(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ回路基板と、少なくとも２つの隣接するアンテナと、隣接する２つのアンテナの間のカップリング信号伝送を分離するように設定される電磁カップリングモジュールと、を含み、
前記電磁カップリングモジュールは隣接する２つのアンテナの間に直列接続され、
前記電磁カップリングモジュールは、分離金属構造と集中定数素子を含み、
前記分離金属構造は集中定数素子によってそれぞれ隣接する２つのアンテナに直列接続され、前記分離金属構造は少なくとも１つの独立なサブ金属部分からなり、アンテナトレース及び各サブ金属部分の間にはいずれもギャップが存在し、前記サブ金属部分の間は、前記ギャップにブリッジ接続される集中定数素子によって接続され、前記サブ金属部分の１つの末端が開回路し、他の末端が接地するアンテナユニット。
【請求項２】
前記独立なサブ金属部分に集中定数素子が直列接続される請求項１に記載のアンテナユニット。
【請求項３】
前記集中定数素子は電子制御調整可能なデバイスを含み、前記電子制御調整可能なデバイスの制御線は、前記サブ金属部分の末端によって前記電子調整可能なデバイスを制御する請求項２に記載のアンテナユニット。
【請求項４】
前記電磁カップリングモジュールは並列共振ＬＣ回路を含む請求項１に記載のアンテナユニット。
【請求項５】
前記アンテナ回路基板は２つのアンテナクリアランスゾーンを含み、前記アンテナクリアランスゾーンに少なくとも２つの隣接するアンテナが設けられ、前記２つのアンテナクリアランスゾーンは異なる平面にある請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
【請求項６】
前記アンテナユニットは第１アンテナ群と第２アンテナ群を含み、前記第１アンテナ群と前記第２アンテナ群は少なくとも２つの隣接するアンテナを含み、前記第１アンテナ群と前記第２アンテナ群は前記アンテナ回路基板の異なる層或いは同じ層に設置される請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
【請求項７】
前記第１アンテナ群は２つの隣接するアンテナを含み、前記第２アンテナ群は２つの隣接するアンテナを含み、前記第１アンテナ群は前記アンテナ回路基板の表層の上端に設置され、前記第２アンテナ群は前記アンテナ回路基板の底層の下端に設置され、前記第１アンテナ群における２つのアンテナが前記アンテナ回路基板の長軸に対して鏡面対称分布し、第２アンテナ群における２つのアンテナが前記アンテナ回路基板の長軸に対して鏡面対称分布である請求項６に記載のアンテナユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のアンテナユニット、主回路基板及び端末の動作回路を含み、
前記端末の動作回路は前記端末の主回路基板に設置され、前記アンテナユニットは前記主回路基板に接続される端末。
【請求項９】
該端末はスペーサを更に備え、前記スペーサは前記主回路基板とアンテナ基板の間に設置される請求項８に記載の端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体無線通信技術応用分野に関し、特にアンテナユニット及び端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動端末の普及及び発展に伴って、新しい通信システムではより高い伝送速度とより大きいチャンネル容量が持続的に求められている。４Ｇ通信標準（ＬＴＥ（Long Term Evolution、長期進化）及びその進化したＬＴＥ‐Ａ、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access、ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス）システム等）において、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output、多重入出力）のアンテナ技術は、データ転送速度を向上させる核心的な特徴となる。無線通信システムの受信端と送信端それぞれに、複数本のアンテナを配備し、１つの空間に複数の並列している伝送通路（伝送パス）を形成し、複数のデータ流（データストリーム）がこれらの独立な通路（パス）を使用して並列伝送されることによって、システム容量を増加させ、スペクトル効率を向上させる。
