设置于所述MMO-UE PCB板上的MMO单元天线，所述MMO单元天线包括谐振技chipA和谐振技chip B,所述谐振技chip A的二次谐波谐振频率与谐振枝chip B的谐振频率接近，频率差小于200MHz，进一步地，所述MIMO单元天线具体为-所述MIMO单元天线的数量为2个,这2个MIMO单元天线反对称地设置在所述MIMO-UE PCB板任一端的左右两侧顶部位置，与这2个MMO单元天线对应的2个馈电网络分别为等幅同相激励网络和等幅反相激励网络；或者-所述MMO单元天线的数量为4个，这4个MMO单元天线左右反对称及上下对称地设置在所述MMO-UE PCB的4个顶部位置，与这4个MMO单元天线中位于所述MMO-UEPCB板一端的2个MMO单元天线对应的2个馈电网络为等幅同相激励网络，与这4个MMO单元天线中位于所述MMO-UE PCB板另一端的2个MMO单元天线对应的2个馈电网络为等幅反相激励网络。优选地，所述MMO单元天线工作在GSM/DCS/PCS/UMTS四频段，具有多频带特性。优选地,所述MIMO单元天线的尺寸大小是24mm*9. 5mm,具有小型化特点。优选地，所述MMO-UE PCB板为FR4材料，介电常数为4. 4，尺寸大小是100mm*60mm,所述MMO-UE PCB板的主PCB板厚度为O. 8mm,天线PCB板厚度为1_。优选地，所述谐振技chip A谐振于900MHz,所述谐振技chip B的谐振于2GHz。根据本发明的另一个方面，提供一种MIMO-UE天线组阵的方法，包括如下步骤步骤一建立基于MMO-UE的MMO单元天线结构，其中，所述MMO单元天线包括谐振技chip A和谐振技chip B,所述谐振技chip A的二次谐波谐振频率与谐振枝chip B·的谐振频率接近，频率差小于200MHz，因此可以起到一定展开带宽的作用；步骤二 仿真得到所述MMO单元天线的S参数，使其可正常工作在GSM/DCS/PCS/UMTS四频段；步骤三建立MMO-UE PCB板的结构模型，将所述MMO单元天线放置于所述MIMO-UE PCB板一端的一顶部位置；步骤四复制I个所述MMO单元天线，并反对称放置在MMO-UE PCB板一端的另一顶部位置，此时，构成MMO双天线结构，与这2个MMO单元天线对应的2个馈电网络分别为等幅同相激励网络和等幅反相激励网络；步骤五仿真得所述MMO双天线的S参数，使两个所述MMO单元天线均可正常工作在 GSM/DCS/PCS/UMTS 四频段。优选地，还包括如下步骤步骤六复制2个所述MMO单元天线，使这4个MMO单元天线左右反对称及上下对称地放置在所述MIMO-UE PCB板的4个顶部位置，与这4个MIMO单元天线中位于所述MIMO-UE PCB板一端的2个MMO单元天线对应的2个馈电网络为等幅同相激励网络，与这4个MMO单元天线中位于所述MMO-UE PCB板另一端的2个MMO单元天线对应的2个馈电网络为等幅反相激励网络，仿真验证S参数，使这4个所述单元天线正常工作在GSM/DCS/PCS/UMTS四频段。综上，对于双单元天线，两个馈电网络结构简单，其中一个为等幅同相激励网络，另一个为等幅反相激励网络；对于四单元天线，PCB板一端的2个MIMO单元天线对应的2个馈电网络为等幅同相激励网络，位于所述MMO-UE PCB板另一端的2个MMO单元天线对应的2个馈电网络为等幅反相激励网络，验证天线间的隔离度，满足隔离度要求指标。本发明提供的MIMO-UE天线组阵的方法，其馈电网络简单，可以有效提高天线的隔离度。
图I为MMO单元天线结构；图2为MMO单元天线S参数；图3为含一个MMO单元天线的PCB结构；图4为双MMO单元天线PCB结构；图5为双MMO单元天线S参数；
图6为四MMO单元天线PCB结构；图7为四MMO单元天线在单独馈电下的S参数；图8为四MMO单元天线在馈电网络下的S参数。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。本发明设计了一种MMO-UE天线组阵方法，基本思路是在MMO-UE PCB板上的四个顶部左右反对称及上下对称放置四个MMO单元天线，组成MMO天线阵。具体实施步骤如下所示
步骤I :如图I所示，建立基于MMO-UE的MMO单元天线结构，利用螺旋线弯折技 术实现小型化，附加谐振枝技术实现多频段。本发明的单元天线主要由两个谐振技chip A和chip B组成,谐振枝chip A谐振于900MHz左右，谐振枝chip B谐振于2GHz左右，谐振枝chip A的二次谐波谐振于I. 8GHz左右，与谐振枝chip B的谐振频率较为接近，因此可以起到一定展开带宽的作用。MIMO单元天线的尺寸大小是24mm*9. 5mm。步骤2 :如图2所示，仿真可得MMO单元天线的S参数(反射系数)，使其可正常工作在 GSM/DCS/PCS/UMTS 四频段(Sll〈_12dB)。步骤3 :如图3所示，建立MMO-UE PCB结构模型，PCB板为FR4材料，介电常数为4. 4，主PCB板厚度为O. 8mm,天线PCB板厚度为1mm，PCB板的尺寸大小是100mm*60mm，并将MMO单元天线放置在MMO-UE PCB的左顶部位置。步骤4 :如图4所示，复制MMO单元天线，并反对称放置在MMO-UE PCB的右顶部位置，此时，构成MMO双天线结构。