本实用新型专利技术涉及用于5G手机终端的双频MIMO天线结构，包括边框及设在边框内的主板；所述边框沿圆周方向设有通槽，所述主板包括电路区和净空区，电路区单面覆有铜层，电路区在覆铜一面设有四组天线单元，天线单元包括耦合馈电天线和直接馈电天线；耦合馈电天线一端与电路区相连，另一端穿过通槽设置在边框外表面，边框外表面设有与耦合馈电天线相配的耦合线，耦合线连有第一接地线；直接馈电天线一端与电路区相连，另一端依次设有第二接地线、低频枝节及高频枝节，高频枝节、低频枝节及第二接地线分布于边框外表面。上述设计方案整体上实现了多天线的紧凑型布局，达到了隔离度良好的技术效果，为5G手机终端双频MIMO天线的设计提供了可行方案。
A Dual-band MIMO Antenna Architecture for 5G Mobile Terminal
【技术实现步骤摘要】
一种用于5G手机终端的双频MIMO天线结构
本技术涉及5G手机终端天线
，特别涉及尤其涉及一种5G手机终端紧凑型双频MIMO（Multiple-inputMultiple-output，多输入多输出）天线结构。
技术介绍
随着第五代移动通信技术(5G)的日益推进，5G低频（Sub-6GHz）频段的发展逐渐受到重视，2018年开始，5G低频（Sub-6GHz）频段在中国被正式确定下来。鉴于技术和基础设施的不完善，手机现阶段还不会采用毫米波频段，这也意味着，基于Sub-6GHz频段的5G手机终端将会作为5G终端设备的最初体验。对于5G低频段的手机终端天线设计而言，本质上与现在的4G天线设计没有太大区别，只是天线数量会相应增加，天线之间的干扰加重。因此，如何在有限的空间内设计出结构紧凑且又互不干扰的天线是5G低频段手机终端的天线设计重点。针对5G手机终端MIMO天线的设计，需要关注的是多天线的紧凑型布局以及如何提高天线间的隔离度。为此，近年来很多专家学者提出了多种解决方案。文章“Dual-band8-elementMIMOantennawithshortneutrallinefor5Gmobilehandset”中公开了一款应用于5G手机终端的双频8单元MIMO天线，天线由8个折叠的单极子组成，每两个放置在手机终端直角边框的两侧，两个天线单元之间通过中和线连接，以达到降低天线间耦合的目的。该天线设计方案虽很好的解决了双频工作和隔离度问题，但由于天线布局位置的不合理，在实际的工程上较难实现。文章“TwoAsymmetricallyMirroredGap-CoupledLoopAntennasasaCompactBuildingBlockforEight-AntennaMIMOArrayintheFutureSmartphone”和文章“Compact5GMIMOMobilePhoneAntennaswithTightly-arrangedOrthogonalModePairs”也分别针对5G手机终端MIMO天线设计提出了相应的解决方案，两个技术方案都是将天线放置于手机长边框的上半部分，结构紧凑，隔离度和辐射性能良好，不需要采用任何解耦结构，不同之处在于解耦方式的不同，然而两个技术方案的天线结构都只能在Sub-6GHz单频段进行工作。因此，以上5G手机终端天线的设计方案都存在一定的设计问题。鉴于此，本技术提出了一种用于5G手机终端的紧凑型双频8×8MIMO天线结构，不仅保证了天线双频工作，最重要的是，通过设计不同的天线结构单元，在天线和地板上激励起正交模式的电流从而减小空间耦合和地板耦合，有效解决了天线布局过于紧凑造成隔离度差的问题。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题，提供了一种用于5G手机终端的双频MIMO天线结构，该天线结构通过选择合适的天线形式，使得天线结构上和地板上的电流呈现正交分布特性，减小了天线相互之间的空间耦合和地板上的电流耦合，一定程度提搞了隔离度，达到了天线结构紧凑分布且隔离度良好的技术效果。最重要的是，每一天线单元采用了耦合馈电天线和直接馈电天线的组合，进而产生了不同的谐振频率和路径，实现了天线的双频工作，为5G手机终端双频MIMO天线的设计提供了一个可行的方案。一种用于5G手机终端的双频MIMO天线结构，包括边框及设在边框内的主板；所述边框沿主板四周方向设有通槽，所述主板包括电路区和净空区，电路区单面覆有铜层，电路区在覆铜一面设有多组天线单元，各天线单元包括耦合馈电天线和直接馈电天线；耦合馈电天线一端与电路区相连，另一端穿过通槽设置在边框外表面，边框外表面设有与耦合馈电天线相配的耦合线，耦合线连有第一接地线；所述直接馈电天线一端通过第二馈电端口与电路区相连，另一端依次设有第二接地线、低频枝节及高频枝节，高频枝节、低频枝节及第二接地线分布于边框外表面。进一步的，电路区在铜层一侧设有四组天线单元，四组天线单元沿边框的长边方向对称分布，相邻天线单元之间的距离不低于18mm。进一步的，四组天线单元分布在边框的上半部分，所述天线单元与边框短边之间的距离不低于12mm。进一步的，所述耦合馈电天线包括第一馈电端口及第一耦合馈线，第一耦合馈线设在边框外表面，第一耦合馈线为L型，第一耦合馈线一端通过第一馈电端口与电路区相连，另一端配设有耦合线；第一耦合馈线和耦合线均与通槽平行设置，第一耦合馈线和耦合线之间的距离为耦合缝隙，所述耦合线与第一接地线垂直连接。进一步的，所述第一耦合馈线与耦合线之间的耦合缝隙为0.2-0.6mm，优选0.4mm。