一种天线及终端设备

技术领域

本申请涉及天线技术领域，尤其涉及到一种天线及终端设备。

背景技术

多输入多输出(multiple input multiple output，MIMO)天线系统作为多天线技术的一种实现形式，通过在发送端和接收端分别使用多个发射天线和多个接收天线，使信号通过发送端和接收端的多个天线发送和接收，从而可以改善通信质量，并提高信道容量。MIMO天线系统主要是利用不同天线对空间信道衰落特性的独立性来获得分级增益，因此要求天线单元间的间距较大，这就导致天线的整体尺寸偏大。而若要减小天线单元之间的间距，则又会增大天线单元间发生耦合的风险，影响天线的辐射效率。

发明内容

本申请提供了一种天线及终端设备，用以减小天线的尺寸，并提高天线的辐射效率。

第一方面，本申请提供了一种天线，该天线可包括电路板和设置于电路板上的天线单元，其中，天线单元的数量可以为一个或多个。具体设置时，天线单元可包括第一子单元和第二子单元，每个子单元可包括支架、辐射体、馈电点和接地点，辐射体设置于支架上，辐射体可包括第一枝节和第二枝节，第一枝节的一端可分别与馈电点和接地点电连接，第二枝节的一端则可与第一枝节电连接。此外，第一子单元的接地点与第二子单元的接地点可以为同一接地点。

上述方案中，第一子单元与第二子单元由于共用同一接地点，因此可以中和相互耦合的电流，进而能够提高两个子单元之间的隔离度，并且第一子单元与第二子单元在工作时可以相互加载优化带宽匹配，因此还有助于提高天线的辐射效率。对于天线单元来说，由于整个天线单元内只需设置一个接地点即可满足两个子单元的工作需求，因此在保证两个子单元的隔离度的前提下，还可以简化天线单元的整体结构，从而有利于减小天线的整体尺寸。

在一些可能的实施方案中，第一枝节的电长度大致可以为0.3λ，第二枝节的电长度大致可以为0.25λ，其中，λ为天线的最低工作频率对应的波长。由于第一枝节的电长度与第二枝节的电长度相近，因此第一枝节与第二枝节的工作频率也较为接近，进而可以展宽天线的工作频段带宽。

在一些可能的实施方案中，为了便于将第一枝节与馈电点和接地点电连接，辐射体还可以包括第三枝节，第三枝节的两端可分别与馈电点和接地点电连接，第一枝节的一端与第三枝节电连接。

在一些可能的实施方案中，第一单子单元与第二子单元可以呈对称设置，以减小设置共同接地点的难度。这时，第一子单元与第二子单元的共同接地点可以设置在两者的对称轴上。

在一些可能的实施方案中，第一子单元与第二子单元的中心间距可小于或等于0.1λ，λ所述天线的最低工作频率对应的波长。采用这种设置，配合前述共用接地点的设置，可以在保证第一子单元与第二子单元的隔离度的前提下，减小天线单元的体积，进而有利于减小天线的整体尺寸。

在一些可能的实施方案中，支架可以为多面体结构，这时，辐射体的第一枝节和第二枝节可分别设置在支架的至少一个面上。

示例性地，支架具体可以为六面体结构。

在一些可能的实施方案中，第一枝节可以包括依次连接的第一连接部、第二连接部和第三连接部，其中，第二连接部连接于第一连接部与第三连接部之间，第一连接部背离第二连接部的一端可用于与馈电点和接地点电连接。第二枝节可电连接于第二连接部。

在一些可能的实施方案中，第二枝节可大致为矩形开口环结构。第二枝节可包括依次连接的第四连接部、第五连接部、第六连接部和第七连接部，第四连接部的首端与第一枝节的第二连接部连接，第七连接部的末端与第四连接部之间形成开口环的开口。

在一些可能的实施方案中，电路板可包括地层，相邻的两个天线单元在地层上的投影至今可设置有槽形结构。通过设置槽形结构，可以改变地板上的电流路径和电流分布，降低相邻的天线单元在对应频段内的耦合，从而提高天线单元间的隔离度。

具体设置时，至少两个天线单元可沿电路板的其中一条侧边设置。这时，槽形结构可包括交叉设置的第一条形槽和第二条形槽，其中，第一条形槽可设置于相邻的两个天线单元在地层上的投影之间，且第一条形槽的一端可延伸至电路板的对应侧边的边缘，第二条形槽可连接于第一条形槽的另一端，且第二条形槽的两端可分别向两侧的天线单元在地层上的投影延伸。

