[發明專利]一種智能手機的混合天線陣列

在審

• 申請號: 201910181472.4
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN110401013A
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 楊明;孫玉發
• 申請（專利權）人: 亳州學院
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/50;H01Q1/36;H01Q1/48;H01Q21/28
• 代理公司: 宿州智海知識產權代理事務所(普通合伙) 34145
• 代理人: 張中純

本發明公開了一種智能手機的混合天線陣列，該天線由一個4G的2天線陣和一個5G的6天線陣組成。4G天線可以覆蓋824?960MHz和1710?2690MHz的兩個頻帶，S11小于?6dB。5G天線模塊可以覆蓋3300?3600MHz及4800?5000MHz兩個頻帶，同時S11小于?10dB，可以滿足5G應用的要求。其中S參數、輻射效率、天線增益和輻射方向圖等測量結果進一步表明，該天線完全滿足MIMO系統的要求，該混合天線陣對未來的4G/5G智能手機天線應用前景較好。

技術領域

本發明涉及一種智能手機的混合天線陣列，屬于天線技術領域。

背景技術

近年來，隨著4 G通信系統的發展成熟，許多機構現已將重心轉移到研究下一代通信（5G）。無線通信網絡環境已成為各種異構網絡的混合體，多模式移動終端的發展和運用引起了世界范圍內對無線通信領域的興趣。因此，多波段和多模智能手機天線是終端設備的必備條件，特別是那些使用MIMO系統的設備，2017年11月，中華人民共和國工業和信息化部頒布了國內移動電話5G經營許可證，并定義了新一代移動通信的頻帶劃分。這些頻帶被劃分為3300-3600 MHz和4800-5000 MHz作為未來的寬頻帶移動業務，這使得新一代的移動通信不僅具有高頻特性和較寬的寬帶，而且與2G、3G和4G無線通信兼容。因此，考慮到5G未來的運行模式，基于多天線的大規模MIMO系統將成為終端設備的首選。

我們知道，大多數帶有雙天線系統設計的手機內置天線通常能夠覆蓋LTE/WWAN操作，但是這只考慮4G頻段。另一方面，為滿足未來5G應用的需求，開發了應用在5G智能手機應用程序的MIMO天線，該MIMO天線能夠覆蓋3300-3600MHz頻段，然而，這種多模式的帶寬太窄，無法覆蓋新一代移動通信的4800-5000 MHz頻段。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明設計了一種結構簡單、適用于4G/5G智能手機應用系統的混合天線陣列。該混合天線陣列由一個2天線陣和一個6天線陣組成。其中2天線陣（1×1的MIMO結構）為4G天線模塊，能夠覆蓋GSM850/900/DCS1800/PCS1900/UMTS2100以及LTE2300/2500七個頻段，至于5G天線模塊，它由6個相同的天線單元組成，能夠覆蓋3300-3600 MHz和4800-5000 MHz兩個5 G通信頻段。2天線陣的每一個單元都由L形驅動條、一個寄生地枝節和一個PIN二極管組成，天線尺寸直徑34 ×14 mm2。在寄生地枝節末端的PIN二極管作為一個開關來使用，通過導通及斷開寄生地枝節改變天線的長度。此外，6天線陣列的每一個單元都由U形單極子天線和S形槽組成，U形單極子天線被印刷在基板的長邊處，同時在其正背面位置相應印刷了S形槽。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種智能手機的混合天線陣列，一種智能手機的混合天線陣列，所述混合天線陣列包括系統基板、一個2天線陣和一個6天線陣組成，其特征在于：2天線陣包括天線1和天線2，6天線陣包括天線3、天線4、天線5、天線6、天線7、天線8；2天線陣為4G天線模塊，能夠覆蓋GSM850/900/DCS1800/PCS1900/UMTS2100以及LTE2300/2500七個頻段，5G天線模塊由天線3、天線4、天線5、天線6、天線7、天線8、天線8組成，天線3、天線4、天線5、天線6、天線7、天線8為6個相同的天線單元，能夠覆蓋3300-3600 MHz和4800-5000 MHz兩個5 G通信頻段。

進一步而言，所述2天線陣為1×1的MIMO結構。

進一步而言，所述PIN二極管通過偏置線提供正負電壓。

進一步而言，所述6天線陣列的每一個單元都由U形單極子天線和S形槽組成，U形單極子天線被印刷在基板的長邊處，同時在其正背面位置相應印刷了S形槽。

進一步而言，所述系統基板是由一個0.8 mm厚的FR4制成。