[发明专利]一种用于5G移动通信的紧凑型三单元终端MIMO天线阵

说明书

本发明公开一种用于5G移动通信的紧凑型三单元终端MIMO天线阵，金属地板覆盖在主基板的上表面，第一基板垂直设置在主基板的一侧，环天线贴附在第一基板的内侧，且环天线设有中部枝节，环天线的两端接金属地板的边缘，中部枝节则通过电感与置于金属地板上的第一馈电点导通；第一、第二缝隙天线设于金属地板的上表面，且关于环天线的中部枝节镜像对称；第一、第二缝隙天线通过电感分别与置于金属地板上的第二馈电点和第三馈电点导通；第一、第二缝隙天线的一端分别通过电容连接至金属地板靠近第一基板一侧的边缘，另一端通过连通缝隙连接，连通缝隙中设有电容。本发明实现了紧凑型的三单元MIMO天线阵，能够满足5G移动通信及天线阵小型化的需求。

技术领域

本发明涉及通讯天线技术领域，特别是涉及一种用于5G移动通信的紧凑型三单元终端MIMO天线阵。

背景技术

随着5G时代的到来，人们的日常生活及各行业的业务对更高的数据传输速率得以实现。传统的无线通信系统基本是采用单输入单输出(SISO)系统，然而SISO系统在信道容量上有一个不可突破的瓶颈—Shannon容量限制，还有移动通信系统中的存在着多径效应和提高链路稳定性，因此人们提出了天线分集技术，将天线分集与时间分集联合应用获得空间维与时间维的分集效应，因此多天线系统(MIMO)代替单天线系统是无线通信发展的趋势所在。MIMO技术能够有效提高信道容量，典型的应用场景之一便是手机移动终端，现有的技术中，经常在一个手机终端中放置多个用于不同场景的异频或同频天线单元来提升信道容量，然而，由于手机终端中用于天线放置的空间十分有限，因此天线单元之间可能会存在互耦合问题。因此，亟需在紧凑的手机终端空间内设计具有良好隔离度的MIMO天线阵列，以增强MIMO天线阵列的应用前景。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于5G移动通信的紧凑型三单元终端MIMO天线阵，该天线阵采用三天线单元的布置方式，实现了在紧凑的空间内设计出了具有良好隔离度的三天线单元MIMO终端天线阵列。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于5G移动通信的紧凑型三单元终端MIMO天线阵，包括：主基板、第一基板、金属地板、环天线、第一缝隙天线、第二缝隙天线、连通缝隙、第一馈电点、第二馈电点、第三馈电点、电感和电容；

所述金属地板覆盖在所述主基板的上表面，所述第一基板垂直设置在所述主基板的一侧，所述环天线贴附在所述第一基板的内侧，且所述环天线设有中部枝节，所述环天线的两端接所述金属地板的边缘，中部枝节则通过电感与置于所述金属地板上的第一馈电点导通；所述第一缝隙天线、第二缝隙天线设于所述金属地板的上表面，且关于所述环天线的中部枝节镜像对称；所述第一缝隙天线、第二缝隙天线通过电感分别与置于金属地板上的第二馈电点和第三馈电点导通；所述第一缝隙天线、第二缝隙天线的一端分别通过电容连接至所述金属地板靠近所述第一基板一侧的边缘，另一端通过所述连通缝隙连接，所述连通缝隙中设有电容。

本发明的天线阵列是由一个环天线、两个缝隙天线共三个天线单元组成。其中，环天线的两端接金属地板，并从中部枝节通过电感与第一馈电点进行馈电；两个缝隙天线关于环天线的中部枝节镜像对称，并通过电感分别与第二馈电点、第三馈电点直接导通馈电；上述的电感用于三个天线单元的调谐。通过该种设计，可极大节省天线放置的空间，并且通过三个天线单元增强了信道容量。

本发明的金属地板的边缘通过电容与两个缝隙天线的一端连接，一方面用于保证环天线的电流回路不被阻断从而正常工作，另一方面也能保证两个缝隙天线的谐振。并且本发明在两个缝隙天线的另一端通过一个连通缝隙进行连接，并在连通缝隙内设有一个桥接缝隙两边的电容，该电容用于降低两个缝隙天线之间的电流耦合。在三个天线单元因馈电耦合而产生谐振辐射时，可通过电容有效将三个天线单元进行阻隔解耦，实现良好的隔离度，使其相互之间的谐振辐射不受影响，避免发出的信号产生干扰。

本发明的工作原理为：