[实用新型]基于金属边框的MIMO天线结构及移动设备

说明书

本实用新型公开了一种基于金属边框的MIMO天线结构及移动设备，包括金属边框和金属地板，金属地板设置在金属边框内，金属边框的一端与金属地板之间设有第一净空区，还包括设置于第一净空区内第一天线辐射体、第二天线辐射体和第三天线辐射体；金属边框的一端依次设有第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙；第一天线辐射体的一端连接第一馈电点，另一端靠近第一缝隙和第二缝隙之间的金属边框；第二天线辐射体的一端连接第二馈电点，另一端靠近第三缝隙和第四缝隙之间的金属边框；第三天线辐射体的一端连接金第三馈电点，另一端连接第二缝隙和第三缝隙之间的金属边框。本实用新型可同时覆盖2/3/4G频段和5G sub‑6GHz频段。

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于金属边框的MIMO天线结构及移动设备。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，第五代无线通信(5G)系统将在2020年商业化使用。5G无线通信系统将使用下面两个不同的主要频段：6GHz以下和6GHz以上的毫米波频段。由于6GHz以下具有的可操作性简单和技术成熟的优点，所以6GHz以下的5G系统将被优先使用。在第四代移动通信(4G)系统中，2×2的多输入多输出(MIMO)天线已经被广泛研究并使用在手持移动设备中。根据目前各国的研究，5G技术相比目前4G技术，其峰值速率将增长数十倍，所以，为了达到5G传输速率的要求，四天线系统或更多天线将被使用，以实现更大的信道容量和更好的通信质量。此外，具有多天线的MIMO天线结构可以很好地解决多径衰落问题并提升数据吞吐量。

在苹果手机金属化外壳的潮流引领下，金属框结构的手机成为主流，如何在金属框结构的环境下设计MIMO天线成为难点。MIMO天线系统中面临的另外一个挑战是如何设计出覆盖更多频段的天线，使其能够覆盖目前的2/3/4G频段和5G Sub-6GHz频段。目前，3GPP已经定义了Sub-6GHz的使用频段，其中3400-3600MHz为目前主流的5G频段(中国，韩国，日本，欧盟规划频段)。

目前，已有相关文献(I.R.R.Barani and K.L.Wong.“Integrated Inverted-Fand Open-Slot Antennas in the Metal-Framed Smartphone for 2×2LTE LB and 4×4LTE M/HB MIMO Operations,”IEEE Trans.Antennas Propag.,vol.66,pp.5004-5012,Oct.2018)提出了一种具有金属框结构的MIMO天线系统，该天线系统包含两个覆盖LTE低频698-960MHz的天线和四个覆盖LTE中/高频1710-2690MHz的天线，天线分别位于手持设备的上下两端，但是此天线结构没有包括现有5G频段，限制了设备在5G场景下的使用。

在另一份相关文献(K.L.Wong,C.C.Wan,L.Y.Chen.“Self-decoupled compactmetal-frame LTE MIMO antennas for the smartphone,”Microwave and OpticalTechnology Letters,vol.60,pp.1170-1179,May 2018)中提出了一种具有金属框结构的MIMO天线系统，该天线系统包含两个覆盖低频824-960MHz及中/高频1710-2690MHz的天线，以及2个只覆盖中/高频1710-2690MHz的天线，同样地，该天线系统没有包含5G频段。

所以设计能够覆盖上述5G频段，且能覆盖当前2/3/4G频段(700-960MHz及1710-2690MHz)的MIMO天线系统成为了研究重点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于金属边框的MIMO天线结构及移动设备，可同时覆盖2/3/4G频段和5G sub-6GHz频段。