基于金属边框的MIMO天线结构及移动设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于金属边框的MIMO天线结构及移动设备，包括金属边框和金属地板，金属地板设置在金属边框内，金属边框的一端与金属地板之间设有第一净空区，还包括设置于第一净空区内第一天线辐射体、第二天线辐射体和第三天线辐射体；金属边框的一端依次设有第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙；第一天线辐射体的一端连接第一馈电点，另一端靠近第一缝隙和第二缝隙之间的金属边框；第二天线辐射体的一端连接第二馈电点，另一端靠近第三缝隙和第四缝隙之间的金属边框；第三天线辐射体的一端连接金第三馈电点，另一端连接第二缝隙和第三缝隙之间的金属边框。本实用新型专利技术可同时覆盖2/3/4G频段和5G sub‑6GHz频段。

MIMO antenna structure and mobile device based on metal frame

【技术实现步骤摘要】
基于金属边框的MIMO天线结构及移动设备
本技术涉及通信
，尤其涉及一种基于金属边框的MIMO天线结构及移动设备。
技术介绍
随着无线通信技术的快速发展，第五代无线通信(5G)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以下具有的可操作性简单和技术成熟的优点，所以6GHz以下的5G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。根据目前各国的研究，5G技术相比目前4G技术，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，四天线系统或更多天线将被使用，以实现更大的信道容量和更好的通信质量。此外，具有多天线的MIMO天线结构可以很好地解决多径衰落问题并提升数据吞吐量。在苹果手机金属化外壳的潮流引领下，金属框结构的手机成为主流，如何在金属框结构的环境下设计MIMO天线成为难点。MIMO天线系统中面临的另外一个挑战是如何设计出覆盖更多频段的天线，使其能够覆盖目前的2/3/4G频段和5GSub-6GHz频段。目前，3GPP已经定义了Sub-6GHz的使用频段，其中3400-3600MHz为目前主流的5G频段(中国，韩国，日本，欧盟规划频段)。目前，已有相关文献(I.R.R.BaraniandK.L.Wong.“IntegratedInverted-FandOpen-SlotAntennasintheMetal-FramedSmartphonefor2×2LTELBand4×4LTEM/HBMIMOOperations,”IEEETrans.AntennasPropag.,vol.66,pp.5004-5012,Oct.2018)提出了一种具有金属框结构的MIMO天线系统，该天线系统包含两个覆盖LTE低频698-960MHz的天线和四个覆盖LTE中/高频1710-2690MHz的天线，天线分别位于手持设备的上下两端，但是此天线结构没有包括现有5G频段，限制了设备在5G场景下的使用。在另一份相关文献(K.L.Wong,C.C.Wan,L.Y.Chen.“Self-decoupledcompactmetal-frameLTEMIMOantennasforthesmartphone,”MicrowaveandOpticalTechnologyLetters,vol.60,pp.1170-1179,May2018)中提出了一种具有金属框结构的MIMO天线系统，该天线系统包含两个覆盖低频824-960MHz及中/高频1710-2690MHz的天线，以及2个只覆盖中/高频1710-2690MHz的天线，同样地，该天线系统没有包含5G频段。所以设计能够覆盖上述5G频段，且能覆盖当前2/3/4G频段(700-960MHz及1710-2690MHz)的MIMO天线系统成为了研究重点。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种基于金属边框的MIMO天线结构及移动设备，可同时覆盖2/3/4G频段和5Gsub-6GHz频段。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种基于金属边框的MIMO天线结构，包括金属边框和金属地板，所述金属地板设置在所述金属边框内，所述金属边框的一端与所述金属地板之间设有第一净空区，还包括设置于所述第一净空区内第一天线辐射体、第二天线辐射体和第三天线辐射体；所述金属边框的一端依次设有第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙；所述第一天线辐射体的一端连接所述金属地板，所述第一天线辐射体的另一端靠近所述第一缝隙和第二缝隙之间的金属边框；所述第二天线辐射体的一端连接所述金属地板，所述第二天线辐射体的另一端靠近所述第三缝隙和第四缝隙之间的金属边框；所述第三天线辐射体的一端连接所述金属地板，所述第三天线辐射体的另一端连接所述第二缝隙和第三缝隙之间的金属边框。进一步地，所述第一净空区内设有第一天线支架，所述第一天线辐射体、第二天线辐射体和第三天线辐射体分别设置于所述第一天线支架上；所述第一净空区内还设有第一接地点、第二接地点、第三接地点和第四接地点；所述第一接地点的一端连接所述第一缝隙和第二缝隙之间的金属边框，所述第一接地点的另一端连接所述金属地板；所述第二接地点的一端连接所述第三缝隙和第四缝隙之间的金属边框，所述第二接地点的另一端连接所述金属地板；金属边框上与第二接地点的连接点与第四缝隙之间的金属边框与所述金属地板间存在间距；所述第三接地点的一端连接所述第二缝隙和第三缝隙之间的金属边框，且靠近所述第二缝隙，所述第三接地点的另一端连接所述金属地板；所述第四接地点的一端连接所述第二缝隙和第三缝隙之间的金属边框，且靠近所述第三缝隙，所述第四接地点的另一端通过第二电容连接所述金属地板。进一步地，所述第一缝隙和第四缝隙分别位于金属边框的所述一端的两侧边，所述第二缝隙与第三缝隙位于所述金属边框的一端的顶部；所述第一天线辐射体和第二天线辐射体分别设置在所述第一天线支架的两端，所述第三天线辐射体设置在所述第一天线辐射体和第二天线辐射体之间。进一步地，所述第一天线辐射体包括第一分支、第二分支、第三分支、第四分支、第五分支和第六分支；所述第一分支的一端连接第一馈电点，所述第一分支的另一端连接所述第二分支；所述第二分支的一端连接所述第三分支的一端，所述第三分支的另一端连接所述第四分支，所述第三分支与第四分支呈T形，所述第四分支沿着所述金属边框的一端的顶部走线且平行于所述金属边框的一端的顶部；所述第二分支的另一端连接所述第五分支的一端，所述第五分支的另一端连接所述第六分支的一端，所述第六分支与所述第二分支平行且处于所述第五分支的同一侧。进一步地，所述第二天线辐射体包括馈电分支和寄生单元；所述馈电分支包括第七分支、第八分支和第九分支，所述第七分支的一端连接第二馈电点，所述第七分支的另一端连接所述第八分支的一端，所述第八分支的另一端连接所述第九分支的一端，所述第九分支沿着所述金属边框的侧边走线且平行于所述金属边框的侧边；所述寄生单元的一端连接所述金属地板，另一端悬空。进一步地，所述第三天线辐射体包括第十分支、第十一分支、第十二分支和第十三分支；所述第十分支的一端连接第三馈电点，所述第十分支的另一端连接所述第十二分支的一端，所述第十二分支的另一端连接所述第十三分支的一端，所述第十三分支的另一端连接所述第二缝隙与第三缝隙之间的金属边框；所述第十一分支的一端连接所述金属地板，另一端连接所述第十二分支，且所述第十一分支平行于所述第十分支。进一步地，还包括第一电容和第一电感，所述第一电容设置于所述第十分支上，所述第一电感设置于所述第十一分支上。进一步地，所述金属边框的另一端与所述金属地板之间设有第二净空区，所述第二净空区内设有第四天线辐射体、第五天线辐射体和第六天线辐射体，所述金属边框的另一端依次设有第五缝隙、第六缝隙、第七缝隙和第八缝隙；所述第五缝隙、第六缝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于金属边框的MIMO天线结构，包括金属边框和金属地板，所述金属地板设置在所述金属边框内，所述金属边框的一端与所述金属地板之间设有第一净空区，其特征在于，还包括设置于所述第一净空区内第一天线辐射体、第二天线辐射体和第三天线辐射体；所述金属边框的一端依次设有第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙；所述第一天线辐射体的一端连接第一馈电点，所述第一天线辐射体的另一端靠近所述第一缝隙和第二缝隙之间的金属边框；所述第二天线辐射体的一端连接第二馈电点，所述第二天线辐射体的另一端靠近所述第三缝隙和第四缝隙之间的金属边框；所述第三天线辐射体的一端连接第三馈电点，所述第三天线辐射体的另一端连接所述第二缝隙和第三缝隙之间的金属边框。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于金属边框的MIMO天线结构，包括金属边框和金属地板，所述金属地板设置在所述金属边框内，所述金属边框的一端与所述金属地板之间设有第一净空区，其特征在于，还包括设置于所述第一净空区内第一天线辐射体、第二天线辐射体和第三天线辐射体；所述金属边框的一端依次设有第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙；所述第一天线辐射体的一端连接第一馈电点，所述第一天线辐射体的另一端靠近所述第一缝隙和第二缝隙之间的金属边框；所述第二天线辐射体的一端连接第二馈电点，所述第二天线辐射体的另一端靠近所述第三缝隙和第四缝隙之间的金属边框；所述第三天线辐射体的一端连接第三馈电点，所述第三天线辐射体的另一端连接所述第二缝隙和第三缝隙之间的金属边框。


