一种用于5G手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出（MIMO）天线

一种用于5g手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线
技术领域
1.本发明涉及5g移动通信技术领域，具体是一种用于5g的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线。


背景技术：

2.目前，移动通信已经进入了5g时代。相比4g,5g能够提供更高的速率、更低的时延、更多的连接数、更快的移动速率以及更高的安全性。mimo技术能够提高信道容量和传输率。研究表明，在多径环境下，随着发射和接收天线数量的增加，信道容量也会呈倍数增长。
3.在现代社会，对无线电通信产品及其产品的需求一直在迅速扩大。这包括无线个人局域网(wpan)、无线高清多媒体干扰(hdmi)、高速互联网接入、无线局域网(wlan)和点对点设备通信。无线广播的这种显著增长主要是由于移动电话、视频流和物联网(iot)的功能。随后，由于这种特殊要求，现有频谱正在放弃其现有的空闲空间。随着紧凑型通信技术在下一个时代面临的挑战不断扩大，在等待6g交付的同时，5g移动网络是无线技术带宽和扩展的最新关键解决方案。
4.在4g lte中，许多应用和网络都与为终端运营商分发超高速和高效的极快通信有关，科学家们已经揭示了对5g频率的巨大关注，因为这表明了接近无线技术的合理后续步骤。随着无线通信技术的快速发展，人们对便捷的手持产品的需求不断扩大，这些产品主要涉及异常优越的数据速，所以为了满足5g通信标准，设计一款能覆盖5g的mimo天线显得尤为重要。
5.本发明的目的是提供一种用于5g手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线；该发明与传统天线相比，具有结构简单、频带宽、隔离度好的优点。
6.为了达到本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种用于5g手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线，包括一个长方体介质基板，其特点包括一个长方体介质基板，其特点所述长方体介质基板底部设有一金属地板，侧面有两个垂直介质基板，天线的所有元件都横向建立在地平面的两个宽边上；所述侧面垂直介质基板的设有m个“凹”型天线单元，每个天线单元由七条微带线组成；所述微带线由金属材质组成，加载在侧面垂直介质基板，底部介质基板和侧面“t”型微带线结构设有馈电点；所述侧面垂直介质基板两侧的天线单元呈镜像对称分布。
8.作为优选，所述长方体作为介质基板，“t”型微带线用于天线的馈电，m个类“凹”型微带线改善天线的阻抗匹配性能。
9.作为优选，所述长方体介质基板材质为fr4，介电常数为4.4，长为150mm，宽为75mm，高度为0.8mm；印刷“t”型金属微带线的一面为介质基板的正面，印刷金属地板的一面则为介质基板的背面。
10.作为优选，所述的微带线呈“凹”型，并沿基板镜像分布，加载在两个垂直放置介质基板上；所述第一条微带线长度为6.2mm，宽度为0.6mm，沿垂直于侧面介质基板长边方向分
布；第二条微带线长度为6.7mm，宽度为0.6mm，与第一条垂直相连，沿平行于侧面介质基板长边方向分布；第三条微带线垂直于第二条，沿垂直于介质基板长边方向分布，长度为0.6mm，宽度为0.2mm；第四条微带线长度为12mm，宽度为0.6mm，平行于侧面介质基板长边方向分布；第五条微带线长度为0.6mm，宽度为0.2mm，沿第三条中点位置垂直于侧面介质板分布；第六条微带线长度为6.7mm，宽度为0.6mm，沿平行于侧面介质基板长边方向分布；第七条微带线长度为6.2mm，宽度为0.6mm，沿垂直于侧面介质基板长边方向分布。
11.作为优选，所述类“t”微带线，其中一部分沿介质基板长边呈“t”型分布，与介质板长边平行方向部分长度为6mm，宽度为0.6mm；介质板长边垂直方向部分长度为2.3mm，宽度为0.6mm；另一部分呈长方形，连接在底面基板正面，长度为7.6mm和宽度为1mm，与侧面部分共同构成馈带线。
12.作为优选，所述的“凹”型微带线的最右侧与相邻的凸型槽的最左侧间隔为53.9mm。
13.作为优选，所述介质基板的背面按照地板的结构进行覆锡，在介质基板的正面和侧面垂直基板按照微带线结构进行覆锡。
14.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
15.(1)本发明的天线由50欧同轴线从底部馈电，用于天线贴片覆盖5g的3.3ghz-3.6ghz频段。
16.(2)本发明的天线具有结构简单，加工容易，成本低，信道容量高的优点，在移动终端应用中具有很高的实用价值。说明
17.附图图1是本发明的系统结构示意图。
18.图2是本发明的天线单元尺寸图。
19.图3，图4是本发明的天线s参数图。
20.图5是本发明的天线在3.4ghz下的辐射方向图。
具体实施方式
21.以下通过具体实施例对本发明做进一步解释说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该意识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
22.如图1所示，一种用于5g的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线，包括一介质基板，整个介质基板的长度为150mm，宽度为75mm，高度为0.8mm。所述介质基板的两个侧边加载有边框基板；外侧便加载有导电贴片，所述导电贴片由汉字“凹”构成；内侧边加载有导电贴片，所述导电贴片由“t”型构成，用于改善天线的阻抗匹配性能。本发明天线材料新颖，结构简单，在智能手机设备应用中具有很高的实用价值。
23.本实例所述的天线结构覆盖在介质基板上和侧边边框基板上，介质基板的材料为fr4，介电常数为4.4，高度0.8mm，一面按照导电贴片的结构进行覆盖，另一面按照接地板的结构进行覆盖。
24.具体实现如下：
25.本实例采用电路板刻蚀技术，在厚度为0.8mm的pcb板的一面上刻蚀出接地板，整
个介质基板的尺寸为150mm
×
75mm
×
0.8mm，同时也采用该蚀刻技术在厚度为0.8mm的fr4基板的另一面刻蚀出导电贴片结构。
26.利用电磁仿真软件ansys electronics desktop 2018.2对该mimo系统进行仿真，s参数的结果如附图3，图4所示，从图3中可以看出可覆盖5g频段，满足通信要求，同时最小值小于-30db，满足小于-10db的要求。
27.如图5所示，分别为天线在中心频率3.4ghz时的e面和h面的方向图。从图中可以看出，所设计的天线在3.4ghz处具有良好的辐射特性，能满足通信要求。


