[发明专利]一种应用于5G移动终端的天线阵列装置

说明书

本发明涉及一种应用于5G移动终端的天线阵列装置，天线阵列是由多个磁电偶极子天线单元构成，天线阵列在移动终端中形成端射辐射，并克服了其他天线单元带宽窄的弊端。本发明新型天线阵列可以采用多种实现形式，结构简单，所占体积小，方便集成在手机板端，可以根据需要选择表面贴装方式(SMT)或者多层PCB集成等多种工艺形式实现。该天线阵列结构紧凑，可组成不同单元数的天线阵列以满足增益要求，天线阵列所占体积小，有着很宽的天线带宽，可以覆盖多个5G毫米波频段，同时保持较高的天线定向增益和稳定的辐射方向图，实现毫米波5G通讯所需要的高增益和波束赋形、波束扫描功能，非常便于集成到便携式的移动终端装置中。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，更具体地，涉及一种应用于5G移动终端的天线阵列装置。

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板端的毫米波天线阵列单元通常包括单极天线monopole、偶极天线dipole、八木天线Yagi、缝隙天线slot、微带天线patch、Vivaldi天线等。其中Yagi、patch、Vivaldi天线为定向天线，波束宽度较窄有着较高的增益。Slot天线和dipole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。且这些天线带宽仍无法满足多频段工作的5G业务需求。

5G 移动终端选用毫米波频段以及可实现波束赋形的相控阵天线技术也是实际5G 系统所需。为了得到更高的传输速率和更低的传输时延，就要求通信带宽大大增加，目前只有在毫米波频段有这么宽的频带可以加以利用。同时毫米波频段的传播路径损耗极大，为了克服传播损耗这个问题，急需提出一种移动终端用宽频带高增益的天线阵列。

发明内容

本发明为克服上述现有技术问题提供一种应用于5G移动终端的天线阵列装置，该天线阵列使用磁电偶极子天线形式，带宽覆盖多个频段，并获得定向高增益，有较宽的波束宽度，天线结构所占体积小，结构紧凑。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种应用于5G移动终端的天线阵列装置，包括多个磁电偶极子天线单元（1111、1112、1113…111n）和射频前端模块（1110），其中n为大于1的整数，所述多个磁电偶极子天线单元之间形成天线阵列，所述天线阵列的各个磁电偶极子天线单元（1111、1112、1113…111n）分别通过射频前端模块（1110）连接至基带信号收发端，结构紧凑，可组成不同单元数的天线阵列以满足增益及方向图的要求，结构简单。

进一步的，作为优选技术方案，各磁电偶极子天线单元（1111、1112、1113…111n）结构是相同的或者相似的，所述磁电偶极子天线单元（1111、1112、1113…111n）之间的间距根据天线阵列方向图或者天线阵列扫描角度来确定。

进一步的，作为优选技术方案，各磁电偶极子天线单元（1111、1112、1113…111n）间距为半波长到一个波长之间。