示例性地，第一条形槽的电长度可大致为0.1λ，第二条形槽的电长度可大致为0.15λ，λ为天线的最低工作频率对应的波长。也就是说，槽形结构的总体长度大致为四分之一波长，这样可以有效改善天线单元间的隔离度。

在一些可能的实施方案中，在电路板上至少两个天线单元所在的侧边，相邻的两个天线单元之间的最小间距可小于或等于0.02λ，λ为天线的最低工作频率对应的波长。采用这种设计，配合在天线单元之间设置的槽形结构，可以在保证天线单元之间的隔离度的前提下，减小天线的整体尺寸。

在一些可能的实施方案中，天线单元的数量可以为四个，其中两个天线单元可沿电路板的第一侧边设置，另外两个天线单元可沿电路板的第二侧边设置，第一侧边与第二侧边位置相对。也就是说，四个天线单元可以两两一组分布于电路板相对的两侧这时。

在一些可能的实施方案中，天线还可以包括基带芯片、移相电路以及2n个选择开关，n为天线单元的数量。移相电路可包括一个输入端和2n个输出端，输入端可用于与基带芯片连接。选择开关与子单元可一一对应设置，选择开关的不动端可与对应的子单元连接，选择开关的第一动端可与移相电路的其中一个输出端连接，第二动端可与基带芯片连接。采用这种设置，通过选择开关的切换作用，可以使天线具有智能天线和MIMO天线两种工作模式，从而实现天线的复用。

示例性地，当选择开关的不动端与第一动端连接时，天线工作于智能天线模式，此时天线可用于发射信号，在设计时可根据最大功率输出法获得每个子单元端口的权值，权值可通过移相电路调节实现，以获得较高的天线增益。当选择开关的不动端与第二动端连接时，天线工作于MIMO天线模式，此时天线可用于接收信号，各个子单元接收到的信号通过解调和基带MIMO多流处理算法，达到提高天线频谱效率的目的。

第二方面，本申请还提供了一种终端设备，该终端设备可包括壳体以及前述任一可能的实施方案中的天线，天线设置于壳体内。由于天线的尺寸相对较小，且具有较高的辐射效率，因此该终端设备的通信能力和使用性能也得以提高。

附图说明

图1为本申请实施例提供的终端设备的局部结构示意图；

图2为图1中所示的电路板其中一面的平面结构示意图；

图3为图1中所示的电路板其中一层子板的截面结构示意图；

图4为本申请实施例提供的子单元的立体结构示意图；

图5为图4中所示的子单元的平面结构示意图；

图6为本申请实施例提供的天线单元的平面结构示意图；

图7为图6中所示的天线单元中的两个辐射体的展平状态示意图；

图8a为本申请实施例提供的天线单元工作频率在3.35GHz时的电流分布情况示意图；

图8b为本申请实施例提供的天线单元工作频率在3.45GHz时的电流分布情况示意图；

图9为图3中A处的局部放大图；

图10a为电路板的地板上未设置槽形结构时电流分布情况示意图；

图10b为电路板上设置槽形结构后电流分布情况示意图；

图11为本申请实施例提供的天线的S参数曲线图；

图12为本申请实施例提供的天线的一种系统架构示意图；

图13为本申请实施例提供的另一种系统架构示意图；

图14为本申请实施例提供的天线实现智能天线模式的方案图；

图15a至图15d为本申请实施例提供的天线仿真和实测辐射方向图的对比图。

附图标记：

1-天线；10-电路板；20-天线单元；11-第一侧边；12-第二侧边；13-第三侧边；

14-第四侧边；15-电路板的第一面；21-第一子单元；22-第二子单元；211-支架；

212-辐射体；213-馈电点；214-接地点；16-地层；2121-第一枝节；2122-第二枝节；

2123-第三枝节；21211-第一连接部；21212-第二连接部；21213-第三连接部；

21221-第四连接部；21222-第五连接部；21223-第六连接部；21224-第七连接部；

17-槽形结构；171-第一条形槽；172-第二条形槽；30-移相电路；40-选择开关；

50-基带芯片；41-不动端；42-第一动端；43-第二动端；60-射频处理电路。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

