CN111668592A - 5g毫米波天线模组及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种5G毫米波天线模组及移动终端，天线模组包括支架，所述支架上设有至少两个的天线单元，所述天线单元包括辐射主体，所述辐射主体上设有主缝隙，所述主缝隙的周围设有至少两个的分支缝隙，所述分支缝隙包括第一分支和第二分支，所述第一分支的一端与第二分支的中部连通，所述第一分支的另一端与所述主缝隙连通。通过在辐射主体上设置主缝隙和分支缝隙可使天线单元工作在n257(26.5～29.5GHz)、n258(24.25～27.25GHz)和n261(27.5～28.35GHz)频段范围，覆盖频段广；天线单元的结构简单，测试难度以及波束管理复杂度低；天线单元的占用空间小，适用于手机等移动终端。

Description

5G毫米波天线模组及移动终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种5G毫米波天线模组及移动终端。
背景技术
5G作为全球业界的研发焦点，发展5G技术及制定5G标准已经成为业界共识。国际电信联盟ITU在2015年6月召开的ITU-RWP5D第22次会议上明确了5G的三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信和高可靠低延时通信。这三个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20Gbps，最低用户体验速率为100Mbps。毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5G超高数据传输速率的主要手段。且未来的手机中预留给5G天线的空间小，可选位置不多。
根据3GPP TS38.101-2 5G终端射频技术规范和TR38.817终端射频技术报告可知，5G毫米波天线需要覆盖n257(26.5～29.5GHz)、n258(24.25～27.25GHz)、n260(37～40GHz)和n261(27.5～28.35GHz)，而目前市面上的高通天线模组仅覆盖了n257频段(26.5-29.5GHz)。且常规毫米波天线模组要么尺寸大，不适合用于移动终端；要么增益低，所以需要改善其带宽和增益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种5G毫米波天线模组及移动终端，其覆盖频段广，占用空间小。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种5G毫米波天线模组，包括支架，所述支架上设有至少两个的天线单元，所述天线单元包括辐射主体，所述辐射主体上设有主缝隙，所述主缝隙的周围设有至少两个的分支缝隙，所述分支缝隙包括第一分支和第二分支，所述第一分支的一端与第二分支的中部连通，所述第一分支的另一端与所述主缝隙连通。
进一步的，所述第二分支的数目为至少两个，且至少两个的所述第二分支相互平行设置。
进一步的，所述分支缝隙的形状为“土”字形。
进一步的，所述主缝隙的形状为圆形、矩形或正多边形。
进一步的，所述天线单元还包括辐射分支，所述辐射分支设置于所述辐射主体的两侧。
进一步的，所述辐射分支的形状为长条形。
进一步的，所述天线单元的周围设有一圈间隔设置的金属柱。
进一步的，所述主辐射部的形状为矩形，所述主辐射部上设有馈电部，所述馈电部靠近所述主辐射部的角落设置。
进一步的，还包括数字集成电路芯片、电源芯片和射频芯片，所述数字集成电路芯片和电源芯片分别与所述射频芯片电连接，所述射频芯片与所述天线单元连接。
本发明涉及的另一技术方案为：
一种移动终端，包括所述的5G毫米波天线模组。
本发明的有益效果在于：通过在辐射主体上设置主缝隙和分支缝隙可使天线单元工作在n257(26.5～29.5GHz)、n258(24.25～27.25GHz)和n261(27.5～28.35GHz)频段范围，覆盖频段广；天线单元的结构简单，测试难度以及波束管理复杂度低；天线单元的占用空间小，适用于手机等移动终端。
