[发明专利]一种适用于5G毫米波通信系统的手机天线

说明书

本发明公开了一种适用于5G毫米波通信系统的手机天线，由两排平行的天线阵列组成，每排天线由五个尺寸相同的菱形环形天线单元构成；每排的天线单元顶点之间由两条平行的传输线连接，两排天线阵列由一条连接线连接，连接线上设有一个同轴连接器，同轴连接器给手机天线进行相应的馈电；手机天线设于手机基板上层的右上角，手机基板下层为地平面，地平面左上角与右下角保留两块净空区。本发明使用菱形环形天线单元组阵，具有频带覆盖宽、天线增益高以及天线低剖面等优点，满足了毫米波频段的第五代移动通信系统的频段要求，相比于以往所研究的4G通信系统手机天线，本发明结构设计简单、尺寸较小，解决了手机内部预留给天线设计空间不足的问题。

技术领域

本发明属于手机天线的技术领域，具体涉及一种适用于5G毫米波通信系统的手机天线，尤其涉及到可应用于28GHz与38GHz毫米波系统的第五代移动通信系统的手机天线。

背景技术

随着无线通信系统的飞速发展，数据流量的极具爆发，使得目前第四代移动通信网络正在朝着五代移动通信网络(5G)演进，因此5G已经成为当今研究的热点。如，物联网、车联网、多输入多输出等技术领域已经开始了与5G通信系统融合，这将使得数以亿计的手机可以接入5G网络这个平台中，在未来的生活中智能电网、智能医疗、智能交通等应用将依赖5G系统的大数据信息从而变得更加智能。

由于手机终端预留给天线设计的空间越来越小，这导致了手机天线不断的朝紧凑型结构的方向演进。在移动通信系统中，诸如平面倒F结构的传统手机天线逐渐被其它结构所替代。环形天线由于有着较宽的带宽、低剖面的结构、较好的辐射性能因此可以成为第五代移动通信系统手机天线的替代者。

由于目前使用的无线频谱资源多数已经用于了第三代和第四代通信系统，可供5G系统的频谱资源有限，无法满足5G通信协议标准规定的极高速的数据下载速率，所以5G通信系统将会使用28-300GHz的毫米波频段资源，此时电磁波由厘米波而转向波长更短的毫米波，所以28-300GHz频谱除了资源更加丰富这一优势外，它的波长更短也更有利于在狭小的手机内部空间中设计天线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种工作在毫米波通信频段的28GHz和38GHz双频段5G手机天线。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种适用于5G毫米波通信系统的手机天线，由两排平行的天线阵列组成，每排天线由五个尺寸相同的菱形环形天线单元构成；每排的天线单元顶点之间由两条平行的传输线连接，两排天线阵列由一条连接线连接，连接线上设有一个同轴连接器，同轴连接器给手机天线进行相应的馈电；所述手机天线设于手机基板上层的右上角，手机基板下层为地平面，地平面左上角与右下角保留两块净空区。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的天线单元的内边边长为3.6mm，宽度为0.2mm；传输线线长为3.4mm，宽度为0.2mm，传输线间的间隙尺寸为0.2mm；连接线线长为3.3mm，宽度为0.6mm。

上述的同轴连接器长2.92mm。

上述的手机天线整体尺寸为39.82mm×15.55mm。

上述的净空区的尺寸分别为28mm×12mm和40mm×10mm。

上述的手机基板的大小为136mm×68.8mm×0.813mm，即为5.5英寸手机电路基板的尺寸大小。

上述的净空区放置其它网络制式的天线。

上述的其它网络制式的天线为GPS、LTE或WWAN天线。

上述的手机天线及手机基板选用介电常数为3.55，电损耗正切为0.0027的Rogers4003C板材。

本发明具有以下有益效果：