[发明专利]一种适用于5G终端装置的新型天线单元

说明书

本发明涉及一种用于5G移动终端的新型天线单元，包括PCB板、设置在PCB板表面的辐射单元以及馈电结构；辐射单元包括磁偶极子以及电偶极子；磁偶极子包括分别设置在第一表面、第二表面的第一磁偶导电件、第二磁偶导电件以及穿过PCB板且两端分别连通第一磁偶导电件边缘和第二磁偶导电件边缘的第一金属通孔阵列；电偶极子包括分别连接第一磁偶导电件的第一电偶导电件以及连接第二磁偶导电件的第二电偶导电件；馈电结构连接第一磁偶导电件，磁偶极子延伸出接地端。本发明结构简单、频带宽、增益高、易于与PCB集成等优点；对于各国规划的5G备选频段中，可以覆盖三个及以上相邻频段，非常适合于第五代移动通信系统，尤其是5G毫米波频段的应用。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种用于5G移动终端的新型天线单元。

背景技术

当今，各种新的用户需求和业务形态已经发生了巨大改变：传统的语音、短信业务逐步被移动互联网业务所淘汰；云计算的发展，使得业务的核心放在云端，终端和网络之间主要传输控制信息，这样的业务形态对传统的语音通信模型造成了极大的挑战； M2M/IoT带来的海量数据连接， 超低时延业务， 超高清、 虚拟现实业务、 增强现实业务带来了远超 Gpbs 的速率需求， 现有 4G 技术均无法满足这些业务需求。

5G 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5G 的基本特征已经明确：高速率、低时延、海量设备连接、低功耗。5G 终端天线作为5G终端设备的核心部件，只有创新性的解决了 5G 天线这个技术难题，才能保证 5G 系统的正常运行和商用。因此，本发明对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。

现有的可集成在移动终端装置PCB板端的毫米波天线单元通常包括单极天线、偶极天线、八木天线、缝隙天线、微带天线、Vivaldi天线等。其中八木天线、微带天线、Vivaldi天线为定向天线，波束宽度较窄有着较高的增益。缝隙天线和偶极天线在自由空间是全向的，但是当集成在板端的时候由于受到介质和接地板的影响天线辐射可能会变成定向辐射。对于IFA、PIFA天线以及适合终端3G/4G应用的其他大小尺寸天线，由于效率较低，无法全向辐射等原因也不太适合于5G终端系统要求。因此需要提出一种适用于5G终端的新型天线单元。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了用于5G移动终端的新型天线单元。

一种用于5G移动终端的新型天线单元，包括具有第一表面以及第二表面的PCB板、设置在所述PCB板表面的辐射单元以及馈电结构；所述辐射单元包括磁偶极子以及电偶极子；所述磁偶极子包括分别设置在所述第一表面、第二表面的第一磁偶导电件、第二磁偶导电件以及穿过所述PCB板且两端分别连通所述第一磁偶导电件边缘和第二磁偶导电件边缘的第一金属通孔阵列；所述电偶极子包括分别连接所述第一磁偶导电件的第一电偶导电件以及连接所述第二磁偶导电件的第二电偶导电件；所述馈电结构连接所述第一磁偶导电件，所述磁偶极子延伸出接地端。所述第一磁偶导电件和所述第二磁偶导电件分别为相互平行设置的覆铜片。

进一步的，所述第一金属通孔阵列相邻两通孔的间距小于波导波长的四分之一，金属通孔的直径小于波导波长的八分之一。所述PCB板至少包括第一介质层以及第二介质层，所述馈电结构设置在第一介质层和第二介质层之间。

作为上述新型天线单元的进一步具体化，辐射单元可以有三个方向：

辐射单元的第一个具体方案包括印刷磁偶极子结构和SMT电偶极子结构。其中印刷磁偶极子结构印刷在PCB的不同层上，通过加入短路金属通孔来实现其功能。电偶极子结构由两片金属片构成，通过表面贴装工艺与PCB相连。