一種MIMO天線的制作方法

本發明涉及無線通信
技術領域：
，特別涉及一種MIMO天線。
背景技術：
：MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多輸入多輸出系統)是指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線，使信號能夠通過發射端與接收端的多個天線進行傳輸。通常，SISO(SingleInputSingleOutput，單輸入單輸出系統)一次只能發送或接收一個空間流。而在MIMO系統中，每個信號都可以看成是一個空間流。MIMO允許多個天線同時發送和接收多個空間流，并能夠區分發往或來自不同天線的信號。MIMO技術能充分利用空間資源，并能夠增加無線系統的覆蓋范圍。通過多個天線的多發多收，可以在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下，成倍的提高MIMO系統的信道容量，具有明顯的優勢。但是，對MIMO天線而言，一個天線往往會受到其他天線的影響，最終會影響到整個系統的吞吐量及系統整體的性能。綜上，現有的MIMO系統中，天線之間會互相影響，導致系統性能變差。技術實現要素：本發明提供一種MIMO天線，用以解決現有技術中存在MIMO系統中，天線之間會互相影響，導致系統性能變差的問題。本發明實施例提供了一種多輸入多輸出系統MIMO天線，該天線包括至少兩個天線、至少一個天線臂和電路板；所述天線臂位于至少兩個天線之間；所述天線臂與所述至少兩個天線中的一個天線連接；所述天線臂與所述電路板的地線連接。在至少兩個天線之間對應一個天線臂并設置與其中一個天線連接，改變了與天線臂連接的天線的輻射方向，進而削弱了對其他天線的輻射，使得兩個天線之間的影響減弱，提高天線之間的隔離度。可選的，所述天線個數大于二；在相鄰的兩個天線之間設置一個所述天線臂；所述天線臂位于所述兩個相鄰的天線之間；并與所述兩個相鄰天線中的一個天線連接。對于天線個數較多的情況，相鄰的天線組設置一個天線臂，減弱預設相鄰天線之間的相互影響，提高頻段的隔離度。可選的，所述天線個數大于二；所述兩個不相鄰的天線之間設置一個所述天線臂；所述天線臂位于所述兩個不相鄰的天線之間，并與所述兩個不相鄰的天線中的一個天線連接；其中，所述兩個不相鄰的天線之間至少間隔一個天線。對于天線個數較多的情況，可以設置在不相鄰的天線之間設置天線臂，減弱不相鄰天線之間的相互影響，提高天線之間的隔離度。可選的，所述兩個天線最短距離間的中點在所述天線臂所在平面上的投影點位于所述天線臂上。使得天線臂位于兩個天線的中間位置，更好的減弱兩個天線之間的影響。可選的，所述天線臂的寬度是根據所述兩個天線之間的距離和兩個天線之間諧振的頻段確定的。天線臂的寬帶應與兩個天線的距離和兩個天線之間諧振的頻段相關。可選的，所述天線臂的寬度以不影響兩個天線之間的諧振頻段為前提，寬度范圍在兩個天線之間的最短距離的十分之一到十分之二之間。可選的，設置有所述天線臂的兩個天線之間的最短距離小于四分之一波長。當兩個天線之間的最短距離小于四分之一波長時，設置天線臂更有利于改善天線之間的隔離度。可選的，所述天線臂與所述電路板垂直連接。可選的，所述天線臂為L形，T形或者弧形。可選的，若所述天線臂為T形，所述天線臂中未連接電路板的部分將天線臂中連接電路板的部分分成兩段，比例為5:9。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例第一種MIMO天線的結構示意圖；圖2為本發明實施例第二種MIMO天線的結構示意圖；圖3為本發明實施例第三種MIMO天線的結構示意圖；圖4為本發明實施例第四種MIMO天線的結構示意圖；圖5為本發明實施例第五種MIMO天線的結構示意圖；圖6為本發明實施例第六種MIMO天線的結構示意圖圖7為本發明實施例第七種MIMO天線的結構示意圖；圖8為本發明實施例第八種MIMO天線的結構示意圖；圖9為本發明實施例第九種MIMO天線的結構示意圖；圖10為