CN112332096A - 一种5g终端天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种5G终端天线，包括介质板，所述介质板上设置有两个天线单元，两个所述天线单元之间设置有一个非对称共面线结构，所述天线单元包括单极子辐射贴片，两个所述单极子辐贴片处于介质板的同一侧，所述单极子辐射贴片连接有馈电微带线，所述馈电微带线可与手机的辐射系统的信号线直接相连。本发明具有高隔离度的优点。
Description
技术领域
本发明涉及5G终端天线技术领域，具体涉及一种5G终端天线。
背景技术
移动通信是当今发展最为快速的领域之一，移动通信经历了几代变革，从移动电话、互联网中给人们提供了前所未有的高效率和便利性，尤其在移动通信领域里，电磁波的出现实现了有线通信到无线通信的飞跃发展，而且当前多媒体通信实现了单一的语音数据到集成图像、数据、音频等综合业务性数据传输。近年来，随着越来越多的终端用户和无线数据通信服务，通信系统向无线化、高速化、多样化的需求提供更宽的频段带宽、更高速率数据通信服务，使得无线通信系统在人们生活中起到越来越重要的角色。
4G和5G通信时代，智能终端成为人们上网的主要工具，这就要求智能终端能够实现高可靠性和高速率的数据传输。多输入多输出技术是解决这一问题的关键技术，并且在4G通信的基站端和移动终端中得到了广泛的应用。MIMO系统的特点是在发射机或者接收机中拥有多个天线，能够在不增加发射功率和系统频谱的前提下，利用无线信道的多路径属性提高传输质量和系统容量。为了使MIMO系统具有较好的性能，天线单元之间必须是不相关的（耦合较低），然而，移动设备中能够为天线预留出的空间非常有限，使得天线之间的空间距离不可能大于或者等于一个波长。于是便携式设备中集成多个具有低耦合的宽带天线是一个比较棘手的问题，尤其是降低有限空间中多个天线之间的耦合。
5G移动终端都具备4G、5G、通信的功能，而每一代通信标准使用的频率是不一样的，这就要求在同一个终端中布置多部天线或者布置一部能够工作在多个频点的天线。除此之外，另一种解决方式是能够安装一个宽带天线，能够覆盖智能终端所有的或者较多的频点。这样就可以减少使用的天线的数目，节约了空间。本发明所涉及的天线就是能够覆盖智能终端中较多工作频点的单极子天线，并且是两单元的MIMO天线，既可以用来发生语音信号也可以发射数据信号，而且两个单元天线之间的隔离度非常高，耦合很小，大部分能量都能够被发射出去，用来通信而不会在两个天线之间互传。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种5G终端天线，其具有高隔离的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种5G终端天线，包括介质板，所述介质板上设置有两个天线单元，两个所述天线单元之间设置有一个非对称共面线结构，所述天线单元包括单极子辐射贴片，两个所述单极子辐贴片处于介质板的同一侧，所述单极子辐射贴片连接有馈电微带线，所述馈电微带线可与手机的辐射系统的信号线直接相连。
优选的，所述天线单元包括由单极子辐射贴片构成的单极子天线，所述单极子天线的宽带设置为1.8GHz-3.1GHz。
优选的，所述单极子辐射贴片、馈电微带线和介质板均采用印刷结构，单极子辐射贴片、馈电微带线和介质板均采用介电常数为4.4±3%的FR4。
优选的，所述非对称共面线结构由两个非对称宽度的金属条带组成。
优选的，单极子天线的极化方式都采用线极化。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、非对称共面线结构利用场对消方法实现相互抑制，以此来降低端口之间的耦合，并且本发明中的5G终端天线的带宽比较宽，能够覆盖1.8 Ghz-3.1Ghz工作频带，基本包含了N1（1920-2170MHz）和N41（2.5-2.7GHz）常用频段；
2、本发明采用平面单极子天线结构，因此5G终端天线中的两个天线单元都可以实现宽带辐射，两个单极子天线的极化方式都采用线极化；
3、两个天线单元之间加入的非对称共面线结构，在工作频率中工作时，可减少天线之间的耦合，天线单元的阻抗频带宽度为1.86GHZ，天线的相对带宽为42.9 %，该工作频带包括了智能终端通信中的GSM 1.9 GHz、Wi-Fi 2.4 GHz、Bluetooth 2.4 GHz、FDD LTE 2.5-2.7 GHz等频点。天线的最大辐射方向为平面的两个方向上，并且在这两个方向上都能使均匀全向辐射；
