[發明專利]一種適用于5G毫米波通信系統的手機天線

在審

• 申請號: 201811344821.1
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109301474A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 楊凌升;陸崢巖;程鉍峪;薛秋蓓;費潔;沙浩冬
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q21/00;H01Q21/08;H01Q21/30;H01Q1/24
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明公開了一種適用于5G毫米波通信系統的手機天線，由兩排平行的天線陣列組成，每排天線由五個尺寸相同的菱形環形天線單元構成；每排的天線單元頂點之間由兩條平行的傳輸線連接，兩排天線陣列由一條連接線連接，連接線上設有一個同軸連接器，同軸連接器給手機天線進行相應的饋電；手機天線設于手機基板上層的右上角，手機基板下層為地平面，地平面左上角與右下角保留兩塊凈空區。本發明使用菱形環形天線單元組陣，具有頻帶覆蓋寬、天線增益高以及天線低剖面等優點，滿足了毫米波頻段的第五代移動通信系統的頻段要求，相比于以往所研究的4G通信系統手機天線，本發明結構設計簡單、尺寸較小，解決了手機內部預留給天線設計空間不足的問題。

技術領域

本發明屬于手機天線的技術領域，具體涉及一種適用于5G毫米波通信系統的手機天線，尤其涉及到可應用于28GHz與38GHz毫米波系統的第五代移動通信系統的手機天線。

背景技術

隨著無線通信系統的飛速發展，數據流量的極具爆發，使得目前第四代移動通信網絡正在朝著五代移動通信網絡(5G)演進，因此5G已經成為當今研究的熱點。如，物聯網、車聯網、多輸入多輸出等技術領域已經開始了與5G通信系統融合，這將使得數以億計的手機可以接入5G網絡這個平臺中，在未來的生活中智能電網、智能醫療、智能交通等應用將依賴5G系統的大數據信息從而變得更加智能。

由于手機終端預留給天線設計的空間越來越小，這導致了手機天線不斷的朝緊湊型結構的方向演進。在移動通信系統中，諸如平面倒F結構的傳統手機天線逐漸被其它結構所替代。環形天線由于有著較寬的帶寬、低剖面的結構、較好的輻射性能因此可以成為第五代移動通信系統手機天線的替代者。

由于目前使用的無線頻譜資源多數已經用于了第三代和第四代通信系統，可供5G系統的頻譜資源有限，無法滿足5G通信協議標準規定的極高速的數據下載速率，所以5G通信系統將會使用28-300GHz的毫米波頻段資源，此時電磁波由厘米波而轉向波長更短的毫米波，所以28-300GHz頻譜除了資源更加豐富這一優勢外，它的波長更短也更有利于在狹小的手機內部空間中設計天線。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種工作在毫米波通信頻段的28GHz和38GHz雙頻段5G手機天線。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

一種適用于5G毫米波通信系統的手機天線，由兩排平行的天線陣列組成，每排天線由五個尺寸相同的菱形環形天線單元構成；每排的天線單元頂點之間由兩條平行的傳輸線連接，兩排天線陣列由一條連接線連接，連接線上設有一個同軸連接器，同軸連接器給手機天線進行相應的饋電；所述手機天線設于手機基板上層的右上角，手機基板下層為地平面，地平面左上角與右下角保留兩塊凈空區。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

上述的天線單元的內邊邊長為3.6mm，寬度為0.2mm；傳輸線線長為3.4mm，寬度為0.2mm，傳輸線間的間隙尺寸為0.2mm；連接線線長為3.3mm，寬度為0.6mm。

上述的同軸連接器長2.92mm。

上述的手機天線整體尺寸為39.82mm×15.55mm。

上述的凈空區的尺寸分別為28mm×12mm和40mm×10mm。

上述的手機基板的大小為136mm×68.8mm×0.813mm，即為5.5英寸手機電路基板的尺寸大小。

上述的凈空區放置其它網絡制式的天線。

上述的其它網絡制式的天線為GPS、LTE或WWAN天線。

上述的手機天線及手機基板選用介電常數為3.55，電損耗正切為0.0027的Rogers4003C板材。

本發明具有以下有益效果：