[發明專利]基于耦合式環形天線的5G寬頻MIMO天線系統及移動終端

有效

• 申請號: 201811374186.1
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109509965B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 趙安平;任周游
• 申請（專利權）人: 深圳市信維通信股份有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/12;H01Q1/24
• 代理公司: 深圳市博銳專利事務所 44275
• 代理人: 張明;任芹玉

本發明公開了一種基于耦合式環形天線的5G寬頻MIMO天線系統及移動終端，天線系統包括至少四個的天線單元，所述天線單元包括支架、第一耦合分支、第二耦合分支、饋電分支和接地分支，所述第一耦合分支的一端與所述接地分支的一端在所述支架的厚度方向上或長度方向上重疊設置，所述第二耦合分支的一端與所述饋電分支的一端在所述支架的厚度方向上或長度方向上重疊設置。本發明使得傳統的環形天線變成具有三處耦合區域的耦合式環形天線。該耦合式環形天線系統的天線效率高，隔離度好，且結構簡單，易于加工制作，垂直放置高度低，有利于移動終端朝輕薄化方向發展。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，尤其涉及一種基于耦合式環形天線的5G寬頻MIMO天線系統及移動終端。

背景技術

第五代移動通信技術(5G)將在2020年大規模商用，在未來幾年中，新的移動終端天線和基站天線將有很廣闊的應用市場。5G分為6GHz以下(Sub-6GHz)的低頻和24GHz以上的高頻(這個高頻通常也被稱為5G的毫米波)。與目前的4G相比，5G具有很多方面的優越性，比如高的傳輸速率，低的延遲時間和高的可靠性等。

為了達到5G所需要的高傳輸速率，在5G的Sub-6GHz的應用中將采用多進多出(MIMO)的技術。MIMO天線作為MIMO無線通信系統的重要器件，有著舉足輕重的地位。MIMO技術實質上是為系統提供時間分集增益和空間復用增益，獲取高空間分集增益可以有效提高信道的可靠性，降低信道誤碼率，最后達到提高數據速率的目的。根據目前各國的研究，5G技術相比4G技術來說，其峰值速率將有20倍以上的提升，所以4G系統中使用的2個或者4個天線的MIMO天線結構已經不能滿足5G系統中對傳輸速率和連接可靠性的要求。在5G的Sub-6GHz系統中，具有更多天線個數的MIMO天線結構，比如8個天線的MIMO天線將被應用到手持設備。因為天線占據的空間和天線的個數成正比，所以如何將多個天線放置在手持設備的有限空間內是一個需要解決的問題。此外，在手持設備日漸趨于更薄，更窄的邊框(全面屏)的大環境下，設計滿足天線效率和天線相互之間隔離度的MIMO天線結構變得更加復雜。

在5G Sub-6GHz系統的應用中存在的另外一個挑戰就是如何設計出寬頻的天線系統使其能夠覆蓋所有5G Sub-6GHz頻段。3GPP公布了5G Sub-6GHz的三個頻段為：N77 3.3～4.2GHz，N78 3.3～3.8GHz以及N79 4.4～5.0GHz。各國可以根據具體情況在上述三個頻段中選取各自要使用的具體頻段，比如2017年11月9日，我國國家工信部就公布下述三個頻段：3.3GHz～3.4GHz，3.4～3.6GHz和4.8GHz～5GHz頻段為我國5G系統的工作頻段。到目前為止，雖然存在很多含有不同天線個數的MIMO的天線設計，但是大多數都是只能覆蓋一個或兩個5G頻段。因此，設計出一種天線性能良好且能夠覆蓋5G系統中的Sub-6GHz所有頻段(也即從3.3～5GHz)的含有多個天線個數的(如8個)MIMO天線系統顯得尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于耦合式環形天線的5G寬頻MIMO天線系統及移動終端，可以覆蓋6GHz以下的所有5G頻段，且天線性能好。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于耦合式環形天線的5G寬頻MIMO天線系統，包括至少四個的天線單元，所述天線單元包括支架、第一耦合分支、第二耦合分支、饋電分支和接地分支，所述第一耦合分支、第二耦合分支、饋電分支和接地分支分別固定設置于所述支架上，所述第一耦合分支的一端與所述接地分支的一端在所述支架的厚度方向上或長度方向上重疊設置，所述第二耦合分支的一端與所述饋電分支的一端在所述支架的厚度方向上或長度方向上重疊設置。

進一步的，所述第一耦合分支遠離接地分支的一端與所述第二耦合分支遠離饋電分支的一端在所述支架的厚度方向上或高度方向上重疊設置。