一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线，包括一块介质基板、两块介质侧板和印刷在三块介质板表面的电路。该天线介质基板上表面印刷有八个天线单元的馈线，下表面印刷有金属地板；两块介质侧板的内侧壁上分别印刷有四个天线单元和间隔分布在天线单元之间的三组去耦结构，天线单元由T型馈电枝节和两个接地辐射贴片组成，其中接地辐射贴片均由矩形贴片和弯折短路线构成，去耦结构为具有三条弯折细缝的短路金属贴片，天线单元通过位于馈线端部的馈电点穿过地板同轴内芯馈电。通过优化设计天线单元和去耦结构，合理排布天线单元和去耦结构的位置，使得该天线具有小型化、双频带、天线单元之间隔离度高的优点，适合用于5G终端。

A Miniaturized Dual-Band Eight-Cell MIMO Terminal Antenna for 5G

【技术实现步骤摘要】
一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线
本专利技术涉及无线通信领域中的天线设计技术，特别涉及一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的设计。
技术介绍
MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多输入多输出)技术是一种能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，成倍的提高系统信道容量的无线技术。由于MIMO技术具有能成倍地提高通信系统的吞吐量、传送距离和频谱利用率的优点，因此，MIMO技术在无线通信领域中具有相当重要的地位。目前，手持终端朝着小型化，可穿戴的方向发展，使留给天线设计本来就不充足的空间变得更加紧张。同时，在MIMO天线阵列中，由于使用空间的受限，随着天线单元个数的增加，天线单元间距更加接近。过近的单元间距使得天线之间激发强烈的表面波耦合和空间感应耦合，从而恶化MIMO阵列的频带、效率等性能。因此，如何采取合理有效的去耦措施保障天线阵列的综合性能，设计出满足实际应用需求的手持终端MIMO天线是亟待研究解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线，以解决在有限空间设计出满足频带、隔离度、效率等指标要求的多单元MIMO天线阵列的问题。并且此天线具有工作在两个频段，且天线单元之间隔离度高的优点，在5G终端具有很好的应用前景。本专利技术是通过下述技术方案来实现的。一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线，该天线包括一块介质基板、垂直于所述介质基板两侧的第一、第二介质侧板；所述第一、第二介质侧板上印制有四个天线单元和三个间隔分布在天线单元之间的去耦结构；对应各个天线单元的介质基板上表面印刷有天线单元的馈线；介质基板下表面印刷有金属地板；印制于第一、第二介质侧板内侧壁上的天线单元通过位于馈线端部的馈电点穿过地板同轴内芯馈电。作为优选方案，所述第一、第二介质侧板分别设置于介质基板的两个长边上，且第一、第二介质侧板的长边与介质基板的长边相连。作为优选方案，所述用于同轴馈电的馈电点设置有8个，经同轴内芯与介质基板上表面的馈线连接。作为优选方案，所述天线单元和去耦结构排布于第一、第二介质侧板内侧壁上，天线单元与相邻两侧的去耦结构之间的距离分别为4.7mm和4.5mm，位于第一、第二介质侧板的天线单元和去耦结构互为镜像对称。作为优选方案，所述天线单元包括T型馈电枝节和两个分别设于其上方的低、高频接地辐射贴片，其中低、高频接地辐射贴片均由矩形辐射贴片和低、高频弯折短路线构成。作为优选方案，所述天线单元能够实现双频工作，低频段为3.4-3.8GHz，高频段为4.8-5.1GHz。作为优选方案，所述去耦结构为蚀刻有三条弯折细缝的短路接地金属贴片；其中在短路接地金属贴片的上弯折细缝与下弯折细缝相对弯折，中弯折细缝与下弯折细缝同向，且上弯折细缝长度大于下弯折细缝。该去耦结构可以有效地抑制相邻单元之间的通过地板和空间的电磁感应耦合。作为优选方案，所述介质基板的材质为FR4。作为优选方案，所述MIMO终端天线能够在有限空间内实现双频去耦，其中，在低频带天线单元之间隔离度为15dB，在高频带天线单元之间隔离度为18dB。本专利技术的特点在于：本专利技术的天线单元通过优化设计天线单元，实现了天线在双频带工作。天线单元由T型馈电枝节和两个分别工作在低频段和高频段的辐射贴片组成，T型馈电枝节对两个辐射贴片进行耦合馈电。同时，为了提高天线单元间的隔离度，在同一介质侧板上的相邻天线单元之间引入了去耦结构，该去耦结构为蚀刻有三条弯折细缝的接地金属贴片，该去耦结构的每一条细缝产生一种去耦模式，通过合理调整去耦结构的结构和尺寸以及合理排布天线单元和去耦结构的位置，在低频带和高频带同时实现了天线单元间的较高的隔离度。该天线具有小型化、双频带工作、天线单元之间隔离度高的优点，适合用于5G终端。附图说明图1为本专利技术一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的立体结构视意图；图2为本专利技术一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的第一介质侧板侧视图；图3为本专利技术一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的天线单元示意图；图4为本专利技术一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的去耦结构示意图；图5为一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的天线单元1和天线单元2的反射系数曲线图；图6为一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的天线单元3和天线单元4的反射系数曲线图。图7为一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的天线单元1-4中相邻单元传输系数曲线图；图8为本专利技术一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的天线单元1-4在3.6GHz和4.9GHz的方向图；图9为本专利技术一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的天线单元1和天线单元2的增益曲线图；图10为本专利技术一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的天线单元3和天线单元4的增益曲线图；图11为本专利技术一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的天线单元1和天线单元2的效率曲线图；图12为本专利技术一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的天线单元3和天线单元4的效率曲线图。图中：1、介质基板；2、第一介质侧板；3、第二介质侧板；4、金属地板；5、馈线；6、天线单元；7、去耦结构；8、用于同轴馈电的馈电点。61、低频辐射贴片；62、高频辐射贴片；63、高频弯折短路线；64、T型馈电枝节；65、低频弯折短路线；71、短路接地金属贴片；72、上弯折细缝；73、中弯折细缝；74、下弯折细缝。具体实施方式为了使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对专利技术作进一步的详细说明，但并不作为对专利技术做任何限制的依据。如图1-4所示，为本专利技术的一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线的结构示意图。包括一块介质基板1、垂直于介质基板1两侧的第一介质侧板2、第二介质侧板3和印刷在三块介质板表面的电路；其中，第一、第二介质侧板2、3上各设有四个天线单元6和三个间隔分布在天线单元6之间的去耦结构7，对应各个天线单元6的介质基板1上表面印刷有八个天线单元的馈线5；介质基板1下表面印刷有金属地板4；印制于第一、第二介质侧板2、3内侧壁上的天线单元6通过位于馈线5端部的馈电点8穿过地板同轴内芯馈电。其中，第一介质侧板2和第二介质侧板3分别位于介质基板1的两个长边，且第一介质侧板2第二介质侧板3的长边与介质基板1的长边相连，二者成垂直关系。位于第一介质侧板2和第二介质侧板3上的天线单元6印制于第一介质侧板2和第二介质侧板3的内侧壁上，由T型馈电枝节64、和两个分别设于其上方的低频辐射贴片61、高频辐射贴片62，其中低、高频接地辐射贴片61、62均由矩形辐射贴片和低、高频弯折短路线65、63构成。该天线单元可以实现双频工作，低频段为3.4-3.8GHz，高频段为4.8-5.1GHz。去耦结构7为蚀刻有三条弯折细缝的短路接地金属贴片71；其中在短路接地金属贴片71的上弯折细缝72与下弯折细缝74相对弯折，中弯折细缝73与下弯折细缝74同向，且上弯折细缝72长度大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线，其特征在于，该天线包括一块介质基板(1)和垂直于所述介质基板(1)两侧的第一、第二介质侧板(2、3)；所述第一、第二介质侧板(2、3)上印制有四个天线单元(6)和三个间隔分布在天线单元(6)之间的去耦结构(7)；对应各个天线单元(6)的介质基板(1)上表面印刷有天线单元的馈线(5)；介质基板(1)下表面印刷有金属地板(4)；印制于第一、第二介质侧板(2、3)内侧壁上的天线单元(6)通过位于馈线(5)端部的馈电点(8)穿过地板同轴内芯馈电。