【０００３】
ＭＩＭＯ通信システムに関して、複数のアンテナを空間的に近接させて配置する場合に、各アンテナの受信信号の間には相関性が存在する。相関性が大きいほど、各信号通路の間の独立性が低くなり、システム全体の伝送性能への悪影響も顕著になる。したがって、ＭＩＭＯシステムにおける各アンテナの間の相関性を効果的に低下させて各アンテナの間の分離度（Isolation）を向上させることは、ＭＩＭＯシステムの高速データ伝送の重要な技術ポイントの一つを実現することである。技術のさらなる進化に伴って、さらに高い伝送速度をサポートするために、最も新しいＬＴＥ‐Ａｄｖａｎｃｅｄ標準（3GPP Release12）は、既に４×４のＭＩＭＯ技術をサポート開始し、即ち送信端と受信端で、つまり基地局と携帯電話端末で、共に４本のアンテナを配置し、この４本のアンテナが同時に作動して、プライマリおよびセカンダリの区別もない。各アンテナはバランスの取れた無線周波数と電磁性能を有し、且つ各アンテナの間にいずれも低い相関性と高い分離度を保持することが求められている。
【０００４】
基地局側には、基地局アンテナの占用空間に関しては厳格な要求がないため、アンテナ間の間隔を大きくすることができ、或いはアンテナ間の分極直交化方式によってアンテナ間の相関性を低下させることができる。しかし、端末側には、特に携帯電話のような端末には、物理的サイズの制限を受けることによって、複数のアンテナを配置して且つ同時に各アンテナ間で低い相関性と高い分離度を保持することは、大きな技術的な課題を有し、端末小型化の要求のために、アンテナ間隔の増加によって分離度を向上させることができなく、同時に端末の小型アンテナの放射は明らかな分極傾向がないことが多いため、簡単な分極直交化によって端末アンテナの分離度を向上させることが困難である。したがって、現段階では、端末は、一般的に２本のアンテナ、即ち主アンテナと副アンテナのみを配置している。主アンテナは独立に無線通信信号の送受信に用いられ、副アンテナはＭＩＭＯ受信モードで作動でき、信号データの伝送速度を向上させるようになっている。
【０００５】
従来の端末アンテナの分離度を向上させる方法は大体３種類に分けられ、異なるタイプのアンテナの組み合わせ、異なる配置位置を採用する方法、基板寄生金属導体又は寄生ギャップ構造の増加によりアンテナ相互結合を変化させる方法、アンテナの間にデカップリング線/バランス線/デカップリングネットワークを増加する方法。第１類の方法は、端末の固有の物理寸法に大きく制限され、実際に適用することが困難である。第２及び第３類方法は、デカップリングに対して帯域幅が狭く、現在、主に、例えばＬＴＥ Ｂａｎｄ７（２５００−２６９０ＭＨｚ）、ＬＴＥ Ｂａｎｄ４０（２３００−２４００ＭＨｚ）等の２ＧＨｚ以上の高周波に対して効果に優れる。ＬＴＥの７００ＭＨｚ低周波、例えばＬＴＥ Ｂａｎｄ１２（６９８−７４６ＭＨｚ）、ＬＴＥ Ｂａｎｄ１３（７４６−７８７ＭＨｚ）、ＬＴＥ Ｂａｎｄ１７（７０４−７４６ＭＨｚ）に対して、デカップリング効果が良くなく、実際には所要のブロードバンド特性を満たしにくい。現在、アンテナ学界においては、ＭＩＭＯシステムが端末に求めるマルチアンテナの指標では、単一のアンテナ効率が４０％以上であり、任意の２つのアンテナの分離度が１５ｄＢ以上であると考えられている。したがって、手持ち端末の厳しく制限された空間内に、４本のＬＴＥ低周波アンテナを配置し、アンテナ効率を確保すると同時に、各アンテナの間のカップリングを削減することで高い分離度を確保することは、端末の４×４ ＭＩＭＯアンテナ設計の主要な問題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来に存在している技術的課題を解決するために、本発明の実施例は、主にアンテナの間の分離度を向上させることができるアンテナユニット及び端末を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例は、アンテナユニットを提供して、アンテナ回路基板と、少なくとも２つの隣接するアンテナと、隣接する２つのアンテナの間のカップリング信号伝送を分離するように設定される電磁カップリングモジュールと、を含み、前記電磁カップリングモジュールは、隣接する２つのアンテナの間に直列接続される。