4、非对称共面线结构能够实现较高的端口隔离度，只能终端的很多工作频点都包含在该发明天线的频带内，实现了同一个天线完成多个功能，最终减少智能终端中天线数目，提高天线性能的目的；
5、通过调节金属条带的长度和高度可以将非对称共面结构引入的间接耦合场和原有的直接耦合场相对消，从而提高天线间的隔离度。同时该结构具有较低的辐射特性，其所产生的场有相当一部分被束缚在条带和地平面之间，这样有利于减弱非对称共面线结构对单极子天线的影响，因此非对称共面线结构既能够改善天线间的隔离度，又解决了非对称共面线结构恶化单极子天线辐射性能的问题。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为用仿真软件HFSS对实施例进行仿真所得的S参数随频率变化曲线示意图；
图3为用仿真软件HFSS对实施例进行其中一个天线单元E面激励时2.0GHz频点的远场辐射方向图；
图4为用仿真软件HFSS对实施例进行其中一个天线单元H面激励时2.0GHz频点的远场辐射方向图；
图5为用仿真软件HFSS对实施例进行另一个天线单元E面激励时2.0GHz频点的远场辐射方向图；
图6为用仿真软件HFSS对实施例进行另一个天线单元H面激励时2.0GHz频点的远场辐射方向图。
附图标记：1、单极子辐射贴片；2、介质板；3、馈电微带线；4、非对称共面线结构；5、金属条带；6、单极子天线；7、天线单元。
具体实施方式
参照附图对本发明做进一步说明。
一种5G终端天线，如图1所示，包括介质板2，所述介质板2上设置有两个天线单元7，两个所述天线单元7之间设置有一个非对称共面线结构4，所述天线单元7包括单极子辐射贴片1，两个所述单极子辐贴片处于介质板2的同一侧，所述单极子辐射贴片1连接有馈电微带线3，所述馈电微带线3可与手机的辐射系统的信号线直接相连。
所述天线单元7包括由单极子辐射贴片1构成的单极子天线6，所述单极子天线6的宽带设置为1.8GHz-3.1GHz。
所述单极子辐射贴片1、馈电微带线3和介质板2均采用印刷结构，单极子辐射贴片1、馈电微带线3和介质板2均采用介电常数为4.4±3%的FR4。
所述非对称共面线结构4由两个非对称宽度的金属条带5组成。
单极子天线6的极化方式都采用线极化。
单极子辐射贴片1设置为F形，单极子天线6的主辐射结构，
从图2中可以看出，本文设计的天线结构在频带1.24 GHz～3.10GHz内的耦合度都低于-19.2dB，完全可以满足工程所要求的小于-15 dB。图3-6给出了两个单元天线的远场辐射方向图，其中包含E面和H面中的主极化方向和交叉极化方向上的远场方向图，从图中可以看出，两个天线在平面法线方向上具有均匀的辐射特性，并且从主极化和交叉极化方向上的辐射特性可以看出，主极化方向上的辐射远远大于交叉极化方向上。
本发明已经结合着仅限定数量的实施例被详细地描述出,可以应用于小型化多天线系统，比如手机，CPE，UIFI网卡等产品。可以容易理解的是,本发明并不限制于所公开的实施例中。更加地,本发明可以修改合并任何数量的前述未提及到的变形、改变、替换或等同组件,但这些与本发明的精神和范围是相称的。另外,本发明的各种实施例已经被描述出,可以理解的是,本发明的各个方面可仅包括所描述实施例的一部分。由此,本发明并不由前述描述所限制,但仅由所附加的权利要求的范围限制。辐射，所以两个天线都具有很好的交叉极化隔离度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种5G终端天线，包括介质板(2)，所述介质板(2)上设置有两个天线单元(7)，其特征在于：两个所述天线单元(7)之间设置有一个非对称共面线结构(4)，所述天线单元(7)包括单极子辐射贴片(1)，两个所述单极子辐贴片处于介质板(2)的同一侧，所述单极子辐射贴片(1)连接有馈电微带线(3)，所述馈电微带线(3)可与手机的辐射系统的信号线直接相连。
2.根据权利要求1所述的一种5G终端天线，其特征在于：所述天线单元(7)包括由单极子辐射贴片(1)构成的单极子天线(6)，所述单极子天线(6)的宽带设置为1.8GHz-3.1GHz。
3.根据权利要求1所述的一种5G终端天线，其特征在于：所述单极子辐射贴片(1)、馈电微带线(3)和介质板(2)均采用印刷结构，单极子辐射贴片(1)、馈电微带线(3)和介质板(2)均采用介电常数为4.4±3%的FR4。
4.根据权利要求1所述的一种5G终端天线，其特征在于：所述非对称共面线结构(4)由两个非对称宽度的金属条带(5)组成。
5.根据权利要求1所述的一种5G终端天线，其特征在于：单极子天线(6)的极化方式都采用线极化。
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