一种多输入多输出MIMO天线的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种多输入多输出MIMO天线。

背景技术：

随着各种终端对数据需求的不断提高，传统的单天线已越来越难以应付庞大的无线数据传输对信号实时性和高可靠性的要求，为此在现有无线通信技术中，常采用基于空时处理技术的MIMO(Multi-input-Multi-output，即多输入输出)天线，以此来提高在给定的频段内的频谱利用率，进而提升数据传输容量上限。

由于MIMO天线本质上是一种多天线技术，不可避免带来天线占用面积较大的问题，在手持移动终端中，过大的天线面积不仅压缩了移动终端中电路、电池及附属件的占用空间，同时提升了天线制造成本。而如果压缩MIMO天线的面积，又必然导致天线间同频干扰，信号耦合过大，隔离度较差的问题。

可见，现有MIMO天线使用性能较低。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种多输入多输出MIMO天线，用于解决现有MIMO天线使用性能低的技术问题，提高了MIMO天线的使用性能。

本实用新型实施例提供了一种多输入多输出MIMO天线，应用于一终端，包括：

介质基板，其中，所述介质基板的第一表面为覆铜层；

至少两个天线单元，设置在所述终端的短边框，且相邻两个天线单元之间间隔预设距离；

其中，所述至少两个天线单元中的每个天线单元都包括一缝隙和一微带馈线，所述每个天线单元的缝隙设置在所述覆铜层上，同一天线单元的缝隙和微带馈线以正交方式分别设置在所述介质基板的不同表面上。

在所述至少两个天线单元中第一天线单元包括第一缝隙，且所述第一缝隙的长度大于一预设长度时，所述第一天线单元包括第一开关，所述第一开关设置在所述第一缝隙内的第一位置处，其中，当所述第一开关处于第一开关状态时，所述第一天线单元能够工作于第一频段，当所述第一开关处于第二开关状态时，所述第一天线单元能够工作于与所述第一频段不同的第二频段。

可选地，在所述至少两个天线单元都包括一长度大于所述预设长度的缝隙时，相邻两个天线单元之间的隔离度大于一预设隔离度。

可选地，所述至少两个天线单元包括所述第一天线单元外还包括第二天线单元，第三天线单元和第四天线单元，其中，所述第一天线单元和所述第二天线单元关于所述终端的中心对称放置，所述第三天线单元和所述第四天线单元关于所述终端的中心对称放置，所述第二天线单元包括的第二缝隙的长度与所述第一缝隙的长度相等，所述第三天线单元包括的第三缝隙的长度与所述第四天线单元包括的第四缝隙的长度相等，其中，所述第二缝隙内的第二位置处设置一第二开关，所述第二开关的开关状态具有所述第一开关状态和所述第二开关状态。

可选地，在所述第一开关和所述第二开关均处于所述第一开关状态时，所述第一天线单元和所述第二天线单元都能够工作于所述第一频段。

可选地，在所述第一开关和所述第二开关均处于所述第二开关状态时，所述第一天线单元、所述第二天线单元、所述第三天线单元和所述第四天线单元都能够工作于所述第二频段。

可选地，所述第一开关所在的所述第一位置到所述第一缝隙的第一端的长度，与所述第二开关所在的所述第二位置到所述第二缝隙的第二端的长度相等，且与所述第三缝隙的长度相等，以使所述第一开关和所述第二开关均处于所述第二开关状态时，所述第一天线单元、所述第二天线单元、所述第三天线单元和所述第四天线单元都能够工作于所述第二频段。

可选地，各个缝隙的末端到各个邻近短边框的距离相等。

可选地，在所述终端包括一金属边框时，所述覆铜层与所述金属边框焊接在一起，以使所述介质基板被所述金属边框无缝包裹。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种包括如上所述的MIMO天线的终端。

本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本实用新型实施例的技术方案中，设计了包括第一表面为覆铜层的介质基板，设置在终端的短边框，且相邻两个天线单元之间间隔预设距离的至少两个天线单元的多输入多输出MIMO天线，也就是说，本实用新型设计了一种能够直接在终端的短边框上设置至少两个天线单元的多输入多输出MIMO天线，不再局限在短边框上只能设置一个天线单元的情况，从而提高了MIMO天线的使用性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。