【０００８】
同様に、本発明の実施例は、端末を更に提供し、上述したようなアンテナユニット、主回路基板、及び端末の動作回路を含み、前記端末の動作回路が前記端末の主回路基板に設置され、前記アンテナは前記主回路基板に接続される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施例の有益な効果は、
本発明の実施例はアンテナユニット及び端末を提供して、アンテナ間の分離度を向上させることができ、且つ効果的に低周波アンテナに適用できる。本発明の実施例のアンテナユニットは、アンテナ回路基板、少なくとも２つの隣接するアンテナ、及び隣接する２つのアンテナの間のカップリング信号伝送を分離するための電磁カップリングモジュールを含み、前記電磁カップリングモジュールは、隣接する２つのアンテナの間に直列接続される。本発明は、電磁カップリングモジュールを利用して隣接するアンテナの間の信号伝送を分離して、即ち、２つのアンテナにおける電気信号を相手端に伝送することをできなくし、隣接するアンテナの間の信号カップリングを減少して、隣接する２つのアンテナの間の分離度を向上させる。従来の寄生金属導体又はギャップ構造、及びバランス線/デカップリング線技術と比べて、本発明のアンテナユニットは、従来の高分離技術の低周波で帯域幅が狭い欠点を克服でき、且つより広い分離帯域幅を有し、適用範囲が比較的広い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施例１によるアンテナユニットの構造を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１によるアンテナユニットの原理を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１による他のアンテナユニットの原理を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施例２によるアンテナユニットを端末ＬＴＥ低周波４×４ ＭＩＭＯ高分離アンテナに応用する模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施例２による２つの隣接するアンテナをＰＣＢ誘電体板の厚さのエッジにトレースする模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２による隣接する２つのアンテナの主要なトレースの物理寸法を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施例２による隣接する２つのアンテナの裏面トレースの物理寸法を示す模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施例２による単一のアンテナにシミュレーションした反射係数を示す模式図である。
【図９】図９は、本発明の実施例２による４つのアンテナの間にシミュレーションしたカップリング係数を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例２による４アンテナシステムを示す模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例３による端末の構造を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例３による４アンテナ端末のアンテナ及び動作回路の配置を示す平面図である
【図１３】図１３は、本発明の実施例３による４アンテナ端末のアンテナ及び動作回路の配置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