MIMO天线系统和智能天线是多天线技术的主要形式。MIMO技术是指在发送端和接收端分别使用多个发射天线和多个接收天线，使信号通过发送端和接收端的多个天线发送和接收，从而改善通信质量。以包含M个发射天线和N个接收天线的MIMO天线系统为例，在该天线系统的发送端，采用时空编码形成M个子信息流，分别传送到各个发射天线经信道并行传送；在接收端，利用不同天线信号在无线信道中的不相关性，通过各个空时检测技术把并行合流为串行数据流。研究表明，MIMO技术非常适用于城市内复杂无线信号传播环境下的无线宽带通信系统，在室内传播环境下的频谱效率可以达到20～40bit/s/Hz。智能天线则是利用多个天线单元组成天线阵列，将天线波束导向指定的目标方向，使得天线的主瓣对准用户目标信号，旁瓣或栅瓣对准干扰信号的来源方向，以实现最大程度利用用户有用信号以及抑制和消除干扰信号的双重目的。

不难看出，MIMO天线系统主要是利用不同天线对空间信道衰落特性的独立性来获得分级增益，因此要求天线单元间的间距较大。目前，一些终端设备经常将其边框用作为天线，以手机为例，现有的一种手机利用其两侧的长边框实现8MIMO天线设计，单个天线单元尺寸约为λ/4，且所占净空需要3mm，这样8个天线单元的放置位置几乎会布满手机的两侧长边框，当用户握住手机时手掌就会接触到两侧的天线，导致手机信号变弱甚至消失，也即出现“死亡之握”，从而严重影响手机的正常使用。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种天线以及应用该天线的终端设备，该天线可以在采用小尺寸设计的前提下，提高辐射效率，进而可以提高终端设备的使用性能。下面将结合附图和具体实施例对本申请作进一步地详细描述。

参考图1所示，图1为本申请实施例提供的终端设备的局部结构示意图。本申请实施例所提供的终端设备可以为智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动终端。该终端设备可包括壳体以及设置在壳体内的天线1。天线1可包括电路板10以及设置在电路板10上的天线单元20。其中，电路板10可上设有基带芯片(图中未示出)和射频处理电路，基带芯片可通过晶元级封装或者倒片封装等方式设置在电路板10上，射频处理电路与基带芯片的射频端口连接。射频处理电路可用于对天线单元20接收到的信号进行选频、放大以及变频处理，并将其转换成中频信号或基带信号发送给基带芯片，或者射频处理电路用于将基带芯片的中频信号经过上变频以及放大处理后通过天线单元20转换成电磁波发送出去，以使终端设备实现信号收发功能。需要说明的是，图1以及下文相关附图仅示意性的示出了终端设备1包括的一些部件，这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图1以及下文各附图限定。

在本实施例中，电路板10可以为硬质电路板，也可以为柔性电路板，或者也可以为软硬结合电路板。电路板10可以采用FR-4介质板，也可以采用罗杰斯(Rogers)介质板，也可以采用FR-4和Rogers的混合介质板，等等。这里，FR-4是一种耐燃材料等级的代号，Rogers介质板为一种高频板。在一些实施方式中，电路板10可以为多层板，基带芯片具体可设置在电路板10的顶层板或者底层板上。另外，在电路板10的多层结构中，还可以包括一个或多个地层。电路板10的横截面形状不仅限于图1中所示的矩形，在其它一些实施方式中，电路板10的横截面还可以为圆形、长圆形或者其它规则或不规则的形状，本申请对此不做限制。当电路板10的横截面形状为矩形时，电路板10可包括第一侧边11、第二侧边12、第三侧边13和第四侧边14，其中，第一侧边11与第二侧边12可分别沿终端设备的长度方向设置，第三侧边13与第四侧边14可分别沿终端设备的宽度方向设置，电路板10的横截面尺寸可以大致为149mm×76mm。

需要说明的是，在一些实施例中，上述电路板10还可以为终端设备的主板，也即天线单元20可以直接设置在终端设备的主板上，从而有利于简化终端设备的内部的结构设计。这时，除上述基带芯片外，电路板10上还可以设置诸如中央处理器(centralprocessingunit，CPU)、图形处理器(graphics processing unit，GPU)以及通用存储器(universal flashstorage，UFS)等多种芯片，以支撑终端设备实现相应功能，具体此处不再进行赘述。

