[发明专利]一种用于金属环手机的紧凑型双天线单元及其MIMO天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动终端设备天线技术领域，特别涉及一种用于金属环手机的紧凑型双天线单元及其MIMO天线系统。

背景技术

天线频段随着移动通信的发展越来越宽，从第四代移动通信的698MHz-2700MHz，将要扩展到第五代移动通信更高的频段(包括3GHz到6GHz部分频段以及毫米波频段)。而且第五代移动通信必将引入MIMO技术，天线的数量将成指数型增长，4*4MIMO、8*8MIMO乃至更多的单元将会使用到。更多的频段，更多的单元数意味着天线需要占据更大的空间，这与紧凑的ID设计需求是相互矛盾的。在有限的空间内，如何能挤下更多的天线单元，并且让天线各方面的性能，比如带宽，效率，相关性等满足要求，是未来第五代移动通信天线技术需要研究的一个重点，也是必然的发展方向。如有技术能很好解决ID与天线之间的矛盾，此技术必将为各手机终端厂商所青睐。

对于第五代移动通信，3.4-3.8GHz频段基本覆盖了世界上大多数国家sub 6G(第五代移动通信中小于6GHZ的频段)的共有频段，国际上有较多论文对手机终端上的sub 6G的MIMO天线研究是基于塑料机ID设计的，而对于金属外框的手机，特别是在当前工业能力下，既能满足ID紧凑设计要求，又能满足量产加工可能性设计的方案，则还没有出现过。

本发明的方案便是针对上述问题对现有紧凑型双天线单元进行的改进。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种用于金属环手机的紧凑型双天线单元及其MIMO天线系统，在所需频段天线单元的两天线间隔离在10dB以上，相关性小于0.3，每支天线自身的反射系数在-5dB以下。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明公开了一种用于金属环手机的紧凑型双天线单元，包括PCB板、天线支架、第一金属片、第二金属片、第一缝隙、第二缝隙、寄生辐射片、回地连接条、第一匹配网络、解耦网络、第二匹配网络和馈线，其中：

所述PCB板在其边缘设有天线净空区；

所述天线支架位于所述天线净空区的上方；

所述第一金属片与第二金属片设置在所述天线支架上，用于两支天线的走线；

所述第一缝隙、第二缝隙、寄生辐射片和回地连接条组合成为手机终端金属环中框的一部分，位于所述PCB板与天线支架的外侧；

所述第一匹配网络分别连接于两支天线，设置于所述PCB板上；

所述解耦网络连接于两支天线之间，设置于所述第一匹配网络的下一级，且位于所述PCB板上，用于确保两支天线之间的隔离；

所述第二匹配网络设置于隔离网络下一级，且位于所述PCB板上，用于对每支天线进行最终匹配；

所述馈线置于所述第二匹配网络下一级，且位于所述PCB板上，用于对天线单元进行馈电。

进一步的，所述第一金属片和第二金属片在所述PCB板平面上的投影部分或全部落于所述天线净空区内。

进一步的，所述第一金属片和第二金属片的走线形式为单极、IFA、Loop或PIFA，所述第一金属片和所述第二金属片采用相同或不同的走线形式。

进一步的，在手机终端的长度方向上，所述回地连接条由金属环中框直接加工成型，连接所述寄生辐射片与所述金属环中框内部主地，所述回地连接条位于所述寄生辐射片的中间位置或中间位置附近。

进一步的，在手机终端的长度方向上，所述回地连接条由所述PCB板上数个弹片弹接，连接所述寄生辐射片与所述PCB板主地，所述回地连接条位于所述寄生辐射片的中间位置或中间位置附近。

进一步的，在手机终端的长度方向上，所述第一金属片和第二金属片在所述第一缝隙和第二缝隙之内。

进一步的，在手机终端的宽度方向上，所述第一金属片和第二金属片距离所述寄生辐射片的距离小于1mm。

优选的，在手机终端的宽度方向上，所述第一金属片和第二金属片距离所述寄生辐射片的距离为0.3mm。

进一步的，在手机终端的宽度方向上，所述天线净空区的宽度大于等于1mm。

进一步的，在手机终端的长度方向上，所述回地连接条的总宽度大于1mm。

进一步的，所述第一缝隙和第二缝隙的缝隙宽度大于0.3mm，小于1mm。

优选的，所述第一缝隙和第二缝隙的缝隙宽度为0.4mm。

进一步的，所述第一匹配网络对所述紧凑型双天线单元的两支天线在所需频段进行匹配，使每支天线在所需频段内S11和S22均小于-6dB。