CN108963432A - 一种移动通讯终端八单元mimo天线系统 - Google Patents

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韩崇志
袁涛
王洪洋
王松
钱可伟
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Abstract

本发明公开了一种移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其包括PCB介质板、设置在所述PCB介质板上且位于下部的地板天线单元、设置在所述PCB介质板上位于上部的且呈阵列分布的八个天线贴片单元，八个所述天线贴片单元呈四行两列分布，每个所述天线贴片单元的外侧开设有槽缝，所述槽缝中插入有给所述天线贴片单元馈电的铜线，相邻两个所述天线贴片单元之间的横向或纵向间隔均为5mm以上。本发明能够在现有移动通讯终端的基础上满足第五代移动通信频段需求和高速率通信需求。

Description

一种移动通讯终端八单元MIMO天线系统
【技术领域】
本发明属于通讯技术领域，特别是涉及一种移动通讯终端八单元MIMO天线系统。
【背景技术】
第五代移动通信(简称5G)，目前正在全世界范围内广泛的展开研究。第五代移动通信按照通信的频段需求，可以分成两个类别：一个是sub-6GHz范围，中国的工信部已经备案的具体频段为3.4-3.6GHz和4.8-5.0GHz，目前已经明确的基本需求指标是在这个范围内的通信的信道容量达到10Gbps/s；另外一个类别是毫米波波段通信(所谓毫米波通信是指进行通信的电磁波的实际波长在毫米这个数量级)，典型的频段需求是38GHz和60GHz频段的毫米波通信。以前常用的智能终端天线的典型频段为824-960MHz和1710-2690MHz，无法满足5G移动通信的频段需求。5G移动通信的重点之一就是高速率传输(10Gbps/s以上)基于此高速率传输的基本需求，对天线的设计提出了全新的挑战。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种移动通讯终端八单元MIMO天线系统，克服了现有的移动通讯终端天线系统不能满足第五代移动通信需求的缺陷和现实情况。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其包括PCB介质板、设置在所述PCB介质板上且位于下部的地板天线单元、设置在所述PCB介质板上位于上部的且呈阵列分布的八个天线贴片单元，八个所述天线贴片单元呈四行两列分布，每个所述天线贴片单元的外侧开设有槽缝，所述槽缝中插入有给所述天线贴片单元馈电的铜线，相邻两个所述天线贴片单元之间的横向或纵向间隔均为5mm以上。
进一步的，所述PCB介质板长为100-150mm，宽为50-80mm。
进一步的，所述PCB介质板的厚度为2-3mm。
进一步的，所述PCB介质板为介电常数为2.16的5880板材或介电常数为4.3的FR4板材。
进一步的，所述地板天线单元的宽度与移动终端壳体中可以布置天线系统区域的宽度一致，且所述地板天线单元的长度为30mm以上。
进一步的，所述天线贴片单元为矩形结构，其长为11-15mm，宽为8-10mm。
进一步的，所述铜线的宽度为1.5mm。
进一步的，所述槽缝的深度为5mm。
进一步的，其覆盖频段是sub-6GHz。
与现有技术相比，本发明一种移动通讯终端八单元MIMO天线系统的有益效果在于：结合实际手机终端的环境和尺寸需求，使用MIMO技术达到较高的吞吐量；设计出了满足5G移动通信需求的、可以应用于智能终端的天线系统；在现有移动通讯终端的基础上满足第五代移动通信频段需求和高速率通信需求。
【附图说明】
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的仿真S参数曲线图；
图中数字表示：
100移动通讯终端八单元MIMO天线系统；1PCB介质板；2地板天线单元；3天线贴片单元；4槽缝；5铜线。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1，本实施例为移动通讯终端八单元MIMO天线系统100，其包括PCB介质板1、设置在PCB介质板1上且位于下部的地板天线单元2、设置在PCB介质板1上位于上部的且呈阵列分布的八个天线贴片单元3，八个天线贴片单元3呈四行两列分布，每个天线贴片单元3的外侧开设有槽缝4，槽缝4中插入有给天线贴片单元3馈电的铜线5。