附图说明
图1为本发明实施例一的5G毫米波天线模组的整体结构示意图；
图2为本发明实施例一的5G毫米波天线模组的部分结构示意图；
图3为本发明实施例一的5G毫米波天线模组的S参数图；
图4为本发明实施例一的5G毫米波天线模组的最大增益随频率变化关系图；
图5为本发明实施例一的5G毫米波天线模组在28GHz的3D方向图；
图6为本发明实施例一的5G毫米波天线模组在26GHz的3D方向图；
图7为本发明实施例一的5G毫米波天线模组的波束扫描结果。
标号说明：
1、支架；2、天线单元；21、辐射主体；211、主缝隙；212、分支缝隙；2121、第一分支；2122、第二分支；213、馈电部；22、辐射分支；23、金属柱。
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：在辐射主体上设有主缝隙，所述主缝隙的周围设有至少两个的分支缝隙，通过调整分支缝隙的数目和形状，可使天线单元工作在n257(26.5～29.5GHz)、n258(24.25～27.25GHz)和n261(27.5～28.35GHz)频段范围。
请参照图1以及图2，一种5G毫米波天线模组，包括支架1，所述支架1上设有至少两个的天线单元2，所述天线单元2包括辐射主体21，所述辐射主体21上设有主缝隙211，所述主缝隙211的周围设有至少两个的分支缝隙212，所述分支缝隙212包括第一分支2121和第二分支2122，所述第一分支2121的一端与第二分支2122的中部连通，所述第一分支2121的另一端与所述主缝隙211连通。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：辐射主体可通过贴片天线的形式设置在支架上，主缝隙、分支缝隙的形状可根据需要进行调整，分支缝隙的数目也可以根据需要进行调整，第一分支与第二分支可呈90°角设置，天线单元的结构简单、覆盖频段范围广。
进一步的，所述第二分支2122的数目为至少两个，且至少两个的所述第二分支2122相互平行设置。
由上述描述可知，第二分支的数目可以根据需要进行设置，多个第二分支的长度可以不相同，第二分支之间的间距可以根据需要进行调整。
进一步的，所述分支缝隙212的形状为“土”字形。
进一步的，所述主缝隙211的形状为圆形、矩形或正多边形。
由上述描述可知，主缝隙的形状可以根据需要进行设置，可以为规则形状，当然也可以为不规则形状。
进一步的，所述天线单元2还包括辐射分支22，所述辐射分支22设置于所述辐射主体21的两侧。
进一步的，所述辐射分支22的形状为长条形。
由上述描述可知，辐射分支与辐射主体之间的距离可以根据需要进行设置，辐射分支可以增加带宽。
进一步的，所述天线单元2的周围设有一圈间隔设置的金属柱23。
由上述描述可知，在天线单元之间设置一圈金属柱，金属柱与接地层之间可形成金属背腔，提高天线单元之间的隔离度。
进一步的，所述主辐射部的形状为矩形，所述主辐射部上设有馈电部213，所述馈电部213靠近所述主辐射部的角落设置。
由上述描述可知，馈电部区别于传统(一般设置在主辐射部的长边中点或短边中点)设计，可以进一步增加天线单元的带宽。
进一步的，还包括数字集成电路芯片、电源芯片和射频芯片，所述数字集成电路芯片和电源芯片分别与所述射频芯片电连接，所述射频芯片与所述天线单元2连接。
本发明涉及的另一技术方案为：
一种移动终端，包括所述的5G毫米波天线模组。
由上述描述可知，移动终端可以是手机等，占用移动终端的空间小。
实施例一
请参照图1至图7，本发明的实施例一为：
一种移动终端，包括5G毫米波天线模组，如图1和图2所示，所述5G毫米波天线模组包括支架1，所述支架1上设有至少两个的天线单元2，天线单元2的数目可以根据需要进行设置，例如可以设置四个。所述移动终端可以是手机、平板等。