従来のマルチアンテナにおいては、電磁カップリングが存在するため、隣接するアンテナは一部の信号がカップリング方式によって相手端のアンテナに伝送され、このようにアンテナ性能を低下させ、伝送性能に大きな影響を及ぼす。各アンテナの間のカップリングを削減することで高い分離度を確保する点から、本発明は、アンテナユニットを提示し、アンテナ回路基板と、少なくとも２つの隣接するアンテナと、隣接する２つのアンテナの間のカップリング信号伝送を分離するための電磁カップリングモジュールと、を含み、前記電磁カップリングモジュールは、隣接する２つのアンテナの間に直列接続される。本発明の実施例は、電磁カップリングモジュールを利用して隣接するアンテナの間のカップリング信号を相手端に伝送することをできなくし、アンテナの間の分離度を向上させ、隣接するアンテナの間のカップリングを削減することでアンテナの性能を確保する。同時に、本発明の実施例のアンテナユニットは、従来の分離技術が低周波アンテナに適用される上での欠点を克服し、本発明の実施例のアンテナユニットは、種々の帯域のアンテナに適用することができる。
【００１２】
以下、具体的な実施形態で図面を結合して本発明を更に詳しく説明する。
【００１３】
実施例１：
本実施例はアンテナユニットを提供し、アンテナ回路基板と、少なくとも２つの隣接するアンテナと、隣接する２つのアンテナの間のカップリング信号伝送を分離するための電磁カップリングモジュールと、を含み、前記電磁カップリングモジュールは、隣接する２つのアンテナの間に直列接続される。本実施例における電磁カップリングモジュールは、分離金属構造及び集中定数素子を含み、前記分離金属構造は、集中定数素子によってそれぞれ隣接する２つのアンテナに直列接続され、前記分離金属構造は、少なくとも１つの独立なサブ金属部分からなり、前記サブ金属部分の間は前記集中定数素子によって接続され、前記サブ金属部分の１つの末端がぶら下がり（フロート）又は開回路し、他の末端が接地し又は短絡する。
【００１４】
本実施例のアンテナユニットの採用される分離技術は、隣接するダブルアンテナの間に分離金属構造を配置し、前記分離金属構造はＮ個の独立なサブ金属部分からなり、前記分離金属構造とアンテナトレースとの間に複数のギャップが存在する。前記ギャップに集中定数素子（コンデンサ、インダクタンス、及び抵抗）を配置してブリッジ接続し、サブ金属構造とアンテナの隣接するトレースを接続して、前記金属構造と前記集中定数素子とは共にダブルアンテナの間の電磁カップリング構造を構成し、共振する場合に顕著にアンテナのカップリングを低下させることでダブルアンテナの間の分離度を向上する。
【００１５】
本実施例において、サブ金属部分がストリップ（帯鋼）形状、環状、又はその他の幾何学的形状を有し、前記集中定数素子は、電子制御調整可能なインダクタンス或いはコンデンサであってよく、前記電子制御調整可能なデバイスの制御線は、サブ金属部分の末端によって調整可能なデバイスを制御することができる。
【００１６】
好ましくは、本実施例においては、前記独立なサブ金属部分に集中定数素子が直列接続される。本実施例のアンテナユニットでは、分離金属構造及び全ての集中素子は共にダブルアンテナの間の電磁カップリング構造を構成し、該電磁カップリング構造はアンテナ動作周波数上においては開回路状態と等価であり、隣接する２つのアンテナの間の電磁カップリングを分離する。
【００１７】
図１に示すように、本実施例のアンテナユニットの一構造では、アンテナ１０１と１０２は、互いに隣接する２つのアンテナである。前記アンテナ１０１とアンテナ１０２は、それぞれ各自独立なマッチング（Matching）回路１０５と１０６を有する。給電点１０７、１０８は、それぞれ前記アンテナ１０１とアンテナ１０２に電気的に接続される。前記アンテナ１０１と１０２の間に、分離度を向上させる分離金属構造１０９が設置される。前記分離金属構造１０９は、１〜Ｎ個の互いに独立なサブ金属部分から構成されている。金属部分１１０は１つのサブ金属部分の実例である。選択的に、前記サブ金属部分１１０の形状は、ストリップ（帯鋼）形状、環状、又はその他の幾何図形である。図１における前記アンテナ１０１とアンテナ１０２のアンテナトレースには、アンテナトレースと分離金属構造１０９とが互いに近づいた部分トレース１０３と部分トレース１０４が存在する。