[发明专利]一种紧凑型5G移动终端MIMO天线

说明书

本发明涉及一种紧凑型5G移动终端MIMO天线，适用于移动通信领域，包括四个天线单元，三个解耦元件以及一个系统地板；四个天线单元线性排列在一起，竖直放置在系统地板的边缘；相邻天线单元间的距离仅为0.01个波长，且跨接有一个集总元件；各天线单元的阻抗通过调整短路点和馈电点位置进行匹配；两个相邻天线单元间的耦合通过引入的集总电感或者电容元件进行解耦；本发明利用集总元件解耦的方法解决了天线单元由于间距过小存在强耦合的问题，实现了四个紧凑型天线单元的解耦。

技术领域

本发明属于无线通信技术的天线设计领域，特别涉及一种紧凑型5G移动终端MIMO天线。

背景技术

第五代(5G)移动通信技术可提供高传输速率、高接入密度和低时延等服务。为了实现5G移动通信的目标，MIMO技术是目前公认的最有潜力成倍提高无线信道容量的关键技术。在2015年的世界无线通信大会上，3.5GHz频段(3400-3600MHz)被定为未来5G移动通信的重要商用频段之一。研制工作在3.5GHz频段的移动终端MIMO天线具有重要意义。

然而，移动终端的尺寸较小，可供天线使用的空间相当有限。在移动终端内部集成多个低耦合的天线仍然面临相当大的挑战。为了降低多个天线之间的耦合，学术界已经提出了多种解耦技术，包括改变系统地板的结构、增加寄生分支、增加辐射分支、引入中和线等。这些技术均能有效降低天线间的耦合，但是解耦网络需要额外占用天线空间，不利于天线小型化设计。解耦电路通过使用集总元件搭建解耦网络和匹配网络，也能实现单元间的解耦，但是需要较多的元器件以及占用较大的电路面积。除此之外，利用移动终端内部存在的正交模式设计多天线也受到了较多的关注。这种方法不需要解耦，天线间距也可能很近，只需要在合适的位置添加激励，模式的正交使得天线端口间的耦合非常小。然而，移动终端可供利用的模式相对较少，目前被报道的紧密放置的MIMO天线均只有两个单元。当需要将多个天线单元紧密放置在一起时，这种方法不再适用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种紧凑型5G移动终端MIMO天线，其天线结构紧凑、单元尺寸小、单元间距近。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种紧凑型5G移动终端MIMO天线，包括天线单元一1、天线单元二2、天线单元三3、天线单元四4、解耦元件一5、解耦元件二6、解耦元件三7以及系统地板8；

天线单元一1、天线单元二2、天线单元三3和天线单元四4依次垂直放置在系统地板8的边缘；

解耦元件一5跨接在天线单元一1和天线单元二2上，解耦元件二6跨接在天线单元二2和天线单元三3上，解耦元件三7跨接在天线单元三3和天线单元四4上。

所述天线单元一1、天线单元二2、天线单元三3和天线单元四4印刷在同一块介质板上，且位于介质板的同一侧，相邻两个单元的距离为1mm。

所述天线单元一1、天线单元二2、天线单元三3和天线单元四4位于同一个平面内，该平面与系统地板8垂直相交，且交线为系统地板8的长边边缘。

所述天线单元一1和天线单元四4的尺寸相同，且两者关于中垂线镜像对称；所述天线单元二2和天线单元三3的尺寸相同，且两者关于中垂线镜像对称。

所述天线单元一1、天线单元二2、天线单元三3和天线单元四4从短路点到开路点的长度均为四分之一介质波长。

所述天线单元一1和天线单元四4的形状为90度倒置的“F”形，该形状的一条竖直臂与系统地板8相连，另一条竖直臂与馈电端口相连；天线单元一1和天线单元四4的水平臂一端连接所述的两条竖直臂，另一端连接一个L形的延伸臂，延伸臂与两条竖直臂位于同水平臂的侧且延伸臂的水平边朝向两条竖直臂。