所述天线单元2包括辐射主体21，所述辐射主体21上设有主缝隙211，所述主缝隙211的周围设有至少两个的分支缝隙212。所述主缝隙211的形状可以根据需要进行设置，例如可以为圆形、矩形或正多边形，本实施例中，所述主缝隙211的形状为矩形。所述分支缝隙212的数目优选为四个，所述分支缝隙212包括第一分支2121和第二分支2122，所述第一分支2121的一端与第二分支2122的中部连通，所述第一分支2121的另一端与所述主缝隙211连通。所述第二分支2122的数目可以根据需要进行设置，优选的，所述第二分支2122的数目为至少两个，且至少两个的所述第二分支2122相互平行设置，且每一个第二分支2122相对于所述第一分支2121相互垂直设置。当所述第二分支2122的数目为两个时，所述分支缝隙212的形状为“土”字形。
本实施例中，所述天线单元2还包括辐射分支22，所述辐射分支22设置于所述辐射主体21的两侧。优选的，所述辐射分支22的形状为长条形。所述天线单元2的周围还设有一圈间隔设置的金属柱23，金属柱23之间的间隙可以根据需要进行设置，金属柱23与接地板之间形成背腔结构。本实施例的金属柱23可通过在支架1上形成金属化过孔来实现。
本实施例中，主辐射部的形状可以根据需要进行设置，优选的，所述主辐射部的形状为矩形，所述主辐射部上设有馈电部213，所述馈电部213靠近所述主辐射部的角落设置。
本实施例中，所述5G毫米波天线模组还包括数字集成电路芯片、电源芯片和射频芯片，所述数字集成电路芯片和电源芯片分别与所述射频芯片电连接，所述射频芯片与所述天线单元2连接。
图3为本实施例的5G毫米波天线模组的S参数图，从图中可以看出，当天线模组工作在n257(26.5～29.5GHz)、n258(24.25～27.25GHz)和n261(27.5～28.35GHz)频段范围时，其S参数均在-10dB以下。
图4为本实施例的5G毫米波天线模组的最大增益随频率变化关系图，从图中可以看出，在n257和n258频段(24.25～29.5GHZ)内增益保持良好。
图5为本实施例的5G毫米波天线模组在28GHz的3D方向图，从图中可以看出，波束正常不畸形，具备波束扫描能力。
图6为本实施例的5G毫米波天线模组在26GHz的3D方向图，从图中可以看出，波束正常不畸形，具备波束扫描能力。
图7为本实施例的5G毫米波天线模组的波束扫描结果，从图中可以看扫描范围较宽，为±50度以上。
综上所述，本发明提供的一种5G毫米波天线模组及移动终端，天线模组的覆盖频段广，且结构简单，占用空间小，适用于手机等移动终端。
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 (10)

1.一种5G毫米波天线模组，包括支架，所述支架上设有至少两个的天线单元，其特征在于，所述天线单元包括辐射主体，所述辐射主体上设有主缝隙，所述主缝隙的周围设有至少两个的分支缝隙，所述分支缝隙包括第一分支和第二分支，所述第一分支的一端与第二分支的中部连通，所述第一分支的另一端与所述主缝隙连通。
2.根据权利要求1所述的5G毫米波天线模组，其特征在于，所述第二分支的数目为至少两个，且至少两个的所述第二分支相互平行设置。
3.根据权利要求2所述的5G毫米波天线模组，其特征在于，所述分支缝隙的形状为“土”字形。
4.根据权利要求1所述的5G毫米波天线模组，其特征在于，所述主缝隙的形状为圆形、矩形或正多边形。
5.根据权利要求1所述的5G毫米波天线模组，其特征在于，所述天线单元还包括辐射分支，所述辐射分支设置于所述辐射主体的两侧。
6.根据权利要求5所述的5G毫米波天线模组，其特征在于，所述辐射分支的形状为长条形。
7.根据权利要求1所述的5G毫米波天线模组，其特征在于，所述天线单元的周围设有一圈间隔设置的金属柱。
8.根据权利要求1所述的5G毫米波天线模组，其特征在于，所述主辐射部的形状为矩形，所述主辐射部上设有馈电部，所述馈电部靠近所述主辐射部的角落设置。
9.根据权利要求1所述的5G毫米波天线模组，其特征在于，还包括数字集成电路芯片、电源芯片和射频芯片，所述数字集成电路芯片和电源芯片分别与所述射频芯片电连接，所述射频芯片与所述天线单元连接。
10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的5G毫米波天线模组。
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