[实用新型]毫米波天线及其天线系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线领域，具体说的是毫米波天线及其天线系统。

背景技术

目前，全球对于第五代(5G)无线通信技术的研发正在逐渐升温，世界各国和个主流标准化组织都已经方法看到了5G技术发展的迫切性，并且制定了相应的研发推进计划，成为移动通信领域的研究热点。比如，2013年初欧盟在第7框架计划启动了面向5G研发的METIS项目。特别，在2016年7月15日，美国联邦通信委员会(FCC)定义了如下用于5G的毫米波频段：28GHz(27.5-28.35GHz)，37GHz(37-38.6GHz)和39GHz(38.6-40GHz)。按照目前的计划，国际上许多著名移动终端设备厂商已经计划将5G功能作为其新一代移动终端产品的标准配置，并将按照计划在2020年实现5G的商品化。

为了实现上述目的，如何设计出适合于手机终端的行之有效的毫米波天线阵列是必不可少的重要环节。作为毫米波天线阵列的天线辐射单元，传统的长方形缝隙天线，已经被应用在第五代(5G)毫米波相控天线阵列中，比如在5G手机终端上的应用。

但是，现有的缝隙天线在3维远场辐射中仍然存在较强的非均匀分布的缺点：垂直于长方形缝隙长边平面内的辐射强度要远大于平行于缝隙长边平面内的辐射强度。天线辐射体上的表面电流分布决定了该天线在3维远场的辐射强度分布。无论缝隙天线的形状如何，缝隙天线辐射体的表面电流都是环绕着缝隙天线的周围分布的。对于传统的长方形缝隙天线而言，且其电流的主要部分是沿着缝隙天线的长度方向上分布的；而且长方形缝隙天线的长宽比越大，沿着长度方向上分布的电流强度越强，沿着宽度方向上分布的电流强度越弱。也就是说长方形缝隙天线的表面电流强度具有非常明显的电流非均匀分布的特性。这种天线表面电流的非均匀分布直接导致了该天线在3维远场辐射的不均匀性。然而在手机终端的应用中，我们通常期待毫米波天线阵列能具有较均匀的辐射覆盖。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于第五代无线通信，能够实现均匀辐射覆盖的毫米波天线及其天线系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

毫米波天线，包括缝隙天线单体；所述缝隙天线单体包括缝隙天线；

所述缝隙天线包括长条形的第一缝隙分支和第二缝隙分支；所述第二缝隙分支的一端与第一缝隙分支的中间区域连接，另一端远离第一缝隙分支，并设有天线馈电点。

本实用新型提供的另一个技术方案为：

毫米波天线系统，用于第五代无线通信，包括移动终端以及由两个以上上述毫米波天线单体构成的阵列天线；所述阵列天线设置在所述移动终端的边缘位置。

本实用新型的有益效果在于：区别于现有技术的长方形缝隙天线只具有沿其长度方向的分布电流，具有在远场辐射强度不均匀的问题。本实用新型提供一种毫米波天线，由长条形的第一缝隙分支和第二缝隙分支构成缝隙天线，第二缝隙分支的一端与第一缝隙分支的中间区域连接，另一端远离第一缝隙分支。本实用新型的天线除了具有较强的沿第二缝隙分支的长度方向上的分布电流外，还同时具有较强的沿着第一缝隙分支的长度方向的分布电流；两个缝隙分支的分布电流是交错辐射分布的，因此在远场辐射分布具有较好的均匀性。进一步的，由上述毫米波天线构成的阵列天线，运用在基于第五代无线通信系统的移动终端上，不仅能够很好的满足第五代通信系统的28GHz毫米波要求，而且天线单元之间的互耦很小，很好的满足天线阵列的波束成形与扫描，同时还具有良好的天线增益特性。

附图说明

图1为本实用新型的T字形缝隙天线单体的结构示意图；

图2为现有的长方形缝隙天线单体在28GHz的3维远场辐射图；

图3为实施例一的T字形缝隙天线单体在28GHz的3维远场辐射图；

图4为传统长方形缝隙天线与本实用新型的T字形缝隙天线在YZ平面的天线增益分布对比图；

图5为实施例一的T形8x1缝隙天线阵列的3维远场辐射图；

图6为传统长方形8x1缝隙天线阵列的3维远场辐射图；

图7为T字形8x1缝隙天线阵列和传统长方形8x1缝隙天线阵列在YZ平面的天线增益分布对比图；

图8为实施例一中第一缝隙分支的端部朝向所述天线馈电点的方向弯折的T字形缝隙天线结构示意图；

图9为实施例一中第一缝隙分支的端部远离所述天线馈电点的方向弯折的T字形缝隙天线结构示意图；

图10为实施例一中Y字形缝隙天线单体的结构示意图；

图11为实施例一中箭头形缝隙天线单体的结构示意图；