请继续参考图1，在本申请实施例中，天线单元20具体可以为2MIMO天线，天线单元20可设置于电路板10的第一面15。天线单元20的数量可以为一个或多个，在电路板10的第一面15，天线单元20可沿电路板10的侧边设置，例如可分布于电路板10的第一侧边11、第二侧边12、第三侧边13及第四侧边14中的任意一个或多个侧边。图1中以四个天线单元20为例进行说明，这时，本实施例中天线1即为8MIMO天线。具体实施时，该四个天线单元20可以两两一组分别设置于电路板10的第一侧边11和第二侧边12。

图2为图1中所示的电路板其中一面的平面结构示意图，图3为图1中所示的电路板其中一层子板的截面结构示意图。一并参考图1至图3，本申请实施例中的天线单元20包括两个子单元，该两个子单元分别为第一子单元21和第二子单元22，具体设置时，第一子单元21和第二子单元22可对称设置，每个子单元可包括支架211、辐射体212、馈电点213和接地点214。其中，支架211的材质可以为塑料、FR-4、陶瓷等介质材料，支架211可以为立体结构，或者也可以为平面结构，本申请对此不作限制，具体可根据终端设备的内部空间进行设计。辐射体212设置在支架211上，且辐射体212与馈电点213和接地点214分别电连接。示例性地，辐射体212可以通过印刷工艺、光刻工艺或者激光直接成型技术(laser directstructuring，LDS)形成在支架211上，或者也可以采用冲压、切割等工艺成型后，再通过粘接或其它固定方式固定在支架211上。本申请对辐射体212的具体成型方式不做限制。

在一些实施例中，电路板10的第一面15可设置有地层，在天线单元20设置于电路板10的第一面15时，各个子单元的接地点214可通过与第一面15的地层直接接触而实现接地。在另外一些实施例中，如图3所示，地层16也可以设置在电路板10的第二面或者中间某层子板，这时，各个子单元的接地点214可通过过孔电连接至电路板10的第二面或者相应子板的地层16而实现接地。

基带芯片和射频处理电路可设置于电路板10的第一面15，或者也可以设置于电路板10的第二面，本申请对此不做限制。在将天线单元20与射频处理电路电连接时，每个子单元还可以包括馈电传输线(图中未示出)，馈电传输线具体可以为同轴线，馈电传输线可包括内导体及包覆于内导体外侧的外导体，其中，馈电传输线的内导体可用于馈电，外导体则用于接地，内导体与外导体之间通过绝缘介质层间隔。具体设置时，馈电传输线的外导体与地层16电连接，馈电传输线的内导体可将射频处理电路与子单元的馈电点213电连接，以在子单元与射频处理电路之间传递射频信号。需要说明的是，当基带芯片和射频处理电路设置于电路板10的第二面时，馈电点213可通过过孔电连接至电路板10的第二面，以便于通过馈电传输线与射频处理电路连接。

图4为本申请实施例提供的第一子单元的立体结构示意图，图5为图4中所示的第一子单元的平面结构示意图。一并参考图4和图5所示，在一些实施例中，支架211可以为多面体结构，例如图5中所示的六面体。这时，支架211的尺寸可大致为5mm×5mm×5mm，即支架尺寸在0.05×0.05×0.05λ～0.1×0.1×0.1λ之间。辐射体212可包括第一枝节2121和第二枝节2122，第一枝节2121的一端可分别与馈电点213和接地点214电连接，第二枝节2122的一端与第一枝节2121电连接。在将辐射体212设置在支架211上时，第一枝节2121和第二枝节2122可分别设置在支架211的一个或多个面上。例如，第一枝节2121可由支架211的平面a延伸至平面b，并由平面b延伸至平面c，在平面c上经过平面d延伸至平面e；第二枝节2122可设置在平面b，并与位于平面b上的第一枝节2121连接。其中，平面a与平面d位置相对，平面c与平面e位置相对，平面b分别与平面a、d、c、e相邻。

在本实施例中，第一枝节2121的电长度与第二枝节2122的电长度相近，例如，第一枝节2121的电长度可大致为0.3λ，第二枝节2122的电长度可大致为0.25λ，其中，λ为天线的最低工作频率所对应的波长。这时，第一枝节2121可工作于频段f

在一些实施方式中，为了便于将第一枝节2121与馈电点213和接地点214电连接，辐射体212还可以包括第三枝节2123，第三枝节2123可连接于第一枝节2121的其中一端。第三枝节2123的两端可分别与馈电点213和接地点214电连接，进而实现第一枝节2121与馈电点213和接地点214之间的电连接。

