黃代煒 杜正偉

【摘? 要】主要介紹了應(yīng)用于5G移動(dòng)終端的寬帶八天線(xiàn)系統(tǒng)，該天線(xiàn)系統(tǒng)主要由兩種天線(xiàn)單元構(gòu)成，分別分布在地板的上方和側(cè)邊，第一種和第二種天線(xiàn)單元具有正交性，從而實(shí)現(xiàn)了寬帶的解耦效果。八個(gè)天線(xiàn)單元，在阻抗帶寬小于-6 dB的前提下，都可以覆蓋3.3 GHz—5 GHz，可以包括目前應(yīng)用于5G 的Sub 6 GHz的所有頻段，八個(gè)天線(xiàn)之間的隔離度均大于10 dB，第一種天線(xiàn)單元的仿真效率在工作頻帶內(nèi)為45%～51%，第二種天線(xiàn)單元的仿真效率為52%～57%，滿(mǎn)足移動(dòng)通信系統(tǒng)的效率要求。

【關(guān)鍵詞】5G;八天線(xiàn)系統(tǒng);寬帶;移動(dòng)終端

1? ?引言

移動(dòng)通信技術(shù)快速發(fā)展，為了提高移動(dòng)通信的速率，MIMO是一種常用的技術(shù)，近年來(lái)有很多學(xué)者對(duì)5G移動(dòng)終端天線(xiàn)進(jìn)行研究，其主要采用正交模式、中和線(xiàn)等方法實(shí)現(xiàn)解耦，文獻(xiàn)[1]采用正交模式實(shí)現(xiàn)了覆蓋3 300 MHz—3 600 MHz的四天線(xiàn)系統(tǒng)，對(duì)于其他的5G頻段，例如3 800 MHz—4 200 MHz、4 400 MHz—5 000 MHz，則沒(méi)有實(shí)現(xiàn)覆蓋。文獻(xiàn)[2]在非常小的尺寸下，在金屬地板的兩側(cè)分別放置了兩個(gè)天線(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)了覆蓋3 400 MHz—3 600 MHz的八天線(xiàn)系統(tǒng)。本文采用耦合饋電和正交模式的方法，充分利用金屬邊框，實(shí)現(xiàn)了覆蓋3 300 MHz—5 000 MHz的八天線(xiàn)系統(tǒng)。

2? ?天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)

本文所提出的天線(xiàn)系統(tǒng)如圖1所示，從圖1可以看出，該天線(xiàn)單元主要由2種天線(xiàn)單元構(gòu)成，兩種單元具有正交性，并且都采用耦合饋電的方式，都是由耦合饋電線(xiàn)和接地枝節(jié)構(gòu)成。第一種天線(xiàn)單元位于地板的上方，第二種天線(xiàn)單元位于地板的側(cè)邊，天線(xiàn)的地板大小為135 mm×75 mm，介質(zhì)板的材料是FR4，相對(duì)介電常數(shù)為4.4，損耗為0.02。天線(xiàn)的具體尺寸如圖1所示，將天線(xiàn)單元1到天線(xiàn)單元4通過(guò)對(duì)稱(chēng)可以得到天線(xiàn)單元5到天線(xiàn)單元8。

3? ?天線(xiàn)的仿真結(jié)果

對(duì)上面所描述的天線(xiàn)進(jìn)行仿真，可以得到關(guān)于天線(xiàn)的S參數(shù)以及天線(xiàn)的效率，圖2和圖3給出了天線(xiàn)的S參數(shù)。從圖2可以看出，該天線(xiàn)的8個(gè)天線(xiàn)單元都可以覆蓋-6 dB的3 300 MHz—5 000 MHz。從圖3可以看出，該天線(xiàn)單元1到天線(xiàn)單元4之間的隔離度都大于10 dB。從圖1可以看出，由于天線(xiàn)結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱(chēng)性，天線(xiàn)單元5到天線(xiàn)單元8之間的隔離度可以同理獲得。圖4給出了仿真的天線(xiàn)效率，第一種天線(xiàn)單元的仿真效率在工作頻帶內(nèi)為45%～51%，第二種天線(xiàn)單元的仿真效率為52%～57%，能夠滿(mǎn)足移動(dòng)通信終端的效率要求。

4? ?結(jié)束語(yǔ)

本文采用耦合饋電的方式，應(yīng)用正交模式的方法，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于移動(dòng)終端的寬帶八天線(xiàn)系統(tǒng)，該天線(xiàn)系統(tǒng)主要由兩種天線(xiàn)單元構(gòu)成，該天線(xiàn)的8個(gè)天線(xiàn)單元都可以覆蓋-6 dB的3 300 MHz—5 000 MHz，天線(xiàn)單元之間的隔離度都大于10 dB，8個(gè)天線(xiàn)單元的輻射效率在工作頻帶內(nèi)均大于40%，滿(mǎn)足移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)終端的效率要求。

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