アンテナトレース１０３、アンテナトレース１０４、及び分離金属構造１０９の各サブ金属部材の間には、いずれも空間ギャップ１１１が存在する。各サブ金属構造の両端形式には、接地端１１２或いは開回路端１１３を採用することができる。選択的に、前記分離金属構造１０９のサブ金属部分の間、及びアンテナトレース１０３、トレース１０４の間のギャップ１１１には、集中定数素子１１４（コンデンサ、インダクタンス、又は抵抗）をブリッジ接続することができる。選択的に、上記分離金属構造１０９のサブ金属部分に集中定数素子１１５（コンデンサ、インダクタンス、又は抵抗）をタンデム接続することができる。本実施例のアンテナユニットは、２つの隣接するアンテナの間に分離金属構造１０９を加えて、前記分離金属構造１０９におけるサブ金属部分１１０の寸法位置の物理パラメータを調整することによって、金属の間のギャップ１１１にブリッジ接続される集中定数素子１１４を調整して、各サブ金属部分１１０にタンデム接続される集中定数素子１１５を調整することによって、隣接するアンテナ１０１と１０２の間の分離度を向上させる目標を達成する。更に、分離金属構造１０９における集中定数素子１１４と１１５は、電子制御調整可能なデバイス（例えば、調整可能なコンデンサ、調整可能なコンデンサ等）を採用して、周波数の制御に従った分離度を実現することができる。このような場合に、電子制御調整可能にする期間の制御線と制御信号（ＧＰＩＯ、ＳＰＩ、ＭＩＰＩ等）は、サブ金属部分の接地端１１２又は開回路端１１３によってフィードインされることができる。調整可能なモードで、前記アンテナ１０１、１０２が異なる方式と帯域で作動する場合に、両者の間の分離度をリアルタイムに対応的に調整することができ、ブロードバンド高分離の性能を実現する。
【００１８】
図２に示すように、本実施例のアンテナユニットは、２つの隣接するアンテナ１０１とアンテナ１０２の間に分離金属構造１０９を追加する。前記分離金属構造はＮ個の独立なサブ金属部分からなり、アンテナトレースと各サブ金属部分の間にはいずれもギャップが存在する。これらの金属ギャップ、ギャップにブリッジ接続される集中素子、及びサブ金属部分にタンデム接続される集中素子は、共にアンテナ１０１とアンテナ１０２との間に複雑な電磁カップリング構造を形成して、アンテナの間のカップリングを削除することによって、分離度を向上させる。簡単化するために、この電磁カップリング構造を並列共振ＬＣ回路で等価する。所要の動作周波数においては、並列共振の全体を開回路状態に等価して、アンテナ１０１とアンテナ１０２を分離させ、アンテナの間の容量カップリングを低下させることによって分離度を向上させる目的を達成する。
【００１９】
図３に示すように、アンテナユニットにおける集中定数素子が電子制御調整可能なデバイスを含む際に、即ち図１において分離金属構造１０９における集中定数素子１１４と１１５が電子制御調整可能なデバイスを採用する際に、隣接するアンテナ感度の調整可能な制御を実現できる。原理として、本実施例は、等価並列共振ＬＣ回路におけるインダクタンス量Ｌとコンデンサ量Ｃを変化させることによって、動作周波数の連続調整を実現する。分離度をアンテナの動作周波数に従ってリアルタイムに調整可能にする目的を達成する。
【００２０】
上述した内容は、隣接するアンテナの間にＮ個のサブ金属部分と集中定数素子を設置して、作動する際に、サブ金属部分と集中定数とは電磁カップリング構造を構成して、アンテナ間のカップリングを削除することによって、分離度を向上させる。勿論、本実施例は、隣接するアンテナの間に直接に並列共振ＬＣ回路を設置してアンテナ間のカップリングを削除してもよく、即ち、本実施例のアンテナユニットにおける電磁カップリングモジュールは、並列共振ＬＣ回路を含んでもよく、該並列共振ＬＣ回路が共振する際に全体で開回路状態に等価でき、このように、２つのアンテナにおいて信号が相手端のアンテナに伝送できなくなり、アンテナの分離効果を果たし、アンテナ間の分離度を向上させる。
【００２１】