本發明實施例第十種MIMO天線的結構示意圖；圖11為本發明實施例第十一種MIMO天線的結構示意圖；圖12為本發明實施例第十二種MIMO天線的結構示意圖；圖13為本發明實施例第十三種MIMO天線的結構示意圖；圖14為本發明實施例第十四種MIMO天線的結構示意圖；圖15為本發明實施例設置天線臂之前MIMO天線的結構示意圖；圖16為本發明實施例一種MIMO天線的電路板的示意圖；圖17a為本發明實施例設置天線臂之前第一天線的回波損耗曲線；圖17b為本發明實施例設置天線臂之前第二天線的回波損耗曲線；圖18為本發明實施例設置天線臂之前兩個天線的隔離度曲線；圖19為本發明實施例第十五種MIMO天線的結構俯視示意圖；圖20為本發明實施例第十五種MIMO天線的結構側視示意圖；圖21a為本發明實施例設置天線臂之后第一天線的回波損耗曲線；圖21b為本發明實施例設置天線臂之后第二天線的回波損耗曲線；圖22a為本發明實施例設置天線臂之后且匹配后的第一天線的回波損耗曲線；圖22b為本發明實施例設置天線臂之后且匹配后的第二天線的回波損耗曲線；圖23為本發明實施例設置天線臂之后且匹配后的兩個天線的隔離度曲線。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。下面結合說明書附圖對本發明實施例作進一步詳細描述。如圖1所示，本發明實施例一種多輸入多輸出系統MIMO天線，該天線100包括至少兩個天線101、至少一個天線臂102和電路板103；所述天線臂102位于至少兩個天線101之間；所述天線臂102與所述至少兩個天線101中的一個天線101連接；所述天線臂與所述電路板103的地線連接。增加的天線臂與一個天線連接，可以改變與天線臂連接的天線的輻射方向，相對的，可以使得天線臂連接的天線向其他天線的輻射方向發生改變，進而削弱了對其他天線的輻射，最終使得天線之間的互相影響減弱，提高了天線之間的隔離度。需要說明的是，天線需要與電路板連接，也即天線的饋電位在電路板上，以在天線和電路板之間傳輸射頻信號。如圖2所示，當包含兩個天線時，可以在兩個天線201之間設置天線臂202，所述天線臂202位于兩個天線201之間；所述天線臂202與所述兩個天線201中的一個天線201連接；所述天線臂與所述電路板203的地線連接。需要說明的是，天線形狀有許多種，圖2所示的天線形狀只是舉例說明，并不局限于圖2所示的天線形狀；天線的排列方式有許多，圖2所示的天線的排列方式只是舉例說明，并不局限于圖2所示的天線的排列方式。當天線的個數大于2時，可以在相鄰的天線之間設置天線臂，也可以在不相鄰的天線之間設置天線臂；下面就兩種情況分別進行簡單介紹：情況一，相鄰的兩個天線設置一個天線臂。相鄰的兩個天線之間設置一個所述天線臂；所述天線臂位于所述兩個相鄰的天線之間；并與所述兩個相鄰天線中的一個天線連接。天線與電路板相接，也即天線的饋電點位于電路板上，天線臂與電路板的地線連接。以天線個數為8為例，如圖3所示，相鄰的兩個天線302設置一個天線臂301，所述天線臂301位于所述兩個相鄰的天線302之間；并與所述兩個相鄰天線302中的一個天線302連接。天線302與電路板303相接，也即天線的饋電點位于電路板303上，天線臂301與電路板303的地線連接。以天線個數為7為例，如圖4所示，相鄰的兩個天線402設置一個天線臂401，所述天線臂401位于所述兩個相鄰的天線402之間；并與所述兩個相鄰天線402中的一個天線402連接。天線402與電路板403相接，也即天線的饋電點位于電路板403上，天線臂401與電路板403的地線連接。其中，天線的形狀和天線的排列方式均是舉例說明，凡是MIMO天線的形狀和排列方式均適用于本發明實施例。情況二，不相鄰的兩個天線設置一個天線臂；所述兩個不相鄰的天線之間設置一個天線臂；所述天線臂位于所述兩個不相鄰的天線之間，并與所述兩個不相鄰的天線中的一個天線連接；其中，所述兩個不相鄰的天線之間至少間隔一個天線；天線與電路板相接，也即天線的饋電點位于電路板上，天線臂與電路板的地線連接。