基于金属机身的毫米波阵列天线系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于金属机身的毫米波阵列天线系统，包括金属机身和阵列天线，所述阵列天线设在所述金属机身上；所述阵列天线包括两个以上缝隙天线，所述缝隙天线嵌设在所述金属机身内，所述缝隙天线通过在金属壳体内测布置的微带线进行耦合馈电。本发明专利技术提供的基于金属机身的毫米波阵列天线系统，适用于金属机身的移动终端，并且构成天线阵列的缝隙天线的尺寸较小，不会影响移动终端的整体性。

【技术实现步骤摘要】
基于金属机身的毫米波阵列天线系统
本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种基于金属机身的毫米波阵列天线系统。
技术介绍
目前，全球对于第五代(5G)无线通信技术的研发正在逐渐升温，世界各国和各主流标准化组织都已经看到了5G技术发展的迫切性，并且制定了相应的研发推进计划，成为移动通信领域的研究热点。比如，2013年初欧盟在第7框架计划启动了面向5G研发的METIS项目；2016年7月15日，美国联邦通信委员会(FCC)定义了如下用于5G的毫米波频段：28GHz(27.5-28.35GHz)，37GHz(37-38.6GHz)和39GHz(38.6-40GHz)。目前，国际上许多著名移动终端设备厂商已经计划将实现5G功能作为其新一代移动终端产品的标准配置，并预期在2020年实现5G的商品化。为了实现上述目的，设计出适合于手机终端的行之有效的毫米波天线阵列是必不可少的重要环节。此外，为了增强手持设备的质感和强度，金属机身已经被广泛地应用在手持设备中。虽然适用于金属机身的2G、3G和4G天线设计已经成熟，但是由于5G毫米波天线阵列的特殊性，如何设计出适合于金属机身的5G毫米波天线阵列将是我们所要面临并急需解决的首要问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种用于第五代无线通信，适用于金属机身的毫米波阵列天线系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于金属机身的毫米波阵列天线系统，包括金属机身和阵列天线，所述阵列天线设在所述金属机身上；所述阵列天线包括两个以上缝隙天线，所述缝隙天线嵌设在所述金属机身内。本专利技术的有益效果在于：在金属机身上开设缝隙作为天线的辐射单元，通过多个辐射单元形成适用于毫米波的天线阵列，克服了金属机身对无线信号的屏蔽作用；由于开设的缝隙天线较小，所以并不会影响金属机身的整体性，也可以在缝隙天线中填充低损耗材料来保持其美观性和完整性。附图说明图1为本专利技术实施例一的T形缝隙天线阵列的结构示意图；图2为本专利技术实施例一的T形缝隙天线的开路形式馈电示意图；图3为图2所示的T形缝隙天线的开路形式馈电侧视图；图4为本专利技术实施例一的T形缝隙天线的短路形式馈电示意图；图5为图3所示的T形缝隙天线的短路形式馈点侧视图；图6为本专利技术实施例一的T形缝隙天线阵列的S参数图；图7a为图1所示的T形天线阵列在工作频率为28GHz、扫描角度(theta)为0度条件下天线阵列的3维远场辐射图；图7b为图1所示的T形天线阵列在工作频率为28GHz、扫描角度(theta)为20度条件下天线阵列的3维远场辐射图；图7c为图1所示的T形天线阵列在工作频率为28GHz、扫描角度(theta)为40度条件下天线阵列的3维远场辐射图；图8为图1所示的T形天线阵列XZ平面内不同扫描角度(theta)情况下的天线增益特性曲线；图9为本专利技术实施例二的T形缝隙天线阵列在手机终端上应用时的结构示意图；图10a为图9所示的T形缝隙天线阵列在工作频率为28GHz、扫描角度(theta)为0度条件下天线阵列的3维远场辐射图；图10b为图9所示的T形缝隙天线阵列在工作频率为28GHz、扫描角度(theta)为20度条件下天线阵列的3维远场辐射图；图10c为图9所示的T形缝隙天线阵列在工作频率为28GHz、扫描角度(theta)为40度条件下天线阵列的3维远场辐射图；图11为图9所示天线阵列在XZ平面内不同扫描角度(theta)情况下的天线增益特性；图12为本专利技术实施例二的长方形缝隙天线阵列在手机终端上应用的示意图；图13a为图12所示的长方形缝隙天线阵列在工作频率为28GHz、扫描角度(theta)为0度条件下天线阵列的3维远场辐射图；图13b为图12所示的长方形缝隙天线阵列在工作频率为28GHz、扫描角度为(theta)20度条件下天线阵列的3维远场辐射图；图13c为图12所示的长方形缝隙天线阵列在工作频率为28GHz、扫描角度为(theta)40度条件下天线阵列的3维远场辐射图；图14为图12所示的长方形缝隙天线阵列在XZ平面内不同扫描角度(theta)情况下的天线增益特性；图15为本专利技术如图1，图9和图12所示的天线阵列在YZ平面内的远场特性增益分布比较图；图16为本专利技术实施例二的T形缝隙天线阵列全部设在后壳体上的结构示意图；图17为本专利技术实施例二的T形缝隙天线阵列全部设在侧壳体上的结构示意图；图18为本专利技术如图1、图16和图17所示的天线阵列在YZ平面内的远场特性增益分布比较图。