CN110112540B - 5g双频mimo天线及移动终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了5G双频MIMO天线及移动终端设备，包括基板、金属边框和多个天线单元，基板下方设有地板，天线单元包括设于金属边框上的L字型的缝隙和垂直于基板设置的呈n字型的馈电辐射体，馈电辐射体具有一断口，断口一侧的馈电辐射体部分与地板电连接，断口另一侧的馈电辐射体部分与基板馈电连接。结构简单，易于批量生产；完好的保留了金属边框结构；5G双频MIMO天线及移动终端设备能实现双频工作，可使移动通信设备实现国内5G sub‑6GHz的全网通。

Description

5G双频MIMO天线及移动终端设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及5G双频MIMO天线及移动终端设备。
背景技术
在第五代(5G)移动通信系统中，中国工信部对国内Sub-6GHz(6GHz以下)频段做了初步划分。中国移动获得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段作为5G试验频率资源，中国电信获得3400MHz-3500MHz频段作为5G试验频率资源，中国联通获得3500MHz-3600MHz频段作为5G试验频率资源。
移动通信设备要在5G sub-6GHz上实现全网通，势必要求天线能够宽频或多频工作。另外，在现有的移动设备之中，大部分采用金属边框结构，一方面金属边框有着良好的质感且可以增强设备的机械强度；另一方面在金属边框上开缝，也可以使得金属边框成为天线辐射体。为此，基于金属边框的宽带或多频天线成为一个研究热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够满足5G sub-6全网通需求的5G双频MIMO天线及移动终端设备。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：5G双频MIMO天线，包括基板、金属边框和多个天线单元，基板下方设有地板，天线单元包括设于金属边框上的L字型的缝隙和垂直于基板设置的呈n字型的馈电辐射体，馈电辐射体具有一断口，断口一侧的馈电辐射体部分与地板电连接，断口另一侧的馈电辐射体部分与基板馈电连接。
为了解决上述技术问题，本发明还采用以下技术方案：移动终端设备，包括上述5G双频MIMO天线。
本发明的有益效果在于：结构简单，易于批量生产；天线下方为一块完整的地板，不需要净空，没有让金属边框彻底断开，完好的保留了金属边框结构；5G双频MIMO天线及移动终端设备能实现双频工作，可使移动通信设备实现国内5G sub-6GHz的全网通。
附图说明
图1为本发明实施例一的移动终端设备的结构示意图；
图2为本发明实施例一的5G双频MIMO天线中的天线单元的结构透视图；
图3为本发明实施例一的5G双频MIMO天线中的天线单元的S参数图；
图4为本发明实施例一的5G双频MIMO天线中的天线单元随D参数的变化曲线图；
图5为本发明实施例一的5G双频MIMO天线中的天线单元随F参数的变化曲线图；
图6为本发明实施例一的5G双频MIMO天线的辐射效率和总效率图；
图7为本发明实施例一的5G双频MIMO天线的包络相关系数图。
标号说明：
1、基板；
2、金属边框；
3、天线单元；
4、地板；
5、缝隙；
51、水平槽；
52、垂直槽；
6、馈电辐射体；
61、第一垂直分支；
62、第二垂直分支；
63、水平分支；
7、断口；
8、介质板；
9、填充体。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、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。
本发明最关键的构思在于：断口一侧的馈电辐射体部分与由缝隙隔出的金属边框部分耦合形成缝隙天线，产生低频谐振；馈电辐射体与地板形成耦合环天线，产生高频谐振。
请参照图1至图7，5G双频MIMO天线，包括基板1、金属边框2和多个天线单元3，基板1下方设有地板4，天线单元3包括设于金属边框2上的L字型的缝隙5和垂直于基板1设置的呈n字型的馈电辐射体6，馈电辐射体6具有一断口7，断口7一侧的馈电辐射体6部分与地板4电连接，断口7另一侧的馈电辐射体6部分与基板1馈电连接。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：结构简单，易于批量生产；天线下方为一块完整的地板，不需要净空，没有让金属边框彻底断开，完好的保留了金属边框结构；5G双频MIMO天线及移动终端设备能实现双频工作，可使移动通信设备实现国内5G sub-6GHz的全网通。
进一步的，馈电辐射体6包括第一垂直分支61、第二垂直分支62和水平分支63，第一垂直分支61的底端与基板1电连接，第二垂直分支62的底端与地板4电连接，水平分支63位于第一垂直分支61及第二垂直分支62之间，水平分支63的一端与第二垂直分支62的顶端相连，水平分支63的另一端与第一垂直分支61的顶端之间形成所述断口7。
由上述描述可知，馈电辐射体形状规则、便于加工。
进一步的，所述缝隙5包括相连通的水平槽51和垂直槽52，所述垂直槽52远离所述水平槽51的一端连通所述金属边框2的顶面。
进一步的，沿所述馈电辐射体6的厚度方向进行投影，所述水平槽51与所述第一垂直分支61及所述第二垂直分支62分别具有重合区域。
进一步的，金属边框2的内侧设有介质板8，所述馈电辐射体6设于所述介质板8的内侧。
由上述描述可知，介质板可以起到支撑馈电辐射体的作用，利于提高天线结构的稳定性。另外，馈电辐射体可以通过镭雕、印刷的方式设置在介质板上。
进一步的，所述缝隙5内填充有填充体9。
进一步的，所述填充体9的外表面与所述金属边框2的外表面平齐设置。
由上述描述可知，填充体可以保证金属边框结构的完整性和美观度。
进一步的，所述基板1的相对两端中至少有一端设有2G/3G/4G天线。
进一步的，所述基板1的相对两侧分别设有所述天线单元3。
移动终端设备，包括上述5G双频MIMO天线。
由上述描述可知，移动终端设备至少具有上述5G双频MIMO天线的全部有益效果。
实施例一
