[发明专利]一种面向5G移动终端的紧凑型高隔离度MIMO天线

说明书

本发明公开了一种面向5G移动终端的高隔离度MIMO天线，包括矩形的基板和金属底板，基板上设有三单元天线模块，三单元天线模块包括辐射面与基板垂直的第一偶极子天线单元、第二偶极子天线单元和单极子天线单元；基板一个顶角的两条直角边分别位于第一偶极子天线单元和第二偶极子天线单元的辐射面上，单极子天线单元的辐射面与第一偶极子天线单元或第二偶极子天线单元的辐射面平行，与另一偶极子天线单元的辐射面垂直。具有隔离度高，在紧凑的空间中有效降低天线之间的互耦，提高空间利用率，结构紧凑，有利于减小天线体积，能够覆盖5G通信所需频段的优点。

技术领域

本发明涉及天线技术，尤其涉及一种面向5G移动终端的紧凑型高隔离度MIMO天线。

背景技术

近年来，随着无线通信的飞速发展和通信系统容量的不断提高，电磁波传播环境变得越来越复杂，人们生活品质的提高也对无线移动通信系统和手机提出了更高的要求。不同于传统的通信系统，在包含空间分集和空间复用的MIMO系统中，多径效应已经成为了有利条件，不光可以被用来提高信息传输速率，也可以利用空间分集技术来保证信息传输的可靠性。

第五代(5G)移动通信系统将于2020年大规模部署，相比目前的4G系统，5G移动通信系统有着更高的传输速率和更短的延迟等诸多优势。理论上，MIMO信道容量随着MIMO元素的数量线性增加，然而，对于移动终端而言，外围器件越来越多，留给天线设计空间越来越小，受限于整机尺寸，会导致天线之间的耦合变强，进一步会导致MIMO中元素的辐射效率降低，从而无法发挥MIMO天线技术的优势。如何在有限的空间中，实现天线间高隔离度和低包络相关系数(ECC)，保证天线的性能是MIMO天线设计的难点。解耦能够改善空间的利用率并保证MIMO天线的正常工作，是紧凑结构的天线中传统的解耦方法是向天线中引入外部解耦结构，占用空间大，空间的利用率不高，同时解耦结构还会带来信道耦合，改变天线原有特性，已经无法满足5G移动终端的需求。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种高隔离度且结构紧凑的面向5G终端的MIMO天线。

技术方案：本发明的面向5G移动终端的高隔离度MIMO天线包括矩形的基板和金属底板；基板上设有三单元天线模块，包括辐射面与基板垂直的第一偶极子天线单元、第二偶极子天线单元和单极子天线单元；基板一个顶角的两条直角边分别位于第一偶极子天线单元和第二偶极子天线单元的辐射面上，单极子天线单元的辐射面与第一偶极子天线单元或第二偶极子天线单元的辐射面平行，与另一偶极子天线单元的辐射面垂直。

基板由FR-4等级的材料制成，相对介电常数为4.4，损耗角正切值为0.02，且具有用于印刷天线单元的竖直段，第一偶极子天线单元、第二偶极子天线单元和单极子天线单元印刷在竖直段上，第一偶极子天线单元和第二偶极子天线单元为倒U形结构，通过耦合微带线馈电，二者共用一个耦合接地枝节，耦合微带线的位置根据天线阻抗匹配需求确定，单极子天线单元为T形结构，通过微带线直接馈电，通过接地枝节匹配阻抗，所述接地枝节的两个末端处加工有金属通孔，天线通过金属通孔接地，金属底板上侵蚀有用于防止各天线单元电流耦合的凹槽。

进一步地，基板每个顶角处均设置一个三单元天线模块。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：天线之间隔离度高，包络相关性低，能够在紧凑的空间中有效降低天线之间的互耦，提高空间利用率，结构紧凑，有利于减小天线体积，能够覆盖5G通信所需频段。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的一个实施例中第一偶极子天线单元的结构图；

图3是本发明的一个实施例中第二偶极子天线单元的结构图；

图4是本发明的一个实施例中单极子天线单元的结构图；

图5是本发明的一个实施例中第一偶极子天线受激励时的电流分布图；