参考图6所示，图6为本申请实施例提供的天线单元的平面结构示意图，图7为图6中所示的天线单元中的两个辐射体的展平状态示意图。在图7所示的实施例中，左侧结构为第一子单元21的辐射体212，右侧结构为第二子单元22的辐射体212，由于天线单元20的两个子单元可对称设置，两者辐射体212的结构布置基本一致，此处以左侧的第一子单元21的辐射体212为例，对辐射体212的结构进行具体说明。

具体实施时，第一枝节2121可包括依次连接的第一连接部21211、第二连接部21212和第三连接部21213，第一连接部21211与第三连接部21213大致平行设置，第二连接部21212连接于第一连接部21211与第三连接部21213之间，第二连接部21212与第一连接部21211及第三连接部21213之间分别呈夹角设置，如在图7所示的实施例中，第二连接部21212可分别与第一连接部21211和第三连接部21213相垂直。

在第一枝节2121中，第一连接部21211的长度可以在1.5mm～2mm之间，宽度可以在0.2mm～1mm之间，示例性地，第一连接部21211的长度具体可以为1.5mm，1.8mm，2mm，等等，第一连接部21211的宽度具体可以为0.2mm，0.6mm，0.8mm，1mm，等等。第二连接部21212的宽度可以在0.2mm～1mm之间，0.2mm，0.5mm，0.8mm，1mm，等等。第三连接部21213的长度可以在10mm～15mm之间，示例性地，第三连接部21213的长度具体可以为10mm，12mm，13.75mm，15mm，等等。

第二枝节2122可与第一枝节2121的第二连接部21212连接。第二枝节2122可大致为矩形开口环结构，包括依次连接的第四连接部21221、第五连接部21222、第六连接部21223和第七连接部21224，第四连接部21221的首端与第一枝节2121的第二连接部21212连接，第七连接部21224的末端与第四连接部21221之间形成开口环的开口。需要说明的是，第二枝节2122的各个连接部的“首端”、“末端”可根据其顺序连接的方向确定，沿该连接方向，各个连接部的上游一端可定义为“首端”，下游一端可定义为“末端”。

在第二枝节2122中，第四连接部21221的长度可以在3mm～8mm之间，示例性地，第四连接部21221的长度具体可以为3mm，5mm，8mm，等等。第五连接部21222的长度也可以在2mm～10mm之间，示例性地，第五连接部21222的长度具体可以为3mm，5mm，8mm，等等。第六连接部21223的长度可以在2mm～5mm之间，示例性地，第六连接部21223的长度具体可以为2mm，2.5mm，3.8mm，5mm，等等。第七连接部21224的长度可以在1mm～4mm之间，第七连接部21224的宽度可以在0.2mm～1mm之间，示例性地，第七连接部21224的长度具体可以为1mm，2.35mm，2.7mm，4mm，等等，第七连接部21224的宽度具体可以为0.2mm，0.6mm，0.8mm，1mm，等等。

第三枝节2123可连接于第一枝节2121的第一连接部21211的首端。示例性地，第三枝节2123与第一连接部21211可以近似垂直设置，第三枝节2123的宽度可以在0.5mm～1.5mm，之间，示例性地，第三枝节2123的宽度具体可以为0.5mm，1mm，1.5mm，等等。

在本申请实施例中，第一子单元21的接地点214与第二子单元22的接地点214可以重合，也即，两个子单元可以共用同一接地点214，这样，第一子单元21与第二子单元22可以中和相互耦合的电流，从而能够提高两个子单元之间的隔离度，并且第一子单元21与第二子单元22在工作时可以相互加载优化带宽匹配，因此还有助于提高天线的辐射效率。具体实施时，第一子单元21与第二子单元22可以通过各自辐射体的第三枝节2123实现接地点214共用的设计。这时，第一子单元21的第三枝节2123与第二子单元22的第三枝节2123可以连接为一体结构，该共用的接地点214可位于两个第三枝节2123所形成一体结构的中点位置，也即位于两个子单元的对称轴上。并且，由于每个天线单元20内只需设置一个接地点214，因此在保证两个子单元之间的隔离度的前提下，还可以简化天线单元20的整体结构，从而有利于减小天线的整体尺寸。