图1为本实用新型实施例一中提供的一种多输入多输出MIMO天线包括第一天线单元301和第二天线单元302时的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中提供的一种多输入多输出MIMO天线中第一天线单元301的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一中提供的一种多输入多输出MIMO天线中在终端的短边框上设置两个长缝隙的天线单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一中提供的一种多输入多输出MIMO天线中包括四个天线单元时的其中一种结构示意图；

图5为本实用新型实施例一中提供的一种多输入多输出MIMO天线中包括四个天线单元时的另外一种结构示意图；

图6为本实用新型实施例一中提供的一种多输入多输出MIMO天线中包括四个天线单元时的另外一种结构示意图；

图7为本实用新型实施例二中提供的一种终端的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种多输入多输出MIMO天线，用于解决现有MIMO天线使用性能低的技术问题，提高了MIMO天线的使用性能。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

一种多输入多输出MIMO天线，应用于一终端，包括：

介质基板，其中，所述介质基板的第一表面为覆铜层；

至少两个天线单元，设置在所述终端的短边框，且相邻两个天线单元之间间隔预设距离；

其中，所述至少两个天线单元中的每个天线单元都包括一缝隙和一微带馈线，所述每个天线单元的缝隙设置在所述覆铜层上，同一天线单元的缝隙和微带馈线以正交方式分别设置在所述介质基板的不同表面上。

在本实用新型实施例的技术方案中，设计了包括第一表面为覆铜层的介质基板，设置在终端的短边框，且相邻两个天线单元之间间隔预设距离的至少两个天线单元的多输入多输出MIMO天线，也就是说，本实用新型设计了一种能够直接在终端的短边框上设置至少两个天线单元的多输入多输出MIMO天线，不再局限在短边框上只能设置一个天线单元的情况，从而提高了MIMO天线的使用性能。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本实用新型技术方案做详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本实用新型技术方案的详细的说明，而不是对本实用新型技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

在具体实施过程中，所述MIMO天线可应用于终端，本实用新型实施例中所提及的终端包括但不限于：智能手机(如Android手机、IOS手机)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、穿戴式智能设备等电子设备，也可以是别的电子设备，在此就不一一举例了。不管是哪种终端，都包括有一短边框及长边框。

实施例一

本实用新型实施例一提供了一种多输入多输出MIMO天线，应用于一终端，包括：

介质基板10，其中，介质基板10的第一表面为覆铜层20；

至少两个天线单元30，设置在所述终端的短边框，且相邻两个天线单元之间间隔预设距离；

其中，至少两个天线单元30中的每个天线单元都包括一缝隙和一微带馈线，所述每个天线单元的缝隙设置在覆铜层20上，同一天线单元的缝隙和微带馈线以正交方式分别设置在介质基板10的不同表面上。在所述至少两个天线单元30具体包括第一天线单元301和第二天线单元302时，如图1所示。

在具体实施过程中，介质基板10是制造PCB板的基本材料，可以由非良导体制成。覆铜层20可以是良导体(PEC)、FR4覆铜板、罗杰斯板，等等制成。至少两个天线单元30中每个天线单元以耦合馈电方式给缝隙供电，也就是说，每个天线单元具体为缝隙天线。

此外，在本实用新型实施例中，为了在保证所述MIMO天线的辐射性能同时，进一步简化天线的设计复杂度，至少两个天线单元30中每个天线单元的缝隙的宽度值可以由本领域的技术人员根据实际需要来设置，在此就不一一举例说明了。

在本实用新型实施例中，至少两个天线单元30中每个天线单元的缝隙彼此间不能重合，而且，本领域的技术人员不仅限于通过在介质基板10上进行开缝这种途径来设计每个天线单元缝隙，还可以根据对所述MIMO天线的实际性能的需要来设置每个天线单元的缝隙，在此就不一一举例说明了。