本实施例中PCB介质板1的长为100-150mm，宽为50-80mm，可以根据具体的手机尺寸进行灵活调整。PCB介质板1的厚度为2-3mm。PCB介质板1可以为介电常数为2.16的5880板材或介电常数为4.3的FR4板材。
地板天线单元2的宽度与移动终端壳体中可以布置天线系统区域的宽度一致，且地板天线单元2的长度为30mm以上，形成一个大面积的地板单元，保障天线系统具有稳定的信号辐射方向图。
天线贴片单元3为金属材质的矩形结构，其长为11-15mm，宽为8-10mm。相邻两个天线贴片单元3之间的横向或纵向间隔均为5mm以上，保证天线贴片单元3之间的干扰尽量小。
铜线5的宽度为1.5mm，用于给天线贴片单元3馈电，为了保证馈电和天线贴片单元3，本实施例在天线贴片单元3的外侧开设有槽缝4，通过铜线5伸入到天线贴片单元3的内部进行连接。槽缝4的深度根据PCB介质板1的相对介电常数和具体尺寸进行调整，本实施例中槽缝4的深度为5mm，通过仿真分析，通过设置5mm的槽缝4，能够产生比较理想的谐振，保证能量最大限度的馈入到天线系统中。本实施例的覆盖频段是sub-6GHz。
请参照图2，图2是本实施例设计天线的仿真S参数曲线(谐振曲线)，从图2中可以看出，以第一个天线贴片单元3为例，其他类推，S11曲线表示的是第一个天线贴片单元3的谐振状态，谐振波形在-10dB以下，表明天线谐振产生了明显的谐振。当控制天线单元的距离在5mm以上的时候，天线贴片单元3之间的隔离度会比较好(S21表示第一个天线贴片单元3和第二个天线贴片单元3的隔离度，这个数值越小，表明隔离度越好，一般为-10dB以下满足需求)。
本实施例移动通讯终端八单元MIMO天线系统100能够在3.4-3.6GHz范围内产生明显的谐振，并且八个单元相互配合组成MIMO阵列，利用阵列分布的矩形贴片天线单元，实现高速率传输数据；通过在阵列天线单元下部设置大面积底板，有效的保障了天线系统具有稳定的辐射方向图。本实施例结合实际手机终端的环境和尺寸需求，使用MIMO技术达到较高的吞吐量；设计出了满足5G移动通信需求的、可以应用于智能终端的天线系统。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其特征在于：其包括PCB介质板、设置在所述PCB介质板上且位于下部的地板天线单元、设置在所述PCB介质板上位于上部的且呈阵列分布的八个天线贴片单元，八个所述天线贴片单元呈四行两列分布，每个所述天线贴片单元的外侧开设有槽缝，所述槽缝中插入有给所述天线贴片单元馈电的铜线，相邻两个所述天线贴片单元之间的横向或纵向间隔均为5mm以上。
2.如权利要求1所述的移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其特征在于：所述PCB介质板长为100-150mm，宽为50-80mm。
3.如权利要求1所述的移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其特征在于：所述PCB介质板的厚度为2-3mm。
4.如权利要求1所述的移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其特征在于：所述PCB介质板为介电常数为2.16的5880板材或介电常数为4.3的FR4板材。
5.如权利要求1所述的移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其特征在于：所述地板天线单元的宽度与移动终端壳体中可以布置天线系统区域的宽度一致，且所述地板天线单元的长度为30mm以上。
6.如权利要求1所述的移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其特征在于：所述天线贴片单元为矩形结构，其长为11-15mm，宽为8-10mm。
7.如权利要求1所述的移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其特征在于：所述铜线的宽度为1.5mm。
8.如权利要求1所述的移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其特征在于：所述槽缝的深度为5mm。
9.如权利要求1所述的移动通讯终端八单元MIMO天线系统，其特征在于：其覆盖频段是sub-6GHz。
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