步骤5 :如图5所示，仿真得MMO双天线的S参数，两个天线均可正常工作在GSM/DCS/PCS/UMTS四频段(Sll〈-10dB，S22〈_10dB)，但在这四频段，双天线之间的隔离度较差(S21〈-10dB)。步骤6 :如图6所示，对于四单元天线的MM0-UE，四个单元天线左右反对称及上下对称地放置在MIMO-UE PCB的4个顶部位置，仿真验证S参数,如图7所示，四个单元天线同样可正常工作在 GSM/DCS/PCS/UMTS 四频段(Sll〈_10dB，S22<-10dB, S33〈_10dB，S44〈-10dB)。步骤7 :对于双单元天线，两个馈电网络结构简单，其中一个为等幅同相激励网络，另一个为等幅反相激励网络。同样地，对于四单元天线，四个天线馈源分别两组，其中天线馈源I和天线馈源2等幅同相激励，天线馈源3和天线馈源4等幅反相激励，验证天线间的隔离度，满足隔离度要求指标(在DCS/PCS/UMTS三频段，S21〈-20dB)，仿真结果如图8所
/Jn ο综上，本发明提供的MMO-UE天线组阵方法，馈电网络简单，可以有效提高天线的隔尚度。以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。
权利要求
1.一种MMO-UE天线组阵的系统，其特征在于，包括MMO-UE PCB板、以及设置于所述 MIMO-UE PCB板上的MIMO单元天线,所述MIMO单元天线包括谐振技chip A和谐振技chip B,进一步地,所述MIMO单元天线具体为-所述MMO单元天线的数量为2个，这2个MMO单元天线反对称地设置在所述MMO-UE PCB板任一端的左右两侧顶部位置，与这2个MIMO单元天线对应的2个馈电网络分别为等幅同相激励网络和等幅反相激励网络；或者-所述MIMO单元天线的数量为4个,这4个MIMO单元天线左右反对称及上下对称地设置在所述MMO-UE PCB的4个顶部位置，与这4个MMO单元天线中位于所述MMO-UE PCB 板一端的2个MMO单元天线对应的2个馈电网络为等幅同相激励网络，与这4个MMO单元天线中位于所述MMO-UE PCB板另一端的2个MMO单元天线对应的2个馈电网络为等幅反相激励网络。
2.根据权利要求I所述的MMO-UE天线组阵的系统，其特征在于，所述MMO单元天线工作在GSM/DCS/PCS/UMTS四频段，具有多频带特性。
3.根据权利要求I所述的MMO-UE天线组阵的系统，其特征在于，所述MMO单元天线的尺寸大小是24mm*9. 5_，具有小型化特点。
4.根据权利要求I所述的MMO-UE天线组阵的系统，其特征在于，所述MMO-UEPCB板为FR4材料，介电常数为4. 4，尺寸大小是100mm*60mm，所述MMO-UE PCB板的主PCB板厚度为O. 8mm,天线PCB板厚度为1mm。
5.根据权利要求I所述的MMO-UE天线组阵的系统，其特征在于，所述谐振技chipA 谐振于900MHz,所述谐振技chip B的谐振于2GHz,可以起到一定展开带宽的作用。
6.根据权利要求I所述的一种MMO-UE天线组阵的方法，双单元天线MMO-UE组阵方法，其特征在于，包括如下步骤步骤一建立基于MMO-UE的MMO单元天线结构，其中，所述MMO单元天线包括谐振技chip A和谐振技chip B,所述谐振技chip A的二次谐波谐振频率与谐振枝chip B的谐振频率接近，频率差小于200MHz ；步骤二 仿真得到所述MMO单元天线的S参数，使其可正常工作在GSM/DCS/PCS/UMTS 四频段；步骤三建立MMO-UE PCB板的结构模型，将所述MMO单元天线放置于所述MMO-UE PCB板一端的一顶部位置；步骤四复制I个所述MIMO单元天线，并反对称放置在MIMO-UE PCB板一端的另一顶部位置，此时，构成MMO双天线结构，与这2个MMO单元天线对应的2个馈电网络分别为等幅同相激励网络和等幅反相激励网络；步骤五仿真得所述MMO双天线的S参数，使两个所述MMO单元天线均可正常工作在 GSM/DCS/PCS/UMTS 四频段。
7.根据权利要求6所述的MMO-UE天线组阵的方法，四单元天线MMO-UE组阵的方法， 其特征在于，还包括如下步骤步骤六复制2个所述MMO单元天线，使这4个MMO单元天线左右反对称及上下对称地放置在所述MMO-UE PCB板的4个顶部位置，与这4个MMO单元天线中位于所述MMO-UE PCB板一端的2个MMO单元天线对应的2个馈电网络为等幅同相激励网络，与这4个MMO单元天线中位于所述MMO-UE PCB板另一端的2个MMO单元天线对应的2个馈电网络为等幅反相激励网络，仿真验证S参数，使这4个所述单元天线正常工作在GSM/DCS/PCS/UMTS 四频段。
全文摘要
本发明提供了一种MIMO-UE天线组阵的方法，包括四个MIMO单元天线及馈电网络，所述MIMO-UE天线可正常工作在GSM/DCS/PCS/UMTS四频段。所述的MIMO-UE的两个单元天线左右反对称放置在PCB顶部，四个单元天线左右反对称及上下对称放置在PCB的四个顶部位置。所述的馈电网络结构简单，一个为等幅同相激励网络，另一个为等幅反相激励网络。本发明提供的MIMO-UE天线组阵方法，能够有效提高天线间的隔离度。
文档编号H01Q21/30GK102931478SQ20121024939
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者江勇, 彭宏利, 朱泽河, 徐琪皓 申请人:上海交通大学