在本实用新型实施例中，至少两个天线单元30中每个天线单元中缝隙的形状，具体可以为U形，还可以是L形，还可以是C形，但无论哪种方式进行放置，每个天线单元的缝隙和微带馈线需以正交方式放置，比如，在所述终端的短边框的垂直开设两条缝隙时，相应的由这两个缝隙组成的天线单元每个也都包括一与对应的缝隙垂直的馈线。

在本实用新型实施例中，为了进一步提高天线的使用性能，以至少两个天线单元30中的任意一个天线单元为例，具体来讲，如图2所示，在至少两个天线单元30中第一天线单元301包括第一缝隙3011，且第一缝隙3011的长度大于一预设长度时，第一天线单元301包括第一开关3012，第一开关3012设置在第一缝隙3011内的第一位置处，其中，当第一开关3012处于第一开关状态时，第一天线单元301能够工作于第一频段，当第一开关3012处于第二开关状态时，第一天线单元301能够工作于与所述第一频段不同的第二频段。

在具体实施过程中，所述预设长度具体可以是本领域的技术人员根据所述终端对天线性能的实际需要所设置的，在第一缝隙3011为长缝隙时，可以在其内的第一位置处插入第一开关3012，第一开关3012具体可以为具有“开”和“关”两种工作状态的二极管，第一开关50可以在第一开关状态和第二开关状态这两种状态间进行切换，比如，在“开”状态和“关”状态两者间进行切换，当第一开关3012为“开”状态时，第一天线单元301能够工作于低频段，当第一开关3012为“关”状态时，第一天线单元301能够工作于高频段。

在本实用新型实施例中，为了进一步提高所述MIMO天线的使用性能，所述MIMO天线的至少两个天线单元30中的每个天线单元，还可以是包括长缝隙的天线单元，且能够设置在所述终端的短边框上，以至少两个天线单元30包括两个天线单元为例，具体的设置如图3所示。在具体实施过程中，为了进一步提高所述MIMO天线的使用性能，在如图3所示的天线结构中，可以在每个长缝隙中分别设置一开关，此外，在至少两个天线单元30都包括一长度大于所述预设长度的缝隙时，相邻两个天线单元之间的隔离度大于一预设隔离度。在具体实施过程中，可以采用频率分集技术来保证天线单元之间的隔离度，在设置在所述终端的短边框的至少两个天线单元均为包括长缝隙的天线单元时，由于相邻两个天线单元之间的隔离度较大，因此在具体实施过程中，无需额外设置去耦结构，进一步地在保证了天线结构简单化的同时，提高了MIMO天线的使用性能。

在本实用新型实施例中，既然能够在所述终端的短边框上同时设置两个大于所述预设长度的缝隙，进一步地能够在所述终端的短边框上同时设置两个缝隙长度大于预设长度的天线单元，而且设置之后，仍能保证所述MIMO天线的使用性能，进一步地，在保证所述MIMO天线辐射性能的同时，也可以在所述终端的短边框上同时设置一个大于所述预设长度的缝隙组成的天线单元，以及一个小于所述预设长度的缝隙组成天线单元，在此就不一一举例说明了。

在本实用新型实施例中，所述MIMO天线具体还可以是由四个天线单元组成，具体来讲，至少两个天线单元30包括第一天线单元301，第二天线单元302，第三天线单元303，第四天线单元304，具体设置如图4所示。其中，第一天线单元301和第二天线单元302关于所述终端的中心对称放置，第三天线单元303和第四天线单元304关于所述终端的中心对称放置，第二天线单元302包括的第二缝隙3021的长度与第一缝隙3011的长度相等，第三天线单元303包括的第三缝隙3031的长度与第四天线单元304包括的第四缝隙3041的长度相等，其中，第二缝隙3021内的第二位置处设置一第二开关3022，第二开关3022的开关状态具有所述第一开关状态和所述第二开关状态。