技术特征：
1.一种用于5g手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线，包括一个长方体介质基板，其特点所述长方体介质基板底部设有一金属地板，侧面有两个垂直介质基板，天线的所有元件都横向建立在地平面的两个宽边上；所述侧面垂直介质基板的设有m个“凹”型天线单元，每个天线单元由七条微带线组成；所述微带线由金属材质组成，加载在侧面垂直介质基板，底部介质基板和侧面“t”型微带线结构设有馈电点；所述侧面垂直介质基板两侧的天线单元呈镜像对称分布。2.根据权力要求1所述的一种用于5g手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线，其特征在于，所述长方体作为介质基板，“t”微带线用于天线的馈电，m个类“凹”型和用于改善天线的阻抗匹配性能。3.根据权力要求2所述的一种用于5g手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线，其特征在于，所述长方体介质基板材质为fr4，介电常数为4.4，长为150mm，宽为75mm，高度为0.8mm；印刷金属微带线的一面为介质基板的正面，印刷金属地板的一面则为介质基板的背面。4.根据权力要求3所述的一种用于5g手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线，其特征在于，所述的微带线呈“凹”型，并沿基板镜像分布，加载在两个垂直放置介质基板上；所述第一条微带线长度为6.2mm，宽度为0.6mm，沿垂直于侧面介质基板长边方向分布；第二条微带线长度为6.7mm，宽度为0.6mm，与第一条垂直相连，沿平行于侧面介质基板长边方向分布；第三条微带线垂直于第二条，沿垂直于介质基板长边方向分布，长度为0.6mm，宽度为0.2mm；第四条微带线长度为12mm，宽度为0.6mm，平行于侧面介质基板长边方向分布；第五条微带线长度为0.6mm，宽度为0.2mm，沿第三条中点位置垂直于侧面介质板分布；第六条微带线长度为6.7mm，宽度为0.6mm，沿平行于侧面介质基板长边方向分布；第七条微带线长度为6.2mm，宽度为0.6mm，沿垂直于侧面介质基板长边方向分布。5.根据权力要求4所述的一种用于5g手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线，其特征在于，所述类“t”微带线，其中一部分沿介质基板长边呈“t”型分布，与介质板长边平行方向部分长度为6mm，宽度为0.6mm；介质板长边垂直方向部分长度为2.3mm，宽度为0.6mm；另一部分呈长方形，连接在底面基板正面，长度为7.6mm和宽度为1mm，与侧面部分共同构成馈带线。6.根据权力要求5所述的一种用于5g手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线，其特征在于，所述的类“凹”微带线的最右侧与相邻的“凹”型微带线的最左侧间隔为53.9mm。7.根据权力要求6所述的一种用于5g手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(mimo)天线，其特征在于，所述介质基板的背面按照地板的结构进行覆锡，在介质基板的正面和侧面垂直基板按照微带线结构进行覆锡。

技术总结
本发明公开了一种用于5G手机的自解耦高隔离度六单元多输入多输出(MIMO)天线，包括一个长方体介质基板，其特点所述长方体介质基板底部设有一金属地板，所述地板的表面对称M个类“T”型贴片；所述介质基板侧边基板的均匀设有N个“凹”型天线单元，每个天线单元由七条微带线组成；所述微带线由金属材质组成，加载在介质基板外部，微带线结构设有馈电点；所述介质基板两侧的天线单元呈镜像对称分布，每一侧天线单元间的距离相同。本发明可以覆盖3.3GHz-3.6GH频段，各端口之间隔离度优于30dB。天线结构简单，加工容易，成本低，在移动终端应用中具有很高的实用价值。终端应用中具有很高的实用价值。终端应用中具有很高的实用价值。


技术研发人员：王仲根 侯英健 聂文艳 杨明 穆伟东
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/10/6