一般的な場合に、アンテナトレースはいずれも回路基板のアンテナクリアランスゾーンに設置され、本実施例のアンテナユニットにおけるＰＣＢ基板は２つのアンテナクリアランスゾーンを含み、アンテナクリアランスゾーンに少なくとも２つの隣接するアンテナを設置し、本実施例はアンテナクリアランスゾーンを折り曲げることによって、２つのアンテナクリアランスゾーンを同一の平面上に位置させない。例えば、ＰＣＢの上下端にクリアランスゾーンを設置する際に、２つのクリアランスゾーンが空間において折り起こされ、ＰＣＢ基板の全体をＳ字形状に配置して任意のアンテナの間の分離度を向上させてアンテナの放射効率を向上させる。
【００２２】
好ましくは、本実施例において前記アンテナユニットは、第１アンテナ群と第２アンテナ群を含み、前記第１アンテナ群と前記第２アンテナ群は２つの隣接するアンテナを少なくとも含み、前記第１アンテナ群と前記第２アンテナ群は前記アンテナ回路基板の異なる層或いは同じ層に設置される。異なる層に設置されると各群のアンテナのカップリングを減少して、各群のアンテナ性能を向上させることができる。
【００２３】
アンテナの分離度を更に向上させるために、ＰＣＢの表層と底層の金属接地面に更に対応的な複数本のギャップを布置して分離度を増加することができる。選択可能なギャップの形状はＬ形或いはＴ形であってもよい。
【００２４】
本実施例のアンテナユニットは、端末４×４ ＭＩＭＯアンテナとして使用でき、具体的に、本実施例における前記第１アンテナ群は２つの隣接するアンテナを含み、前記第２アンテナ群は２つの隣接するアンテナを含み、前記第１アンテナ群は前記アンテナ回路基板の表層の上端に設置され、前記第２アンテナ群は前記アンテナ回路基板の底層の下端に設置され、前記第１アンテナ群における２つのアンテナが前記アンテナ回路基板の長軸に対して鏡面対称分布し、第２アンテナ群における２つのアンテナが前記アンテナ回路基板の長軸に対して鏡面対称分布する。この時、アンテナユニットにおける４つのアンテナは、ＬＴＥ低周波アンテナであってよく、該端末４×４ ＭＩＭＯアンテナは、アンテナ効率を確保すると同時に、各アンテナの間のカップリングを削減し、高い分離度を確保する。
【００２５】
本実施例のアンテナユニットは、隣接するアンテナの間に、作動する際に開回路に等価できる電磁カップリング構造を設置でき、アンテナの間のカップリングを削除して、分離度を向上させ、且つ、本実施例のアンテナユニットは、ＬＴＥの低周波アンテナ設計に適用でき、効果的に低周波アンテナのカップリングの問題を解決する。例えば、本実施例のアンテナユニットは、効果的にＬＴＥの低周波７００ＭＨｚの高分離度アンテナの設計に適用でき、将来のＬＴＥ‐Ａの端末アンテナに対する技術的要求を満たし、且つアンテナと端末の小型化を確保する。前記端末システムの構成は、４ ＭＩＭＯアンテナ全体の任意の２つのアンテナ分離度をいずれも顕著に向上させることを確保でき、且つ容易に回路システムに集積され、最終的に小型化端末に４×４ ＭＩＭＯの性能指標を実現する。
【００２６】
実施例２：
本実施例は、上記アンテナユニットを、ＬＴＥ低周波の４ ＭＩＭＯ高分離アンテナの設計に適用し、具体的に、図４に示すように、本実施例における４つのアンテナはＰＣＢ（Planar Circuit Board）基板の２つの面に印刷されるＩＦＡ（Inverted F Antenna）アンテナである。ＰＣＢ基板全体の寸法が８０×２１０ｍｍであり、厚みが１ｍｍである。図４（ａ）は、ＰＣＢ表層のトレース形式であり、図４（ｂ）は、ＰＣＢの底層トレース形式である。図に示すように、アンテナ１（図に示す３０１）とアンテナ２（図に示す３０２）のトレースは、ＰＣＢ基板表層表面の上端にあり、互いにＰＣＢ長軸に対して鏡面対称分布である。アンテナ３（図に示す３０３）とアンテナ４（図に示す３０４）とは、ＰＣＢ基板底層表面の下端にあり、互いにＰＣＢ長軸に対して鏡面対称分布である。給電点３０５、３０６、３０７、３０８は、それぞれ４つのアンテナ３０１、３０２、３０３、３０４に電気的に接続される。アンテナ１（図に示す３０１）、アンテナ２（図に示す３０２）、アンテナ３（図に示す３０３）、及びアンテナ４（図に示す３０４）には、それぞれ対応的なマッチング回路３０９、３１０、３１１、及び３１２が付く。本実施例に使用されたマッチング回路は、並列接続した２ｐＦコンデンサデバイスである。ＰＣＢ表層には金属接地面３１３が存在し、ＰＣＢの底層には金属接地面３１４が分布し、４つのアンテナのために放射リファレンスアースを提供する。