应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统及移动终端技术方案

本实用新型专利技术公开了一种应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统及移动终端，天线系统包括天线组件，天线组件包括第一馈电结构、第二馈电结构、环形的第一辐射单元和环形的第二辐射单元，第二辐射单元位于所述第一辐射单元的内侧，所述第二辐射单元所在的平面相对于所述第一辐射单元所在的平面平行设置，第二辐射单元位于第一辐射单元的下方，且第二辐射单元的中心与所述第一辐射单元的中心在竖直方向上重合，所述第一馈电结构和第二馈电结构分别位于第二辐射单元的下方，且所述第一馈电结构所在的平面相对于所述第二馈电结构所在的平面垂直设置。天线组件的结构紧凑，且天线单元之间的隔离度好，可以很好地覆盖3.4～3.6GHz以及4.8～5GHz频段。

Dual frequency and dual polarization MIMO antenna system and mobile terminal for 5g communication

【技术实现步骤摘要】
应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统及移动终端
本技术涉及天线
，尤其涉及一种应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统及移动终端。
技术介绍
随着无线通信技术的快速发展，第五代(5G)无线通信系统将在2020年商业化。5G无线通信系统将使用下面两个不同的主要频段：6GHz以下和6GHz以上的毫米波频段。由于6GHz以下具有可操作性强和技术成熟的优点，所以6GHz以下的5G天线系统将被优先使用。在第四代移动通信(4G)系统中，2×2的多输入多输出(MIMO)天线已经被广泛研究并使用在手持移动设备中。目前各国的研究结果表明，5G通信技术与目前的4G通信技术相比，其峰值速率将增长数十倍，所以，为了达到5G传输速率的要求，具有更多天线个数的MIMO天线系统，比如8×8的MIMO天线系统将被应用到手持设备，以实现更大的信道容量和更好的通信质量。此外，具有多天线单元的MIMO天线系统可以很好地解决多径衰落问题并提升数据吞吐量。2017年11月9日，国家工信部公布了5G频段，规划了3.3～3.6GHz和4.8～5GHz频段作为5G系统的工作频段，其中，3.3～3.4GHz频段原则上限室内使用。由于手持设备比如手机的空间有限，更多的天线将会使天线间的隔离度降低，影响天线的性能。降低天线之间的隔离度的问题已经被广泛地研究和讨论过，比如通过在两个相邻两个天线之间加入隔离条、在系统的PCB板上开缝隙、使用隔离网络以及在天线之间加入具有隔离效果的中和线等。无论使用上述哪种设计，都会增加天线的复杂程度和设计的难度，同时还会为后期的调试增加难度。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统及移动终端，天线单元间的隔离度好。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统，包括至少两个的天线组件，所述天线组件包括第一馈电结构、第二馈电结构、环形的第一辐射单元和环形的第二辐射单元，所述第二辐射单元位于所述第一辐射单元的内侧，所述第二辐射单元所在的平面相对于所述第一辐射单元所在的平面平行设置，所述第二辐射单元位于所述第一辐射单元的下方，且所述第二辐射单元的中心与所述第一辐射单元的中心在竖直方向上重合；所述第一馈电结构和第二馈电结构分别位于所述第二辐射单元的下方，且所述第一馈电结构所在的平面相对于所述第二馈电结构所在的平面垂直设置。进一步的，所述第一辐射单元和第二辐射单元之间在水平方向上设有间隙，所述第一馈电结构和第二馈电结构均位于所述间隙的下方。进一步的，所述第一馈电结构和第二馈电结构的形状均为T形。进一步的，所述第一馈电结构和第二馈电结构的形状均为Y形。进一步的，所述第一馈电结构所在的平面和第二馈电结构所在的平面分别相对于所述第一辐射单元所在的平面垂直设置。进一步的，所述第一辐射单元和第二辐射单元的形状均为正多边形，所述正多边形的边数为4n，n为大于或等于1的整数。进一步的，所述第一辐射单元和第二辐射单元的形状均为圆环形。进一步的，所述天线组件的工作频率范围为3.4～3.6GHz和4.8～5GHz。本技术采用的另一技术方案为：一种移动终端，包括所述的应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统。进一步的，还包括PCB板，所述第一辐射单元所在的平面相对于所述PCB板平行设置。本技术的有益效果在于：第一馈电结构、第一辐射单元和第二辐射单元共同构成一个天线单元，第二馈电结构、第一辐射单元和第二辐射单元共同构成另一个天线单元，两个天线单元共用两个辐射单元，使得天线组件的结构紧凑；两个馈电结构所在的平面相互垂直设置，可以使两个天线单元之间形成正交极化，天线单元之间的隔离度好，可以很好地覆盖3.4～3.6GHz以及4.8～5GHz频段。本技术的天线系统适用于手机等移动终端，其结构简单，制作方便，成本低。