2.根据权利要求1所述的基于金属边框的MIMO天线结构，其特征在于，所述第一净空区内设有第一天线支架，所述第一天线辐射体、第二天线辐射体和第三天线辐射体分别设置于所述第一天线支架上；
所述第一净空区内还设有第一接地点、第二接地点、第三接地点和第四接地点；所述第一接地点的一端连接所述第一缝隙和第二缝隙之间的金属边框，所述第一接地点的另一端连接所述金属地板；
所述第二接地点的一端连接所述第三缝隙和第四缝隙之间的金属边框，所述第二接地点的另一端连接所述金属地板；金属边框上与第二接地点的连接点与第四缝隙之间的金属边框与所述金属地板间存在间距；
所述第三接地点的一端连接所述第二缝隙和第三缝隙之间的金属边框，且靠近所述第二缝隙，所述第三接地点的另一端连接所述金属地板；
所述第四接地点的一端连接所述第二缝隙和第三缝隙之间的金属边框，且靠近所述第三缝隙，所述第四接地点的另一端通过第二电容连接所述金属地板。


3.根据权利要求2所述的基于金属边框的MIMO天线结构，其特征在于，所述第一缝隙和第四缝隙分别位于金属边框的所述一端的两侧边，所述第二缝隙与第三缝隙位于所述金属边框的一端的顶部；所述第一天线辐射体和第二天线辐射体分别设置在所述第一天线支架的两端，所述第三天线辐射体设置在所述第一天线辐射体和第二天线辐射体之间。


4.根据权利要求1所述的基于金属边框的MIMO天线结构，其特征在于，所述第一天线辐射体包括第一分支、第二分支、第三分支、第四分支、第五分支和第六分支；所述第一分支的一端连接第一馈电点，所述第一分支的另一端连接所述第二分支；所述第二分支的一端连接所述第三分支的一端，所述第三分支的另一端连接所述第四分支，所述第三分支与第四分支呈T形，所述第四分支沿着所述金属边框的一端的顶部走线且平行于所述金属边框的一端的顶部；所述第二分支的另一...

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