需要說明的是，不相鄰是指之間存在天線且間隔的天線個數至少一個。以天線個數為8為例，如圖5所示，不相鄰的兩個天線502設置一個天線臂501，所述天線臂501位于所述兩個不相鄰的天線502之間；并與所述兩個不相鄰天線502中的一個天線502連接。如圖5虛線框中，兩個不相鄰的天線502之間相隔一個天線，且設置一個天線臂501；每個不相鄰的天線502之間間隔一個天線502。天線502與電路板503相接，也即天線的饋電點位于電路板503上，天線臂501與電路板503的地線連接。當天線的個數大于2時，也可以將天線劃分為兩兩一組，每組天線設置一個天線臂，也可以將天線劃分為兩兩一組，只有預設的天線組設置一個天線臂，下面就兩種情況分別進行簡單介紹：情況一，天線兩兩成組，每個天線組設置一個天線臂。將相鄰的兩個天線作為一個天線組，且每個天線組之間沒有共有的天線，所述每個天線組設置一個所述天線臂；所述天線臂位于對應的天線組中的兩個天線之間，并與對應的天線組中的一個天線連接。天線與電路板相接，也即天線的饋電點位于電路板上，天線臂與電路板的地線連接。當天線個數為偶數時，可以進行兩兩分組；當天線個數為奇數時，可以根據實際需要在其中選取偶數個天線，進行兩兩分組。以天線個數為8為例，如圖6所示，將8個天線分為四組，相鄰的兩個天線作為一個天線組600，每個天線組600之間沒有共有的天線602，所述天線臂601位于對應的天線組600中的兩個天線602之間，并與對應的天線組600中的一個天線602連接。天線602與電路板603相接，也即天線的饋電點位于電路板603上，由天線臂601與電路板603的地線連接。需要說明的是，天線形狀有許多種，圖6所示的天線形狀只是舉例說明，并不局限于圖6所示的天線形狀；天線的排列方式有許多，圖6所示的天線的排列方式只是舉例說明，并不局限于圖6所示的天線的排列方式。以天線個數為7為例，如圖7所示，根據實際需要選取7個天線702中的6個分天線702分為三組，相鄰的兩個天線702作為一個天線組700，每個天線組700之間沒有共有的天線702，所述天線臂701位于對應的天線組700中的兩個天線702之間，并與對應的天線組700中的一個天線702連接。天線702與電路板703相接，也即天線的饋電點位于電路板703上，天線臂701與電路板703的地線連接。需要說明的是，分組方式有許多中，并不局限于上述的分組方式。天線的形狀和天線的排列方式均是舉例說明，凡是MIMO天線的形狀和排列方式均適用于本發明實施例。情況二，在預設的天線組中設置天線臂。將相鄰的兩個天線作為一個天線組，且每個天線組之間沒有共有的天線，預設的天線組設置一個所述天線臂；所述天線臂位于對應的天線組中的兩個天線之間，并與對應的天線組中的一個天線連接。天線與電路板相接，也即天線的饋電點位于電路板上，天線臂與電路板的地線連接。當天線個數為偶數時，可以進行兩兩分組；當天線個數為奇數時，可以根據實際需要在其中選取偶數個天線，進行兩兩分組。對于預設天線組，可以是在分組之前確定的需要減弱兩個天線之間影響的兩個天線組成的，也即預設天線組是在分組之前就已經確定的天線組，也可以分組之后，根據實際需要選定。預設天線組的確定方式有許多中，凡是可以確定預設天線組的方式均適用于本發明實施例。以天線個數為8為例，如圖8所示，將8個天線802分為四組，相鄰的兩個天線802作為一個天線組800，每個天線組之間沒有共有的天線802，預設的天線組800設置一個所述天線臂801，所述天線臂801位于對應的天線組800中的兩個天線802之間，并與對應的天線組800中的一個天線802連接。天線802與電路板803相接，也即天線的饋電點位于電路板803上，天線臂801與電路板803的地線連接。以天線個數為7為例，如圖9所示，根據實際需要選取7個天線902中的6個天線分為三組，相鄰的兩個天線作為一個天線組，每個天線組之間沒有共有的天線，預設的天線組900設置一個所述天線臂901，所述天線臂901位于對應的天線組900中的兩個天線902之間，并與對應的天線組900中的一個天線902連接。