[發明專利]一種用于5G手機的雙頻八單元多輸入多輸出（MIMO）天線

在審

• 申請號: 202211387773.0
• 申請日: 2022-11-07
• 公開（公告）號: CN115663453A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 王仲根;任婉瑩;穆偉東;聶文艷
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q5/20;H01Q1/52;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/48
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本發明公開了一種用于5G手機的雙頻八單元多輸入多輸出(MIMO)天線，包括一個長方體介質基板，其特點所述長方體介質基板底部設有一金屬地板，所述地板的表面對稱開鑿M個類“T”型槽和K個凸型槽；所述介質基板的頂部均勻設有N個“U”型天線單元，每個天線單元由三條微帶線組成；所述微帶線由金屬材質組成，加載在介質基板頂部，微帶線結構設有饋電點；所述介質基板頂部兩側的天線單元呈鏡像對稱分布，每一側天線單元間的距離相同。本發明可以覆蓋3.3GHz?3.6GHz和4.8GHz?5.0GHz頻段，各端口之間隔離度優于13.6dB，輻射效率超過50％，包絡相關系數小于0.08。天線結構簡單，加工容易，成本低，在移動終端應用中具有很高的實用價值。

技術領域

本發明涉及5G移動通信技術領域，具體是一種用于5G的雙頻八單元多輸入多輸出(MIMO)天線。

背景技術

目前移動通信進入5G時代，5G相比于4G，可以提供更高的速率、更低的時延、更多的連接數、更快的移動速率、更高的安全性。由通信系統理論可知，信道容量越大，數據傳輸速率越高，而多輸入多輸出(MIMO)技術能很好地提高信道容量和傳輸率。通過研究發現，多徑環境下隨著發射和接收天線數目的增加，信道容量也在成倍地增加。

國內外針對5G通信系統中具有寬帶的MIMO天線進行了大量的研究。大部分研究和設計的5G天線僅能覆蓋部分頻段，天線頻段單一且窄將使通訊不便，所以如何實現天線的多頻是一個重點問題。

2017年11月，中國工業與信息化部宣布劃定3.3GHz-3.6GHz和 4.8GHz-5.0GHz頻段作為5G移動通信頻段。所以為了滿足5G通信標準，設計一款能覆蓋3.5GHz和4.9GHz的雙頻段MIMO天線顯得尤為重要。

本發明的目的是提供一種用于5G雙頻八單元多輸入多輸出(MIMO) 天線；該發明與傳統天線相比，具有結構簡單、頻帶寬、隔離度好的優點。

為了達到本發明的目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于5G手機的雙頻八單元多輸入多輸出(MIMO)天線，包括一個長方體介質基板，其特點所述長方體介質基板底部設有一金屬地板，所述地板的表面對稱開鑿M個類“T”型槽和K個凸型槽；所述介質基板的頂部均勻設有N個“U”型天線單元，每個天線單元由三條微帶線組成；所述微帶線由金屬材質組成，加載在介質基板頂部，微帶線結構設有饋電點；所述介質基板頂部兩側的天線單元呈鏡像對稱分布，每一側天線單元間的距離相同。

作為優選，所述長方體作為介質基板，微帶線用于天線的饋電，M個類“T”型槽和K個凸型槽用于改善天線的阻抗匹配性能。

作為優選，所述長方體介質基板材質為FR4，介電常數為4.4，長為150mm，寬為75mm，高度為0.4mm；印刷金屬微帶線的一面為介質基板的正面，印刷金屬地板的一面則為介質基板的背面。

作為優選，所述的微帶線呈“U”型，并沿基板正面均勻對稱分布，加載在兩個平行放置的類“T”型槽和凸型槽的上方；所述第一條微帶線長度為 10mm，寬度為0.75mm，沿平行于介質基板長邊方向分布；第二條微帶線長度為3.5mm，寬度為0.6mm，與第一條垂直相連，沿平行于介質基板短邊方向分布；第三條微帶線與第二條垂直相連，沿平行于介質基板長邊方向分布，長度為 2mm，寬度為0.4mm。

作為優選，所述類“T”型槽由兩個開槽構成，其中一個槽沿介質基板長邊呈“I”型分布，長度為18mm，寬度為2.4mm；另一個槽呈方形，連接在“I”型槽長邊中左側，長度和寬度均為0.45mm，與金屬地板邊緣相接。

作為優選，所述凸型槽與類“T”型槽平行分布，由兩個“I”型槽組成；其中一個“I”型槽長度為18mm，寬度為2.3mm；另一個“I”型槽連接在第一個槽的中間內側，呈凸出狀，其長度為4mm，寬度為0.8mm；所述類“T”型槽和凸型槽沿金屬地板對稱分布。