应用于5G通信的双频MIMO天线系统及移动终端技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于5G通信的MIMO天线系统及移动终端，天线系统天线单元，天线单元包括辐射单元和馈电单元，辐射单元包括第一水平分支、第二水平分支、末端分支和第一竖直分支，第一水平分支一端与第一竖直分支的一端固定连接，第二水平分支的一端与第一竖直分支的中部固定连接，第一水平分支的长度值大于第二水平分支的长度值，末端分支的一端与第一水平分支远离第一竖直分支的一端固定连接；馈电单元包括第三水平分支和第二竖直分支，第三水平分支靠近第二水平分支设置。天线系统可以很好地覆盖3.3～3.6GHz和4.8～5GHz两个频段，天线单元之间的隔离度好，且结构紧凑，占用空间小。

Dual-band MIMO Antenna System and Mobile Terminal for 5G Communication

The invention discloses a MIMO antenna system and a mobile terminal for 5G communication. The antenna unit of the antenna system includes a radiation unit and a feeding unit. The radiation unit includes a first horizontal branch, a second horizontal branch, an end branch and a first vertical branch. One end of the first horizontal branch is fixed with one end of the first vertical branch, and the other end of the second horizontal branch is fixed with the other end of the first vertical branch. The length of the first horizontal branch is larger than that of the second horizontal branch, and the end of the end branch is fixed with the end of the first horizontal branch far from the first vertical branch. The feeding unit includes the third horizontal branch and the second vertical branch, and the third horizontal branch is close to the second horizontal branch. The antenna system can cover 3.3-3.6 GHz and 4.8-5 GHz bands well. The isolation between antenna elements is good, and the structure is compact and the space occupied is small.