【技术特征摘要】
1.一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线，其特征在于，该天线包括一块介质基板(1)和垂直于所述介质基板(1)两侧的第一、第二介质侧板(2、3)；所述第一、第二介质侧板(2、3)上印制有四个天线单元(6)和三个间隔分布在天线单元(6)之间的去耦结构(7)；对应各个天线单元(6)的介质基板(1)上表面印刷有天线单元的馈线(5)；介质基板(1)下表面印刷有金属地板(4)；印制于第一、第二介质侧板(2、3)内侧壁上的天线单元(6)通过位于馈线(5)端部的馈电点(8)穿过地板同轴内芯馈电。2.根据权利要求1所述的一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线，其特征在于，所述第一、第二介质侧板(2、3)分别设置于介质基板(1)的两个长边上，且第一、第二介质侧板(2、3)的长边与介质基板(1)的长边相连。3.根据权利要求1所述的一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线，其特征在于，所述用于同轴馈电的馈电点(8)设置有8个，经同轴内芯与介质基板(1)上表面的馈线(5)连接。4.根据权利要求1所述的一种适用于5G的小型化双频带八单元MIMO终端天线，其特征在于，所述天线单元(6)和去耦结构(7)排布于第一、第二介质侧板(2、3)内侧壁上，天线单元(6)与相邻两侧的去耦结构(7)之间的距离分别为4.7mm和4.5mm，位于第一、第二介质侧板(2、3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，钱龙，吴昊，刘学康，冯天喜，蔡元铭，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61