另外需要说明的是，当第一子单元21与第二子单元22共用接地点时，两个子单元的中心间距可以设计为小于或等于0.1λ，这样可以在保证第一子单元21与第二子单元22的隔离度的前提下，减小天线单元20的体积，进而有利于减小天线的整体尺寸。

可以理解的，在其它一些实施方式中，当支架为平面结构时，只需将图7中所示的平面结构的辐射体直接形成或固定于支架上即可，此时，支架具体可以为矩形板、圆形板或者其它规则或不规则的形状的支撑板，具体此处不再赘述。

一并参考图8a和图8b所示，图8a为本申请实施例提供的天线单元工作频率在3.35GHz时的电流分布情况示意图，图8b为本申请实施例提供的天线单元工作频率在3.45GHz时的电流分布情况示意图。与传统的MIMO天线比较，本实施例中通过使天线单元的两个子单元共用接地点的设计，两个子单元在工作时可以相互加载，从而实现共用辐射单元。由图8a和图8b可以看出，当第一子单元的工作频率为3.35GHz时，第二子单元的第一枝节(即低频枝节)被第一子单元的第一枝节加载，从而能够拓宽天线的带宽；当第一子单元的工作频率为3.45GHz时，第一子单元的第二枝节也不会影响到第二子单元的第二枝节。

在本申请实施例中，天线单元的两个子单元之间可以通过共用接地点来提高隔离度，而对于临近设置的天线单元，也可以采用相应的结构设计来保证该两个天线单元之间的隔离度。具体实施时，一并参考图2、图3和图9所示，其中图9为图3中A处的局部放大图，在该实施例中，相邻设置的两个天线单元20在地层16上的投影之间可设置有槽形结构17，通过设置该槽形结构17，可以改变地板16上的电流路径和电流分布，降低相邻的天线单元20在对应频段内的耦合，从而提高天线单元20间的隔离度。示例性地，相邻的两个天线单元20之间的最小间距可小于或等于0.02λ，配合在天线单元20之间的槽形结构17的设计，可以在保证天线单元20之间的隔离度的前提下，减小天线的整体尺寸。以图2所示的实施例为例，在电路板10的第一侧边，两个天线单元20之间的最小间距可以理解为，上侧天线单元20朝向下侧天线单元20的一侧边缘与下侧天线单元20朝向上侧天线单元20的一侧边缘之间的距离。

示例性地，上述槽形结构17具体可以为T形槽，这时，槽形结构17可包括交叉设置的第一条形槽171和第二条形槽172。以沿电路板10的第一侧边11设置的两个天线单元20为例，槽形结构17的第一条形槽171可设置于该两个天线单元20在地层16上的投影之间，且第一条形槽171可延伸至电路板10的第一侧边11的边缘，将下侧天线单元20的第二子单元22与上侧天线单元20的第一子单元21的馈电点213进行隔离，第二条形槽172的两端可分别向上下两侧的天线单元20在地层16上的投影延伸。

其中，第一条形槽171的电长度可在5mm～10mm之间，即第一条形槽171的电长度可大致为0.1λ。示例性地，第一条形槽171的电长度具体可以为5mm，8mm，10mm，等等。第二条形槽172的电长度可在10mm～15mm之间，即第二条形槽172的电长度可大致为0.15λ。示例性地，第二条形槽172的电长度具体可以为10mm，13mm，15mm，等等。

图10a为电路板的地板上未设置槽形结构时电流分布情况示意图，图10b为电路板上设置槽形结构后电流分布情况示意图。由10a和图10b可以看出，相比未设置槽形结构的情况，设置槽形结构后地板上的电流路径和分布均发生了变化，使得相邻天线单元之间的耦合减小，隔离度提高。

图11为本申请实施例提供的天线的S参数曲线图。在图11中，同样以沿电路板的第一侧边设置的两个天线单元为例进行说明，S12表示下侧的天线单元的第一子单元与第二子单元之间的隔离度，S34表示上侧的天线单元的第一子单元与第二子单元之间的隔离度，S23表示下侧的天线单元的第二子单元与上侧的天线单元的第一子单元之间的隔离度。可以看出，通过共用接地点，各个天线单元的两个子单元之间的隔离度S12和S23均小于15dB，两个子单元之间互不干扰，具有较高的隔离度。而通过在相邻的两个天线单元之间设置槽形结构，两个天线单元之间的隔离度S34也可以降低到10dB以下，满足MIMO天线的隔离度要求。

