[发明专利]一种应用在移动终端金属外壳上的天线及天线系统

说明书

本发明公开了一种应用在移动终端金属外壳上的天线，包括金属外壳和至少一个天线单元，所述天线单元包括馈电探针、绝缘套管和反射腔，所述反射腔为金属外壳向内凹陷形成的腔体，所述反射腔包括第一壁和第二壁；所述馈电探针的一端与第一壁连接，中间通过绝缘套管与第二壁连接，另一端用于与馈电信号线连接；本发明还提供一种应用在移动终端金属外壳上的天线系统。本发明通过馈电探针馈电和反射腔的结构，实现将5G天线设置在移动终端的侧边，从而可以与3G、4G、GPS、WIFI等天线共存。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体地说，涉及一种应用在移动终端金属外壳上的天线及天线系统。

背景技术

5G（5th-Generation，第五代移动通信技术）面向 2020 年以后的人类信息社会，尽管相关的技术还没有完全定型，但是可预见高速率、低时延、海量设备连接、低功耗的5G通信技术在未来社会占有的重要的地位。5G 终端天线作为5G终端设备的核心部件在促进和推动新一代移动通信系统和5G 手机等移动终端的发展将起到积极而又重要的作用。

与 4G 手机的全向辐射天线不同，5G 手机需要对毫米波频段实现波束赋型的天线阵列，但手机上的天线阵列与基站的天线阵列不同，在基站端，由于天线尺寸受限制较少，并且有相对成熟的相控阵天线技术支撑，已经有 5G 基站天线的样机展示。但在移动终端处，由于手机等移动终端的天线空间局限性和金属等环境复杂性，需要将5G的天线与现有的2G、3G、4G、GPS、WIFI等天线兼容将成为不小的挑战。

发明内容

本发明的主要目的在于提供种应用在移动终端金属外壳上的天线及天线系统，旨在实现5G的天线与现有的2G、3G、4G、GPS、WIFI等天线兼容。

为实现上述目的，本发明提供一种应用在移动终端金属外壳上的天线，包括金属外壳、馈电信号线和至少一个天线单元，所述天线单元包括馈电探针、绝缘套管和反射腔，所述反射腔为金属外壳向内凹陷形成的腔体，所述反射腔包括第一壁和第二壁；所述馈电探针的一端与第一壁连接，中间通过绝缘套管与第二壁连接，另一端连接馈电信号线。本发明5G天线位于移动终端的侧边而不占用传统天线的位置，从而可以与3G、4G、GPS、WIFI等天线共存，反射腔的存在可以改变5G天线的辐射方向，从而减少用户使用移动终端的辐射，例如在打电话时，手机正面的5G天线辐射减小就很有必要。

进一步地，所述反射腔的形状为长方体，所述反射腔的长度为天线单元的1/2个工作波长到1个工作波长，高度为天线单元的1/8个工作波长到1/2个工作波长，宽度为天线单元的1/10个工作波长到1/2个工作波长。该反射腔可以使5G天线产生较佳的定向辐射。

进一步地，所述金属外壳包括底壳和边框，所述第一壁为底壳的一部分或边框的一部分。第一壁为底壳的一部分时，反射腔的开口设置在边框上，第一壁为边框的一部分时，反射腔的开口设置在底壳上。

进一步地，所述反射腔内填充低损耗材料，低损耗材料指的是介电常数大于1，介电损耗小于0.02的材料，如塑料。这里的填充可以部分填充，也可以选择不同的材料进行填充，填充的方式可为纳米注塑。具体的填充方式以及内容应当根据波束扫描范围选择，塑料填充可减小单元间的距离，可增加扫描角度，但带宽会减小，单元间的耦合会增加，辐射增益会降低；有需要的话还可以选择填充空气，即不填充。

进一步地，所述第一壁上设有馈电孔，所述馈电探针与馈电孔连接。

进一步地，所述馈电探针与馈电孔连接的一端直径较大，所述馈电探针的形状为螺丝形结构，或者馈电探针的纵截面为T形或三角形或梯形。可根据所需的带宽选择合适的探针，其中纵截面为T形的馈电探针阻抗带宽较窄，所述的其他的形式的探针阻抗带宽较宽，但会增大天线单元的长度，减小波束扫描范围。