请参照图1至图7，本发明的实施例一为：如图1和图2所示，移动终端设备，包括5G双频MIMO天线。5G双频MIMO天线包括基板1、金属边框2和多个天线单元3，基板1下方设有地板4，所述地板4由导电金属制成，可选的，所述地板4与所述基板1固定连接；天线单元3包括设于金属边框2上的L字型的缝隙5和垂直于基板1设置的呈n字型的馈电辐射体6，馈电辐射体6具有一断口7，断口7一侧的馈电辐射体6部分与地板4电连接，断口7另一侧的馈电辐射体6部分与基板1馈电连接。优选地，所述基板1可为PCB板。详细的，所述馈电辐射体6为一平面结构。
具体的，馈电辐射体6包括第一垂直分支61、第二垂直分支62和水平分支63，第一垂直分支61的底端与基板1电连接，更具体的，所述第一垂直分支61的底端设有与所述基板1电连接的馈电枝节，第二垂直分支62的底端与地板4电连接，水平分支63位于第一垂直分支61及第二垂直分支62之间，水平分支63的一端与第二垂直分支62的顶端相连，水平分支63的另一端与第一垂直分支61的顶端之间形成所述断口7。
详细的，所述缝隙5包括相连通的水平槽51和垂直槽52，所述垂直槽52远离所述水平槽51的一端连通所述金属边框2的顶面，沿所述馈电辐射体6的厚度方向进行投影，所述水平槽51与所述第一垂直分支61及所述第二垂直分支62分别具有重合区域。
金属边框2的内侧设有介质板8，所述馈电辐射体6设于所述介质板8的内侧。所述缝隙5内填充有填充体9，所述填充体9的外表面与所述金属边框2的外表面平齐设置。可选的，所述介质板8与所述填充体9可以一体成型的也可以分体设置的。所述填充体9的材质为纳米注塑材料，可选的，所述纳米注塑材料为聚苯乙烯或聚碳酸酯。
所述基板1的相对两端中至少有一端设有2G/3G/4G天线(图未示)。所述基板1的相对两侧分别设有所述天线单元3，所述基板1相对两侧的所述天线单元3一一对应设置。
接下来以5G 4×4MIMO天线为例进行阐述：
图1中，4个天线单元3被放置在手持设备的四个角落，且基于金属边框2设置。优选地，第一天线单元与第二天线单元关于PCB板长边的中点对称设置，第一天线单元与第三天线单元关于PCB板短边的中点对称设置。容易理解的，其他分布方式也在本案的保护范围之内。
图2为天线单元的详细结构透视图。金属边框上开了一个L字型的缝隙5。
图3为该5G双频MIMO天线中天线单元的S参数图(因为4个天线单元3一致且对称，性能一致，所以只展示第一天线单元的S参数)。由图3可知天线单元的-6dB阻抗带宽可以覆盖3.4-3.6GHz及4.8-5GHz两个5G sub-6GHz频段，且天线间隔离度优于17.8dB。天线单元3实现了双频工作，其原理为第一垂直分支61激励缝隙5隔出的金属边框部分形成缝隙天线，出现低频谐振(3.45GHz)；同时第一垂直分支61、水平分支63、第二垂直分支62与地板4之间形成耦合环天线，出现高频谐振(4.8GHz)。对应地，调整水平槽51的大小和长度可以调整低频谐振频率，调整水平分支63和第二垂直分支62的总长度可以调整高频谐振频率。
如图4所示，D表示水平槽51的长度，随着D值的变大，低频谐振点向低频明显移动，而高频谐振点变化较小。
如图5所示，F表示第二垂直分支62的长度，随着F值的变大，高频谐振点向低频明显移动，而低频谐振点变化较小。
图6为该5G双频MIMO系统的辐射效率和总效率图。由图6可知，天线总辐射效率在3.3GHz-3.6GHz,4.8GHz-5GHz频段上都大于-2.5dB以上(56％以上)。
图7给出了本案天线的包络相关系数(ECC)，从图中可以看出，天线间的ECC在工作频段上均小于0.05。
本案的天线也可以应用到其它的m×n(m和n为大于2的整数)MIMO天线系统中。
综上所述，本发明提供的5G双频MIMO天线及移动终端设备，结构简单，易于批量生产；完好的保留了金属边框结构；5G双频MIMO天线及移动终端设备能实现双频工作，可使移动通信设备实现国内5G sub-6GHz的全网通。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.5G双频MIMO天线，包括基板、金属边框和多个天线单元，其特征在于：基板下方设有地板，天线单元包括设于金属边框上的L字型的缝隙和垂直于基板设置的呈n字型的馈电辐射体，馈电辐射体具有一断口，断口一侧的馈电辐射体部分与地板电连接，断口另一侧的馈电辐射体部分与基板馈电连接；馈电辐射体包括第一垂直分支、第二垂直分支和水平分支，第一垂直分支的底端与基板电连接，第二垂直分支的底端与地板电连接，水平分支位于第一垂直分支及第二垂直分支之间，水平分支的一端与第二垂直分支的顶端相连，水平分支的另一端与第一垂直分支的顶端之间形成所述断口；所述缝隙包括相连通的水平槽和垂直槽，所述垂直槽远离所述水平槽的一端连通所述金属边框的顶面；沿所述馈电辐射体的厚度方向进行投影，所述水平槽与所述第一垂直分支及所述第二垂直分支分别具有重合区域；金属边框的内侧设有介质板，所述馈电辐射体设于所述介质板的内侧。
2.根据权利要求1所述的5G双频MIMO天线，其特征在于：所述缝隙内填充有填充体。
3.根据权利要求2所述的5G双频MIMO天线，其特征在于：所述填充体的外表面与所述金属边框的外表面平齐设置。
4.根据权利要求1所述的5G双频MIMO天线，其特征在于：所述基板的相对两端中至少有一端设有2G/3G/4G天线。
5.根据权利要求1所述的5G双频MIMO天线，其特征在于：所述基板的相对两侧分别设有所述天线单元。
6.移动终端设备，其特征在于：包括权利要求1-5中任意一项所述的5G双频MIMO天线。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN210926315U (zh) * 2020-01-07 2020-07-03 广州视源电子科技股份有限公司 缝隙天线和电子设备
CN111478049B (zh) * 2020-04-10 2021-10-22 维沃移动通信有限公司 一种电子设备
CN111463549A (zh) * 2020-04-10 2020-07-28 维沃移动通信有限公司 一种电子设备
CN112635983B (zh) * 2020-12-11 2022-03-29 西安电子科技大学 基于辐射体复用技术的双频带八端口mimo终端天线
CN113675606A (zh) * 2021-08-26 2021-11-19 昆山睿翔讯通通信技术有限公司 耦合馈电宽带mimo天线组件及移动终端
CN114709605B (zh) * 2022-03-21 2023-07-25 西安电子科技大学 一种具有高隔离度特性的双频双端口天线及移动终端