天線902與電路板903相接，也即天線的饋電點位于電路板903上，天線臂901與電路板903的地線連接。需要說明的是，設置了天線臂之后，各個天線諧振的頻率可能會發生偏移，此時，需要對各個天線進行重新匹配。其中，天線的形狀和天線的排列方式均是舉例說明，凡是MIMO天線的形狀和排列方式均適用于本發明實施例。由于所述天線臂與其中一個天線連接，使所述天線臂所在平面與所述天線臂與所述兩個天線中的一個天線的連接面相交。如圖10所示，所述天線臂1001位于XY平面，天線臂與其中一個天線1002的接觸面1003位于XZ平面，XY平面與XZ平面垂直相交。所述天線臂應位于兩個天線之間，可以設置所述兩個天線最短距離間的中點在所述天線臂所在平面上的投影點位于所述天線臂上。也即所述天線臂經過所述兩個天線最短距離的中點在所述天線臂所在平面上的投影點。所述天線臂所處位置應處于兩個天線之間的中間部位。需要說明的是，兩個天線的最短距離是指兩個天線上相距最近的兩點之間的距離。如圖11所示，可以設置所述天線臂1101經過所述兩個天線1102最短距離AB的中點在所述天線臂所在平面上的投影點C，，所述天線臂經過C點。所述天線臂的寬度是根據所述兩個天線之間的距離和兩個天線之間諧振的頻段確定的。所述天線臂的寬度以不影響兩個天線之間的諧振頻段為前提，寬度范圍在兩個天線之間的最短距離的十分之一到十分之二之間；寬度可以根據隔離度測試結果進行相應調節，以達到最佳寬度。當兩個天線之間的距離較近，設置的天線臂可以較好的減弱兩個天線之間的影響，例如兩個天線之間的最短距離小于四分之一波長，設置的天線臂能夠減弱兩個天線之間的影響，提高天線之間的隔離度。較佳的，可以使所述天線臂與所述電路板垂直連接。對于天線臂的形狀可以為L形的，也可以為T形，也可以為弧形的。如圖12所示，所述天線臂1202為L形，所述天線臂1202位于兩個天線1201之間；所述天線臂1202與所述兩個天線1201中的一個天線1201連接；所述天線臂1202與所述電路板1203的地線連接。如圖13所示，所述天線臂1302為T形；所述天線臂1302位于兩個天線1301之間；所述天線臂1302與所述兩個天線1301中的一個天線1301連接；所述天線臂1302與所述電路板1303的地線連接。較佳的，天線臂為T形，可以設置所述天線臂中未連接電路板的部分將天線臂中連接電路板的部分分成兩段，比例為5:9。如圖14所示，所述天線臂1402為弧型；所述天線臂1402位于兩個天線1401之間；所述天線臂1402與所述兩個天線1401中的一個天線1401連接；所述天線臂1402與所述電路板1403的地線連接。需要說明的是，天線臂的形狀由許多中并不局限于上述幾種形狀。天線臂的材質一般為導電金屬或者導電合金。下面介紹其中一種MIMO天線：如圖15所示為一種MIMO天線，其中包含兩個天線。左側天線為第一天線1501，右側天線為第二天線1502，第一天線的饋電點1503位于第一天線的左下角位置，第二天線的饋電點位1504于第二天線側臂較中間位置，且兩個饋電點位平行狀態但不垂直。兩個天線位于一塊長46mm，寬為40mm的電路板上，電路板的寬度接近四分之一波長而小于二分之一波長，第一天線和第二天線最近距離為20mm小于四分之一波長，第一天線和第二天線不垂直。圖15中的陰影部分為鋪銅部分1505，空白部分為天線的凈空區1506，大小約為16mm*40mm。圖16為電路板背面，陰影部分為鋪銅區域1600，左上角的鋪銅區域1601沒有和電路板的地線相連，主要作用是諧振出第一天線的5GHz頻段。在不設置天線臂之前兩天線的回波損耗及隔離度如圖17a、圖17b及圖18所示。圖17a為第一天線的回波損耗曲線，橫坐標為頻率，單位為GHz(吉赫茲)，縱坐標為回波損耗，單位為dB，圖17b為第二天線的回波損耗曲線，橫坐標為頻率，單位為GHz，縱坐標為回波損耗，單位為dB，可以看出第一天線和第二天線是諧振在2.4GHz-2.5GHz及5.18GHz-5.88GHz雙頻段天線。