在具体实施过程中，在第一开关3012和第二开关3022均处于所述第一开关状态比如“开”状态时，第一天线单元301和第二天线单元302都能够工作于覆盖GSM850/900(824～960MHz)频段的所述第一频段。具体来讲，第一天线单元301的谐振路径为第一缝隙3011，第二天线单元302的谐振路径为第二缝隙3021，在具体实施过程中，第一缝隙3011、第二缝隙3021的长度、宽度、位置以及对应的微带馈线的位置均会影响具体的谐振，本领域的技术人员可以根据实际的设计需要来设置第一缝隙3011、第二缝隙3021的长度、宽度、位置以及对应的微带馈线的位置，在此就不一一举例说明了。

在具体实施过程中，在第一开关3012和第二开关3022均处于所述第二开关状态比如“关”状态时，第一缝隙3011的第一端至所述第一位置的长度，与第三缝隙3031的长度相等，第二缝隙3021的第二端至所述第二位置的长度，与第三缝隙3031的长度相等，此时，第一天线单元301、第二天线单元302、第三天线单元303、第四天线单元304都能够工作于所述第二频段，具体来讲，四个天线单元均可以覆盖GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500这五个高频频段。

在具体实施过程中，在第一开关3012和第二开关3022均处于所述第二开关状态比如“关”状态时，第一缝隙3011和第二缝隙3021的有效辐射长度为开关到缝隙末端的长度。四个天线单元在高频频段各有两个谐振。第一缝隙3011和第二缝隙3021的开关到开口处的路径长度主要影响各自天线单元的第一高频谐振频点；第三缝隙3031和第四缝隙3041的长度影响各自天线单元的第一高频谐振频点；四个天线单元从微带馈线到开口的长度影响各自天线单元的第二高频谐振频点。

在本实用新型实施例中，对于四个天线单元中包括两个长缝隙和两个短缝隙时，第一天线单元301，第二天线单元302，第三天线单元303，第四天线单元304还可以如图5所示的方式进行设置，还可以如图6所示的方式进行设置，此外，四个天线单元还可以是包括四个长缝隙的天线单元(比如，高频1710-2690MHz，低频824-960MHz)，还可以是包括四个短缝隙的天线单元(高频1710-2690MHz)，当然，本领域的技术人员还可以根据所述终端对天线单元间的隔离度，以及天线单元辐射性能的实际需要，来对选用不同个数的天线单元，以及天线单元的缝隙长度，以及进行相应的位置设置，在此就不一一举例说明了。

在本实用新型实施例中，为了进一步提高所述MIMO天线的使用性能，至少两个天线单元30中每个天线单元的各个缝隙的末端到各个临近短边框的距离相等。在具体实施过程中，在至少两个天线单元30为四个天线单元时，各个缝隙末端对应所述终端的边框上的开口，共四个开口，每个开口到临近短边框的距离相等，进一步地保证了所述MIMO天线的辐射性能。

在本实用新型实施例中，为了进一步提高所述MIMO天线的辐射性能，在所述终端包括一金属边框时，覆铜层20与所述金属边框焊接在一起，以使介质基板10被所述金属边框无缝包裹。具体来讲，基于所述金属边框对称结构来说，由于在其边框上开设开口的方式，较非对称方式开设开口的方式来说，设计上更为复杂，本实用新型既然能够在所述终端的所述金属边框上开设对称的开口时，保证MIMO天线较好的辐射性能，那么在具体实施过程中，还可以通过在所述终端的所述金属边框上开设非对称的开口。此外，对于所述终端为包括非对称边框这种电子设备来说，还可以开设其它形式的开口，来保证所述MIMO天线的辐射性能，在此就不一一举例说明了。

实施例二

基于与本实用新型实施例一同样的实用新型构思，请参考图7，本实用新型实施例还提供了一种终端，包括：

多输入多输出MIMO天线；

其中，所述MIMO天线包括：

介质基板10，其中，介质基板10的第一表面为覆铜层20；

至少两个天线单元30，设置在所述终端的短边框，且相邻两个天线单元之间间隔预设距离；

其中，至少两个天线单元30中的每个天线单元都包括一缝隙和一微带馈线，所述每个天线单元的缝隙设置在覆铜层20上，同一天线单元的缝隙和微带馈线以正交方式分别设置在介质基板10的不同表面上。在所述至少两个天线单元30具体包括第一天线单元301和第二天线单元302时，如图1所示。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。