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2662926A2 (en) * 2012-05-11 2013-11-13 Acer Incorporated Communication device and MIMO (Multi-Input Multi-Output) antenna system therein
CN207587972U (zh) * 2017-12-27 2018-07-06 歌尔科技有限公司 一种mimo天线及具有金属边框的电子产品
CN108565544A (zh) * 2018-04-20 2018-09-21 深圳市信维通信股份有限公司 一种超宽带5g mimo天线结构
CN207910052U (zh) * 2018-01-18 2018-09-25 深圳市信维通信股份有限公司 Mimo天线结构及具有该mimo天线结构的手持设备
CN109411882A (zh) * 2018-11-19 2019-03-01 惠州硕贝德无线科技股份有限公司 一种用于5g金属边框手机终端的双频天线结构

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009044604A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Omron Corp グランド一体型アンテナ
US10218052B2 (en) * 2015-05-12 2019-02-26 Apple Inc. Electronic device with tunable hybrid antennas
CN106935960B (zh) * 2015-12-29 2020-04-14 华为技术有限公司 一种天线单元及mimo天线和终端
CN209804880U (zh) * 2019-04-08 2019-12-17 深圳市信维通信股份有限公司 5g双频mimo天线及移动终端设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2662926A2 (en) * 2012-05-11 2013-11-13 Acer Incorporated Communication device and MIMO (Multi-Input Multi-Output) antenna system therein
CN207587972U (zh) * 2017-12-27 2018-07-06 歌尔科技有限公司 一种mimo天线及具有金属边框的电子产品
CN207910052U (zh) * 2018-01-18 2018-09-25 深圳市信维通信股份有限公司 Mimo天线结构及具有该mimo天线结构的手持设备
CN108565544A (zh) * 2018-04-20 2018-09-21 深圳市信维通信股份有限公司 一种超宽带5g mimo天线结构
CN109411882A (zh) * 2018-11-19 2019-03-01 惠州硕贝德无线科技股份有限公司 一种用于5g金属边框手机终端的双频天线结构

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Multiband 10-Antenna Array for Sub-6 GHz MIMO Applications in 5-G Smartphones;YIXIN LI et al.;《IEEE Access》;全文 *
复杂环境下的移动智能终端天线设计;严魁锡;《 CNKI优秀硕士学位论文全文库》;全文 *
紧凑型4×4 单元超宽带MIMO 缝隙天线设计;郝芸等;《电子器件》;第41卷(第3期);全文 *

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