圖18為第一天線和第二天線的隔離度曲線，橫坐標為頻率，單位為GHz，縱坐標為隔離度，單位為dB，由圖18所示，兩個天線在2.4GHz-2.5GHz頻段的隔離度為-6.5dB～-10dB，在5.18GHz-5.88GHz頻段的隔離度為-8.9dB～-15.8dB，兩個頻段的隔離度都較差。在電路板正面中間區域垂直電路板設置一個T形天線臂，T形天線臂與電路板的地線連接，T形天線臂垂直電路板部分的寬度約為3mm，約為兩天線相距最短距離的0.15倍；T形天線臂平行電路板部分與第二天線的天線末端連接，T形天線臂平行電路板部分將T形天線臂垂直電路板部分分成兩段，比例約為5:9。T形天線臂垂直電路板部分的寬度設置主要以不影響兩個天線在5GHz頻段的諧振為前提，為了有效改善兩個天線的隔離度，要求不窄于1mm。兩個天線和天線臂的俯視圖如圖19所示，為了便于描述，將第一天線1900劃分為五部分，分別對應編號1901、1902、1903、1904、1905；將第二天線1906劃分為四部分，分別對應編號1907、1908、1909、1910；T形天線臂1911包括兩部分。T形天線臂垂直電路板部分1912，T形天線臂平行電路板部分1913，電路板對應的編號為1914。兩個天線和天線臂的側視圖如圖20所示，電路板2014位于XY平面，天線臂2011平行于XY平面，第一天線2000的組成部分2005和第二天線2006的組成部分2010平行于XY平面，第二天線2006的組成部分2007、2008、2009和第一天線2000的組成部分2001、2002、2003、2004均垂直于XY平面；第一天線2000的組成部分2001和第二天線2006的組成部分2007平行于XZ平面。T形天線臂2011包括兩部分，T形天線臂垂直電路板部分2012，T形天線臂平行電路板部分2013。T形天線臂平行電路板部分2013與第二天線2006的組成部分2007連接。增加了天線臂后的兩個天線的回波損耗如圖21a和圖21b所示，圖21a為第一天線的回波損耗曲線，橫坐標為頻率，單位為GHz，縱坐標為回波損耗，單位為dB，圖21b為第二天線的回波損耗曲線，橫坐標為頻率，單位為GHz，縱坐標為回波損耗，單位為dB。從圖21a和圖21b可以看出增加了天線臂后天線的諧振發生了偏移。重新對天線進行匹配，匹配后的回波損耗如圖22a和圖22b所示。圖22a為匹配后第一天線的回波損耗曲線，橫坐標為頻率，單位為GHz，縱坐標為回波損耗，單位為dB，圖22b為匹配后第二天線的回波損耗曲線，橫坐標為頻率，單位為GHz，縱坐標為回波損耗，單位為dB。增加天線臂后的隔離度如圖23所示，橫坐標為頻率，單位為GHz，縱坐標為隔離度，單位為dB。2.4GHz頻段的隔離度從-6.5dB提升到-15.1dB，2.5GHz頻段的隔離度從-10dB提升到-14.6dB，5.18GHz頻段的隔離度從-9dB提升到-18.2dB；5.88GHz頻段的隔離度從-15.9dB提升到-24.2dB。表1所示為增加天線臂前各個天線的回波損耗和兩個天線隔離度，S11表示第一天線的回波損耗，S22表示第二天線的回波損耗，S21表示第一天線和第二天線的隔離度。頻段2.4GHz-2.5GHz5.18GHz-5.88GHzS11-15.1dB～-15.9dB-7.5dB～-12.8dBS22-10.5dB～-6.0dB-6.5dB～-7.6dBS21-6.5dB～-10dB-9～-15.9dB表1表2所示為增加天線臂后各個天線的回波損耗和兩個天線隔離度的數值，S11表示第一天線的回波損耗，S22表示第二天線的回波損耗，S21表示第一天線和第二天線的隔離度。頻段2.4GHz-2.5GHz5.18GHz-5.88GHzS11-10.8dB～-7.8dB-5.7dB～-11.6dBS22-7.9dB～-6.7dB-5.0dB～-8.9dBS21-15.1dB～-14.6dB-18.2dB～-24.2dB表2顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。當前第1頁1 2 3