前記金属接地面の物理寸法が８０×１６０ｍｍである。また、アンテナ３０１とアンテナ３０２のクリアランスゾーン３１５、アンテナ３０３とアンテナ３０４のクリアランスゾーン３１６の物理寸法が８０×２５ｍｍである。４つのアンテナの２つずつの間の分離度を更に向上させるために、ＰＣＢの表層金属接地面３１３と底層金属接地面３１４にＬ形状の金属ギャップが開けられる。前記アンテナ１（図に示す３０１）に対応する二重Ｌ形金属ギャップが３１７と３１８である。本実施例の前記ギャップ３１７と３１８の長さはそれぞれ８６.３ｍｍと１０２.５ｍｍであり、２つのギャップの幅は１.７ｍｍである。図に示すように、ＰＣＢ金属接地面３１３と３１４には、アンテナ３０２、３０３、３０４はいずれも同じ且つ対称のギャップ分布を有する。具体的に、本実施例における高分離金属構造は、アンテナ３０１とアンテナ３０２の間の金属ストリップ３１９、３２０、及び３２１に対応する。前記ＰＣＢ表層金属ストリップは、更に対応的な底層金属ストリップ３２２、３２３、３２４に電気的に接続される。伺い知ることができるように、前記金属ストリップ３２０は、表層において金属接地面３１３に電気的に接続される。前記金属ストリップ３２２、３２３、３２４は、底層において金属接地面３１４に電気的に接続される。これから分かるように、前記サブ金属部分３１９、３２１は、シングルエンド短絡/シングルエンド開回路接続形式であり、サブ金属部分３２０は、両端がいずれも短絡の接続形式である。更に、前記金属ストリップ３１９、３２０、３２１、及びアンテナトレース３０１、３０２のギャップには、集中定数素子３２５、３２６、３２７、及び３２８がブリッジ接続される。本実例における集中定数素子３２５と３２��が２２ｎＨのインダクタンスであり、集中素子３２６と３２７が０.５ｐＦのコンデンサである。対称的に、アンテナ３０３とアンテナ３０４との間にも同じ分離金属ストリップと集中定数素子が存在する。選択的に、ＰＣＢ表層接地面３１３と底層接地面３１４は、ビア孔３２９を介して電気的に接続されてよく、統一なアンテナ接地面を形成する。
【００２７】
簡単に、図４に示すようなＬＴＥ Ｂａｎｄ１３の低周波４ ＭＩＭＯアンテナは、具体的に分離金属構造（３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３２４等）と集中定数素子（３２５、３２６、３２７、３２８）を採用して、隣接するアンテナ３０１と３０２の分離度を向上させる。アンテナ３０１、３０２とアンテナ３０３、３０４をグループ分けしてＰＣＢ表層トレースと底層トレースに位置する形式を利用して、且つＰＣＢ表層接地面３１３、底層接地面３１４には対称的に二重Ｌ形ギャップを配置する方式を組み合わせることによって、４ ＭＩＭＯシステムにおける２つずつのアンテナ間のカップリングを減少することで、分離度を向上させ、且つ各アンテナの放射効率を確保する。
【００２８】
図５は、図４の実例における２つの隣接するアンテナをＰＣＢ誘電体板厚さのエッジにトレースする模式図である。具体的に、表層分離金属ストリップ３１９、３２０、３２３はサイドの金属ストリップ３３０、３３１、３３２によってそれぞれ底層の分離地金属ストリップ３２２、３２３、３２４に電気的に接続される。選択的に、前記表層金属ストリップ３１９、３２０、３２３はビア孔によって前記底層金属ストリップ３２２、３２３、３２４に電気的に接続される。
【００２９】
図６と図７は、本発明の図４の実施例における隣接する２つのアンテナの重要なトレース物理寸法の模式図である。図における数値の単位はミリメートルである。本実例の４つのＩＦＡアンテナが完全に対称する形式であるため、全ての物理寸法はいずれも同じである。
【００３０】