附图说明图1为本技术实施例一的移动终端的结构示意图；图2为本技术实施例一的天线组件的整体结构示意图；图3为本技术实施例一的天线组件的俯视图；图4为本技术实施例一的天线组件的侧视图；图5为图1中的双频双极化MIMO天线系统的S参数图；图6为图1中的双频双极化MIMO天线系统工作在3.4～3.6GHz时的天线效率图；图7为图1中的双频双极化MIMO天线系统工作在4.8～5GHz时的天线效率图；图8为本技术实施例一的天线组件工作在3.5GHz时的电流分布图(通过第一馈电结构进行馈电)；图9为本技术实施例一的天线组件工作在3.5GHz时的电流分布图(通过第二馈电结构进行馈电)；图10为本技术实施例一的天线组件工作在4.9GHz时的电流分布图(通过第一馈电结构进行馈电)；图11为本技术实施例一的天线组件工作在4.9GHz时的电流分布图(通过第二馈电结构进行馈电)；图12为本技术实施例一的天线组件工作在3.5GHz时的3D辐射图(通过第一馈电结构进行馈电)；图13为本技术实施例一的天线组件工作在3.5GHz时的3D辐射图(通过第二馈电结构进行馈电)；图14为本技术实施例一的天线组件工作在4.9GHz时的3D辐射图(通过第一馈电结构进行馈电)；图15为本技术实施例一的天线组件工作在4.9GHz时的3D辐射图(通过第二馈电结构进行馈电)。标号说明：1、PCB板；2、天线组件；21、第一馈电结构；22、第一辐射单元；23、第二馈电结构；24、第二辐射单元；25、第一间隙；26、第二间隙。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本技术最关键的构思在于：第一馈电结构所在的平面相对于所述第二馈电结构所在的平面垂直设置，使两个天线单元之间可以形成正交极化，隔离度好。请参照图1至图4，一种应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统，包括至少两个的天线组件2，所述天线组件2包括第一馈电结构21、第二馈电结构23、环形的第一辐射单元22和环形的第二辐射单元24，所述第二辐射单元24位于所述第一辐射单元22的内侧，所述第二辐射单元24所在的平面相对于所述第一辐射单元22所在的平面平行设置，所述第二辐射单元24位于所述第一辐射单元22的下方，且所述第二辐射单元24的中心与所述第一辐射单元22的中心在竖直方向上重合；所述第一馈电结构21和第二馈电结构23分别位于所述第二辐射单元24的下方，且所述第一馈电结构21所在的平面相对于所述第二馈电结构23所在的平面垂直设置。从上述描述可知，本技术的有益效果在于：第一馈电结构、第一辐射单元和第二辐射单元共同构成一个天线单元，第二馈电结构、第一辐射单元和第二辐射单元共同构成另一个天线单元，两个天线单元共用两个辐射单元，使得天线组件的结构紧凑；两个馈电结构所在的平面相互垂直设置，可以使两个天线单元之间形成正交极化，天线单元之间的隔离度好，可以很好地覆盖3.4～3.6GHz以及4.8～5GHz频段。本技术的天线系统适用于手机等移动终端，其结构简单，制作方便，成本低。由上述描述可知，第一馈电结构所在的平面垂直于第二馈电结构所在的平面，两个辐射单元之间可形成正交极化。进一步的，所述第一辐射单元22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统，包括至少两个的天线组件，其特征在于，所述天线组件包括第一馈电结构、第二馈电结构、环形的第一辐射单元和环形的第二辐射单元，所述第二辐射单元位于所述第一辐射单元的内侧，所述第二辐射单元所在的平面相对于所述第一辐射单元所在的平面平行设置，所述第二辐射单元位于所述第一辐射单元的下方，且所述第二辐射单元的中心与所述第一辐射单元的中心在竖直方向上重合；所述第一馈电结构和第二馈电结构分别位于所述第二辐射单元的下方，且所述第一馈电结构所在的平面相对于所述第二馈电结构所在的平面垂直设置。

【技术特征摘要】
1.一种应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统，包括至少两个的天线组件，其特征在于，所述天线组件包括第一馈电结构、第二馈电结构、环形的第一辐射单元和环形的第二辐射单元，所述第二辐射单元位于所述第一辐射单元的内侧，所述第二辐射单元所在的平面相对于所述第一辐射单元所在的平面平行设置，所述第二辐射单元位于所述第一辐射单元的下方，且所述第二辐射单元的中心与所述第一辐射单元的中心在竖直方向上重合；所述第一馈电结构和第二馈电结构分别位于所述第二辐射单元的下方，且所述第一馈电结构所在的平面相对于所述第二馈电结构所在的平面垂直设置。2.根据权利要求1所述的应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统，其特征在于，所述第一辐射单元和第二辐射单元之间在水平方向上设有间隙，所述第一馈电结构和第二馈电结构均位于所述间隙的下方。3.根据权利要求1所述的应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统，其特征在于，所述第一馈电结构和第二馈电结构的形状均为T形。4.根据权利要求1所述的应用于5G通信的双频双极化MIMO天线系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵安平，任周游，
申请(专利权)人：深圳市信维通信股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44