【技术实现步骤摘要】
应用于5G通信的双频MIMO天线系统及移动终端
本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种应用于5G通信的双频MIMO天线系统及移动终端。
技术介绍
随着无线通信技术的快速发展，第五代(5G)无线通信系统将在2020年商业化使用。5G无线通信系统将使用下面两个不同的主要频段：6GHz以下和6GHz以上的毫米波频段。由于6GHz以下具有可操作性强和技术成熟的优点，所以6GHz以下的5G天线系统将被优先使用。在第四代移动通信(4G)系统中，2×2的多输入多输出(MIMO)天线已经被广泛研究并使用在手持移动设备中。目前各国的研究结果表明，5G通信技术与目前的4G通信技术相比，其峰值速率将增长数十倍，所以，为了达到5G传输速率的要求，具有更多天线个数的MIMO天线系统，比如8×8的MIMO天线系统将被应用到手持设备，以实现更大的信道容量和更好的通信质量。此外，具有多天线单元的MIMO天线系统可以很好地解决多径衰落问题并提升数据吞吐量。2017年11月9日，国家工信部公布5G频段，规划3.3～3.6GHz和4.8～5GHz频段作为5G天线系统的工作频段，其中，3.3～3.4GHz频段原则上限室内使用。由于手持设备比如手机的空间有限，更多的天线将会带来天线间隔离度的恶化，在MIMO天线系统中，天线间的隔离度以及包络相关系数(ECC)将会对通信系统(比如系统信道容量)产生至关重要的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种应用于5G通信的MIMO天线系统及移动终端，其隔离度好。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种应用于5G通信的MIMO天线系统，包括至少四个的天线单元，所述天线单元包括辐射单元和L形的馈电单元，所述辐射单元包括第一水平分支、第二水平分支、末端分支和第一竖直分支，所述第一水平分支一端与所述第一竖直分支的一端固定连接，所述第二水平分支的一端与所述第一竖直分支的中部固定连接，所述第一水平分支的长度值大于所述第二水平分支的长度值，所述末端分支的一端与所述第一水平分支远离第一竖直分支的一端固定连接，所述第一竖直分支远离第一水平分支的一端设有接地点；所述馈电单元包括第三水平分支和第二竖直分支，所述第三水平分支靠近所述第二水平分支设置，所述第二竖直分支远离第三水平分支的一端设有馈电点。进一步的，所述天线单元还包括天线支架，所述辐射单元和馈电单元分别设置于所述天线支架上。进一步的，所述辐射单元和馈电单元分别位于所述天线支架相对的两侧面上，所述第二水平分支与所述第三水平分支在所述天线支架的厚度方向上设有重叠区域。进一步的，所述末端分支相对于所述第一水平分支垂直设置。进一步的，所述第一竖直分支包括弯折部和竖直部，所述弯折部与竖直部固定连接，且弯折部与竖直部呈夹角设置，所述第一水平分支与所述弯折部固定连接，所述第二水平分支与所述竖直部固定连接。进一步的，所述夹角的大小为90°。进一步的，所述天线单元的工作频率范围分别为3.3～3.6GHz和4.8～5GHz。本专利技术采用的另一技术方案为：一种移动终端，包括所述的应用于5G通信的双频MIMO天线系统。进一步的，还包括PCB板，所述PCB板的形状为矩形，所述天线单元设置于所述PCB板的长边上。进一步的，所述天线单元的数目为八个。本专利技术的有益效果在于：通过调整第一水平分支、第二水平分支和末端分支的长度，第一水平分支与第二水平分支间的距离，以及馈电单元的分支长度等，可以很好地覆盖3.3～3.6GHz及4.8～5GHz两个频段，通过调整天线单元的位置和方向可以使得天线单元间的隔离度好，且天线单元的结构紧凑，占用空间小。本专利技术的天线系统适用于手机等移动终端，便于制作，成本低。附图说明图1为本专利技术实施例一的移动终端的结构示意图；图2为本专利技术实施例一的双频MIMO天线系统的侧视图；图3为图1中A处的放大结构示意图；图4为图2中B处的放大结构示意图；图5为本专利技术实施例一的天线单元的另一整体结构示意图；图6为图1中的双频MIMO天线系统的S参数图；图7为本专利技术实施例一的双频MIMO天线系统的总效率图；图8为本专利技术实施例一的双频MIMO天线系统的包络相关系数结果；图9为本专利技术实施例一的双频MIMO天线系统的信道容量结果；图10为本专利技术实施例一的天线单元工作在3.5GHz时的电流分布图；图11为本专利技术实施例一的天线单元工作在4.9GHz时的电流分布图；图12为本专利技术实施例一的双频MIMO天线系统另一侧视图；图13为本专利技术实施例一的双频MIMO天线系统另一侧视图；图14为本专利技术实施例一的不同双频MIMO天线系统的隔离度测试结果。标号说明：1、PCB板；2、天线单元；21、第一水平分支；22、第二水平分支；23、末端分支；24、第一竖直分支；25、第三水平分支；26、第二竖直分支；27、天线支架；241、弯折部；242、竖直部。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：天线单元包括一个类似F形的辐射单元和L形的馈电单元，可以很好地覆盖3.3～3.6GHz和4.8～5GHz两个频段，且天线单元之间的隔离度好。请参照图1至图5，一种应用于5G通信的MIMO天线系统，包括至少四个的天线单元2，所述天线单元2包括辐射单元和L形的馈电单元，所述辐射单元包括第一水平分支21、第二水平分支22、末端分支23和第一竖直分支24，所述第一水平分支21一端与所述第一竖直分支24的一端固定连接，所述第二水平分支22的一端与所述第一竖直分支24的中部固定连接，所述第一水平分支21的长度值大于所述第二水平分支22的长度值，所述末端分支23的一端与所述第一水平分支21远离第一竖直分支24的一端固定连接，所述第一竖直分支24远离第一水平分支21的一端设有接地点；所述馈电单元包括第三水平分支25和第二竖直分支26，所述第三水平分支25靠近所述第二水平分支22设置，所述第二竖直分支26远离第三水平分支25的一端设有馈电点。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：通过调整第一水平分支、第二水平分支和末端分支的长度，第一水平分支与第二水平分支间的距离，以及馈电单元的分支长度等，可以很好地覆盖3.3～3.6GHz及4.8～5GHz两个频段，通过调整天线单元的位置和方向可以使得天线单元间的隔离度好，且天线单元的结构紧凑，占用空间小。进一步的，所述天线单元2还包括天线支架27，所述辐射单元和馈电单元分别设置于所述天线支架27上。由上述描述可知，天线支架的材质可以根据需要进行选择，可以是FR-4材料，也可以是可镭雕化镀的塑胶支架或LCP材料。进一步的，所述辐射单元和馈电单元分别位于所述天线支架27相对的两侧面上，所述第二水平分支22与所述第三水平分支25在所述天线支架27的厚度方向上设有重叠区域。由上述描述可知，重叠区域的大小可以根据需要进行调整，设置重叠区域便于进行耦合馈电。进一步的，所述末端分支23相对于所述第一水平分支21垂直设置。进一步的，所述第一竖直分支24包括弯折部241和竖直部242，所述弯折部241与竖直部242固定连接，且弯折部241与竖直部242呈夹角设置，所述第一水平分支21与所述弯折部241固定连接，所述第二水平分支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于5G通信的MIMO天线系统，包括至少四个的天线单元，其特征在于，所述天线单元包括辐射单元和L形的馈电单元，所述辐射单元包括第一水平分支、第二水平分支、末端分支和第一竖直分支，所述第一水平分支一端与所述第一竖直分支的一端固定连接，所述第二水平分支的一端与所述第一竖直分支的中部固定连接，所述第一水平分支的长度值大于所述第二水平分支的长度值，所述末端分支的一端与所述第一水平分支远离第一竖直分支的一端固定连接，所述第一竖直分支远离第一水平分支的一端设有接地点；所述馈电单元包括第三水平分支和第二竖直分支，所述第三水平分支靠近所述第二水平分支设置，所述第二竖直分支远离第三水平分支的一端设有馈电点。

【技术特征摘要】
1.一种应用于5G通信的MIMO天线系统，包括至少四个的天线单元，其特征在于，所述天线单元包括辐射单元和L形的馈电单元，所述辐射单元包括第一水平分支、第二水平分支、末端分支和第一竖直分支，所述第一水平分支一端与所述第一竖直分支的一端固定连接，所述第二水平分支的一端与所述第一竖直分支的中部固定连接，所述第一水平分支的长度值大于所述第二水平分支的长度值，所述末端分支的一端与所述第一水平分支远离第一竖直分支的一端固定连接，所述第一竖直分支远离第一水平分支的一端设有接地点；所述馈电单元包括第三水平分支和第二竖直分支，所述第三水平分支靠近所述第二水平分支设置，所述第二竖直分支远离第三水平分支的一端设有馈电点。2.根据权利要求1所述的应用于5G通信的MIMO天线系统，其特征在于，所述天线单元还包括天线支架，所述辐射单元和馈电单元分别设置于所述天线支架上。3.根据权利要求2所述的应用于5G通信的MIMO天线系统，其特征在于，所述辐射单元和馈电单元分别位于所述天线支架相对的两侧面上，所述第二水平分支与所述第三水平分支在所述天线支...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵安平，任周游，
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