标号说明：1、天线阵列；2、缝隙天线；3、第一缝隙分支；4、第二缝隙分支；5、微带线；6、金属后壳；7、电介质层；8、导电柱；9、移动终端；10、金属机身；11、后壳体；12、侧壳体。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于:在金属机身上开设缝隙作为天线的辐射单元，通过多个辐射单元形成适用于毫米波的天线阵列，克服了金属机身对无线信号的屏蔽作用。请参照图1，一种基于金属机身的毫米波阵列天线系统，包括金属机身和阵列天线，所述阵列天线设在所述金属机身上；所述阵列天线包括两个以上缝隙天线，所述缝隙天线嵌设在所述金属机身内。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：在金属机身上开设缝隙作为天线的辐射单元，通过多个辐射单元形成适用于毫米波的天线阵列，克服了金属机身对无线信号的屏蔽作用；由于开设的缝隙天线较小，所以并不会影响金属机身的整体性，也可以在缝隙天线中填充低损耗材料来保持其美观性和完整性。进一步的，所述金属机身上设有一电介质层，所述缝隙天线通过所述电介质层连接一微带线进行馈电。由上述描述可知，当采用传统的微带线对缝隙天线进行馈电时需要通过一电介质层，馈电的方式可以是开路的方式耦合，也可以是短路的方式耦合。进一步的，靠近所述缝隙天线一端的金属机身上设有一导电柱，所述微带线的末端通过所述导电柱进行接地。由上述描述可知，微带线对缝隙天线进行馈点时可以通过一导电柱采用短路形式的耦合方式进行。进一步的，所述金属机身包括后壳体，所述天线阵列设于所述后壳体上。进一步的，所述金属机身包括侧壳体，所述天线阵列设于所述侧壳体上。进一步的，所述金属机身包括后壳体和侧壳体，所述缝隙天线的部分设于所述侧壳体上，所述缝隙天线未设于所述侧壳体上的部分设于所述后壳体上。由上述描述可知，可根据需要将缝隙天线阵列设置在侧壳体或后壳体上；或者是部分位于侧壳体部分位于后壳体，使得缝隙天线能在远场产生较均匀的辐射分布。进一步的，所述缝隙天线包括长条形的第一缝隙分支和第二缝隙分支；所述第二缝隙分支的一端与第一缝隙分支的中间区域连接，另一端远离第一缝隙分支。由上述描述可知，缝隙天线包括长条形的第一缝隙分支和第二缝隙分支，可使其产生的环绕缝隙分支周围分布的电流具有较好的均匀性。进一步的，所述第二缝隙分支的一端与第一缝隙分支的中点连接。进一步的，所述第一缝隙分支和第二缝隙分支均为矩形分支，所述第一缝隙分支的长度为所述缝隙天线工作频率所对应波长的1/2；所述第二缝隙分支的长度为所述缝隙天线工作频率所对应波长的1/4。由上述描述可知，矩形长条的结构特征能够进一步的保证由其产生的环绕缝隙分支周围分布的电流具有最佳的均匀分布效果；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于金属机身的毫米波阵列天线系统，其特征在于，包括金属机身和阵列天线，所述阵列天线设在所述金属机身上；所述阵列天线包括两个以上缝隙天线，所述缝隙天线嵌设在所述金属机身内。

【技术特征摘要】
1.一种基于金属机身的毫米波阵列天线系统，其特征在于，包括金属机身和阵列天线，所述阵列天线设在所述金属机身上；所述阵列天线包括两个以上缝隙天线，所述缝隙天线嵌设在所述金属机身内。2.根据权利要求1所述的基于金属机身的毫米波阵列天线系统，其特征在于，所述金属机身上设有一电介质层，所述缝隙天线通过所述电介质层连接一微带线进行馈电。3.根据权利要求2所述的基于金属机身的毫米波阵列天线系统，其特征在于，靠近所述缝隙天线一端的金属机身上设有一导电柱，所述微带线的末端通过所述导电柱进行接地。4.根据权利要求3所述的基于金属机身的毫米波阵列天线系统，其特征在于，所述金属机身包括后壳体，所述天线阵列设于所述后壳体上。5.根据权利要求3所述的基于金属机身的毫米波阵列天线系统，其特征在于，所述金属机身包括侧壳体，所述天线阵列设于所述侧壳体上。6.根据权利要求3所述的基于金属机身的毫米波阵列天线系统，其特征在于，所述金属机身包括后壳体和侧壳体，所述缝隙天线的部...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵安平，艾付强，
申请(专利权)人：深圳市信维通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44