参考图12所示，图12为本申请实施例提供的天线的一种系统架构示意图。在本实施例中，天线1还可以包括移相电路30和选择开关40，其中，选择开关40的数量可以为2n个，n为天线单元的数量，也就是说，选择开关40与子单元的数量相同，两者之间可一一对应设置。移相电路30可包括一个输入端和2n个输出端，移相电路30的输入端与基带芯片50连接。每个选择开关40可包括一个不动端41和两个动端，将该两个动端分别记为第一动端42和第二动端43，具体设置时，选择开关40的不动端41可与对应的子单元连接，选择开关40的第一动端42可与移相电路30的其中一个输出端连接，第二动端43可与基带芯片50连接。

在各个选择开关40的不动端41与第一动端42连接的情况下，天线1工作于智能天线模式，当终端设备发射信号时，基带芯片50输出的信号通过可调幅度移相电路30分成n路分别传输到各个子单元，由各个子单元转换成电磁波发送出去，当天线接收信号时，移相电路30将各个子单元接收的信号合成一路后传输至基带芯片50。在各个选择开关40的不动端41与第二动端43连接的情况下，天线1工作于MIMO天线模式，当天线发射信号时，基带芯片50可形成2n个子信息流，并分别传送到各个子单元经信道并行发送，当终端设备接收信号时，各个子单元可将接收的信号传输至基带芯片50，由基带芯片处理并合流为串行数据流。

也就是说，通过选择则开关40的切换作用，可以使天线1具有智能天线和MIMO天线两种工作模式，从而实现天线的复用。在本实施例中，当天线1发射信号时，可通过选择开关40将天线1的工作模式切换至智能天线，在设计时可根据最大功率输出法获得每个子单元端口的权值，权值可通过移相电路30调节实现，以获得较高的天线增益，提高链路预算，扩大上行接入范围。当天线1接收信号时，可通过选择开关40将天线1的工作模式切换至MIMO天线，各个子单元接收到的信号通过解调和基带MIMO多流处理算法，达到提高天线1频谱效率的目的。

需要说明的是，在将移相电路30的输出端与选择开关40的第一动端42连接时，移相电路30的输出端与选择开关40的第一动端42的连接链路上可设置有前述射频处理电路60。同理，在将基带芯片50与选择开关40的第二动端43连接时，基带芯片50与选择开关40的第二动端43之间也可设置有前述射频处理电路60。具体实施时，射频处理电路60可包括放大器、滤波器等器件，以对发送或接收的信号进行放大、滤波等处理。

参考图13所示，图13为本申请实施例提供的另一种系统架构示意图。在本实施例中，天线1同样可具有智能天线与MIMO天线两种工作模式，与前述实施例不同的是，本实施例中天线1可通过数字波束赋形方案实现对两种工作模式的切换，即通过基带芯片50实现，这时，天线1中无需再设置上述可调幅度移相电路与选择开关，基带芯片50直接经过射频处理电路60与各个子单元连接。

参考图14所示，图14为本申请实施例提供的天线实现智能天线模式的方案图。当天线工作于智能天线模式时，为了获得指定方向上的最大增益和效率，需要对天线阵列的激励进行优化。本申请实施例具体可通过最大功率传输效率法获得阵列最优激励。在图14所示的实施例中，通过在天线的近场或远场处外加虚拟天线，形成由一个N端口的发射天线和一个测试接收天线构成的功率传输系统，该功率传输系统可以看作为一个N+1端口网络，其可以用散射矩阵表示。定义测试接收天线负载接收到的功率与发射天线总输入功率的比值为功率传输系统的传输效率T

其中，[a

假设天线是完全匹配的，则有[a

[A][a

其中，

图15a至图15d为本申请实施例提供的天线仿真和实测辐射方向图的对比图。定义终端设备的长、宽、高分别为x、y、z方向，图15a为天线在3.45GHz时偏转到z轴xz面的辐射方向图，图15b为天线在3.45GHz时偏转到z轴yz面的辐射方向图，图15c为天线在3.45GHz时偏转到x轴xz面的辐射方向图，图15d为天线在3.45GHz时偏转到x轴xy面的方向图。可以看出，通过上述最大功率传输效率法，本申请实施例所提供的复用天线增益可达到6.1dB，可有效解决传统方案无法进行阵列综合的问题。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。