进一步的，所述第一接地线与第一耦合馈线之间的距离为1.5-1.7mm。进一步的，所述第二接地线、低频枝节及高频枝节设置在与耦合馈电天线相对应一侧，且第二接地线、低频枝节及高频枝节相互平行。进一步的，所述用于5G手机终端的双频MIMO天线结构的工作频段为3400-3600MHz和4800-5000MHz。进一步的，所述电路主板为FR-4介质基板，所述FR-4介质基板的相对介电常数为4.3-4.5，损耗角正切为0.015-0.025，厚度为0.7-0.9mm。进一步的，所述铜层边缘与边框内表面之间的距离为0.8-1.2mm，所述边框厚度为0.8-1.2mm。本技术所起到的有益技术效果如下：与现有技术相比较，本技术公开了一种用于5G手机终端的双频MIMO天线结构，该天线结构在主板上设有四组天线单元，每一组天线单元均采用了耦合馈电天线和直接馈电天线的组合，耦合馈电天线和直接馈电天线在工作过程产生不同的谐振频率和路径，进而实现了天线的双频工作。最重要的是，本技术公开的双频MIMO天线结构通过选择合适的天线形式以及合理的天线布局，使得天线结构上和地板上的电流呈现出正交分布的特性，很大程度减小了天线相互之间的空间耦合和地板上的电流耦合，使各天线在其工作频段内具备有良好的阻抗匹配特性、较高的隔离特性及辐射特性。该设计方案整体上实现了多天线的紧凑型布局，达到了天线结构紧凑分布且隔离度良好的技术效果，为5G手机终端双频MIMO天线的设计提供了一个可行的方案。附图说明图1为实施例1手机终端的双频MIMO天线分布示意图。图2为实施例1天线单元的结构示意图。图3为实施例1两组天线单元的仿真反射系数随频率变化曲线图。图4为实施例1两组天线单元的实测反射系数随频率变化曲线图。图5为实施例1相邻天线之间仿真隔离度随频率变化曲线图。图6为实施例1相邻天线之间实测隔离度随频率变化曲线图。图7为在3.5GHz频率下耦合馈电天线和直接馈电天线表面的电流分布。图8为在4.9GHz频率下耦合馈电天线和直接馈电天线表面的电流分布。图9为在3.5GHz频率下地表面的电流分布。图10为在4.9GHz频率下地表面的电流分布。图11为两组天线单元仿真总效率随频率变化曲线。图12为两组天线单元实测总效率随频率变化曲线。图13为实施例2天线单元的结构分布示意图。图14为实施例3天线单元的结构分布示意图。附图标记：1-边框，2-主板，3-天线单元，31-第一馈电端口，32-第一耦合馈线，33-第一接地线，34-耦合线，35-直接馈电天线，36-高频枝节，37-低频枝节，38-第二接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于5G手机终端的双频MIMO天线结构，其特征在于，包括边框（1）及设在边框（1）内的主板（2）；所述边框（1）沿主板（2）四周方向设有通槽（5），所述主板（2）包括电路区和净空区，电路区单面覆有铜层（4），电路区在铜层（4）一面设有多组天线单元（3），各天线单元（3）包括耦合馈电天线和直接馈电天线（35）；耦合馈电天线一端与电路区相连，另一端穿过通槽（5）设置在边框（1）外表面，边框（1）外表面设有与耦合馈电天线相配的耦合线（34），耦合线（34）连有第一接地线（33）；所述直接馈电天线（35）一端通过第二馈电端口（39）与电路区相连，另一端依次设有第二接地线（38）、低频枝节（37）及高频枝节（36），高频枝节（36）、低频枝节（37）及第二接地线（38）分布于边框（1）外表面。
【技术特征摘要】
1.一种用于5G手机终端的双频MIMO天线结构，其特征在于，包括边框（1）及设在边框（1）内的主板（2）；所述边框（1）沿主板（2）四周方向设有通槽（5），所述主板（2）包括电路区和净空区，电路区单面覆有铜层（4），电路区在铜层（4）一面设有多组天线单元（3），各天线单元（3）包括耦合馈电天线和直接馈电天线（35）；耦合馈电天线一端与电路区相连，另一端穿过通槽（5）设置在边框（1）外表面，边框（1）外表面设有与耦合馈电天线相配的耦合线（34），耦合线（34）连有第一接地线（33）；所述直接馈电天线（35）一端通过第二馈电端口（39）与电路区相连，另一端依次设有第二接地线（38）、低频枝节（37）及高频枝节（36），高频枝节（36）、低频枝节（37）及第二接地线（38）分布于边框（1）外表面。2.如权利要求1所述一种用于5G手机终端的双频MIMO天线结构，其特征在于，电路区在铜层（4）一面设有四组天线单元（3），四组天线单元（3）沿边框（1）的长边方向对称分布，相邻天线单元（3）之间的距离不低于18mm。3.如权利要求2所述一种用于5G手机终端的双频MIMO天线结构，其特征在于，四组天线单元（3）分布在边框（1）的上半部分，所述天线单元（3）与边框（1）短边之间的距离不低于12mm。4.如权利要求1所述一种用于5G手机终端的双频MIMO天线结构，其特征在于，所述耦合馈电天线包括第一馈电端口（31）及第一耦合馈线（32），第一耦合馈线（32）设在边框（1）外表面，第一耦合馈线（32）为L型，第一耦合馈...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕洪辉，蒋凯利，
申请(专利权)人：惠州硕贝德无线科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44
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