４つのアンテナがすべて対称であるため、図８は、実施例の単一のアンテナのシミュレーションリターンロスのみを示す。図から分かるように、単一のアンテナは、ＬＴＥ Ｂａｎｄ１３（７４６−７８７MHz）の周波数範囲内で共振する。実際の治具で測定することによって、図４における実施例の４つのアンテナの効率はいずれも４０％程度である。図９は、図４における実施例の４つのアンテナユニットの間でシミュレーションしたカップリング係数（分離度、Ｓパラメータ）である。図から分かるように、本発明の高分離技術を採用するため、２つの隣接するアンテナ１（図に示す３０１）とアンテナ２（図に示す３０２）の間の分離度が基本的に１５ｄＢに達した。アンテナ１（図に示す３０１）とアンテナ３（図に示す３０３）、アンテナ１（図に示す３０１）とアンテナ４（図に示す３０４）の間の分離度も、１１ｄＢに達した。実際の治具で測定することによって、アンテナ１とアンテナ２は、ＬＴＥ Ｂａｎｄ１３での分離度が１５ｄＢより大きくなった。アンテナ１とアンテナ３、アンテナ１とアンテナ４の間の分離度も１２ｄＢ〜１３ｄＢにある。
【００３１】
更に、図４の実例の２つずつのアンテナの間の分離度を向上させるために、更に、図１０に示すように、前記アンテナクリアランスゾーン３１５と３１６を、２つの方向へα角度回転して折り起こす。この時、ＰＣＢ基板全体の側面図がＳ字形状を呈する。アンテナ３０１、３０２とアンテナ３０３、３０４とは、ＰＣＢの異なる表面にあり、一定の角度を折り曲げることによって時間でアンテナの指向性を変更して、更にアンテナの空間放射カップリングを減少させることができる。この構成を採用して、最終的な治具実測結果は、任意の２つのアンテナ間の分離度がいずれも１５ｄＢより大きく、且つ単一のアンテナ効率を４０％程度に確保する。
【００３２】
実施例３：
図１１に示すように、本実施例は端末を提供して、実施例１或いは実施例２に記載のアンテナユニットと、主回路基板と、端末の動作回路と、を含み、前記端末の動作回路は、前記端末の主回路基板に設置され、前記アンテナユニットは、前記主回路基板に接続される。
【００３３】
アンテナ回路基板におけるアンテナと主回路基板における動作回路との間の信号干渉を減少するために、本実施例の端末は、主回路基板と前記アンテナ基板との間に１つのスペーサを設置することができる。
【００３４】
図１２は、本実施例による４アンテナ端末の模式図である。ＬＴＥの低周波７００ＭＨｚの４ ＭＩＭＯアンテナの設計難度のため、任意の２つのアンテナの間の高分離度を確保するために、本発明の高分離技術を採用すると同時に、ＰＣＢ金属接地面をスロット付き処理する必要もある。これは端末回路のレイアウトとトレースに影響を及ぼす。該問題を解決するために、４ ＭＩＭＯ高分離アンテナ構成に対して、アンテナ接地面と回路接地面を個別に設置する手段を採用することができる。具体的に、図１２に示すように、アンテナ６０１、６０２、６０３、６０４は対称的にアンテナＰＣＢ基板６０５の上に配置される。アンテナＰＣＢ基板接地面には分離度を確保するギャップ６０８が存在する。端末ベースバンド（Base Band、ＢＢ）回路、無線周波数回路（Radio Frequency、ＲＦ）回路、及びＬＣＤ表示ユニットは、いずれも独立な回路基板６０６に位置する。前記回路基板には、アンテナに接続される無線周波数コネクタが配置され、無線周波数ケーブルによってアンテナ給電点に接続される。具体的に、アンテナ６０１は、無線周波数ケーブル６０９によって回路基板６０６における無線周波数コネクタ６１０に接続され、信号を送信及び受信する作用を果たす。前記全ての部材は、いずれも端末ハウジング６０７に含まれる。図１３は、４アンテナ端末システムの側面図である。図に示すように、アンテナ基板６０５と回路基板６０６の間で互いに干渉しないように確保するために、両者の間にスペーサ６１１を加える必要がある。選択的に、スペーサ６１１は、絶縁の可撓性フィルム又はプラスチックステント材料である。このような端末アンテナ設計構成によって、４×４ ＭＩＭＯ端末の機能需要を実現することができる。
【００３５】
以上、具体的な実施形態と結びつけるながら本発明について更に詳しく説明してきたが、本発明の具体的な実施はこれらの説明に制限されるものでない。当業者にとっては、本発明の技術的思想を逸脱しない前提で、若干の簡単な変更又は置換を行うことも可能であり、その場合も当然本発明の保護範囲に属するとみなされるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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