CN110492232B - 一种应用于5g移动终端的多频段覆盖的四天线*** - Google Patents

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Abstract

一种应用于5G移动终端的多频段覆盖的四天线***，属于天线设计领域，其特征在于第一类辐射单元覆盖LTE700,GSM850,GSM900,GPS,DCS、PCS、UMTS、LTE2300，LTE2500和band 42等频段。第二类辐射单元覆盖GPS，DCS、PCS、UMTS、LTE2300、LTE250，band42和5G IMS频段。第一类辐射单元内的两个辐射单元的耦合通过第二类辐射单元的两个辐射单元对地板电流的吸收进行解耦，第二类辐射单元内部则是通过距离解耦，上下两种辐射单元之间则通过匹配电路解耦。

Description

一种应用于5G移动终端的多频段覆盖的四天线***
技术领域
本发明属于无线通信技术的天线设计领域，涉及一种应用于5G移动终端的多频段覆盖的四天线***。
背景技术
当今社会是一个信息***的社会，目前正处于***移动通信期间，正准备向第五代移动通信***迈进，不同通信***对应着不同的通信频率，2G全球移动通信***(GSM850：824-894MHz，GSM900：880-960MHz)、数字蜂窝***(DCS：1710-1880MHz)和个人通信***(PCS：1850-1990MHz)，3G移动通信***的通用移动通信***(UMTS：1920-2170MHz)，4G移动通信***的LTE***(LTE700：704-787MHz，LTE2300：2300-2400MHz，LTE2500：2500-2690MHz)，以及5G移动通信***的频段(3300-3600MHz,4800-5000MHz)。而在未来相当长的一段时间内，2G/3G/4/5G移动通信***将长期共存，对于移动终端来说，所需要覆盖的频段越来越多，天线的设计越来越困难，对于5G通信来说，多天线已经成为一种必然的趋势，在本来就狭小的终端天线设计区域，还要做更多的天线，使得天线的设计更加困难，对于多天线，天线之间的耦合会对通信的质量产生非常大的影响，解决多天线之间的耦合已经越来越迫切。
通过对天线的专利进行检索，发现关于四天线的很少，专利【CN103682596A】实现了能够同时覆盖DCS、PCS、UMTS、LTE2300和LTE2500的四天线***，但是，这四个天线没有能够覆盖LTE700、GSM850、GSM900等频段，对于GPS以及一些5G频段也不能很好的覆盖，对于未来的5G多天线来说，还需要覆盖更多的频段，文献【Four LTE low-band smartphoneantennas and their M IMO performance with user's hand presence Kin-Lu Wong，等，《M icrowave and Optical Technology Letters》，第52卷，2016年9月，】实现了能够同时覆盖GSM850、GSM900的四天线和LTE700的双天线，但是对于D CS、PCS、UMTS、LTE2300和LTE2500等频段没有覆盖,更不要说5G的通讯频段。基于以上情况，本发明在专利【CN103682596A】思路的基础上，对天线单元进行重新设计，设计出两种新的天线单元，并且去掉本来用来解耦的结构，大大简化了天线的结构，拓展了天线覆盖的工作频段，最终使得四个天线都可以覆盖G PS,DCS、PCS、UMTS、LTE2300,LTE2500以及band 24和band42等频段，其中2个天线还可以覆盖LTE700、GSM850、GSM900等频段，另外两个天线还可以覆盖5G ISM频段。
发明内容
本发明的目的是为第五代移动通信***设计出多频段覆盖的移动终端用多天线，主要优势在于相比已有的四天线***大大增加了可以覆盖的工作频段并且还可以简化解耦结构，本发明主要有两类辐射天线单元，第一类辐射单元不仅可以同时覆盖LTE700、GSM850、GSM900 DCS、PCS、UMTS、LTE2300和LTE2500，另外GPS、band 24以及band 42都可以覆盖，第二种辐射单元可以覆盖GPS,DCS、PCS、UMTS、LTE2300、LTE2500以及ISM5G的所有频段。四个天线之间的实测互耦都小于-10dB。
本发明所述的一种应用于5G移动终端的多频段覆盖的四天线***，其特征在于，含有：介质板(1)，金属地(2)，微带馈电线，第一类辐射单元和第二类辐射单元，其中：
介质板(1)，长×宽×高度为153mm×77mm×0.8mm；
金属地(2)，位于所述介质板(1)的背面，长×宽为153mm×77mm，沿着所述介质板(1)的顶边和底边各向上向下延伸10mm,沿着所述介质板(1)的左右两侧水平延伸7.5mm,分别用向上延伸部分(21)，向下延伸部分(22)，向左延伸部分(23)，向右延伸部分(24)表示，其中：
所述向上延伸部分(21)，沿着所述顶边向上翻转90度后垂直于所述介质板(1)，而且，所述向上延伸部分(21)被分割成三个互不相连的顶端的长方形延伸带，沿着所述顶边的方向自右向左分别用顶端第一长方形延伸带(211)，顶端第二长方形延伸带(212)，顶端第三长方形延伸带(213)表示；
所述向下延伸部分(22)，沿着所述底边向上翻转90度后垂直于所述介质板(1)，而且，所述向下延伸部分(22)沿着所述底边的方向自右向左被分割成三个相互隔离的底端长方形延伸带，分别用底端第一长方形延伸带(221)，底端第二长方形延伸带(222)，底端第三长方形延伸带(223)表示；
所述向左延伸部分(23)，以左侧边为轴向上翻转90度后垂直于所述介质板(1)，而且所述向左延伸部分(23)从上向下被分割成三个互相隔断的左侧条形延伸带，自上而下分别用左侧第一条形延伸带(231)，左侧第二条形延伸带(232)，左侧第三条形延伸带(233)表示；
所述向右延伸部分(24)，以右侧边为轴向上翻转90度后垂直于所述介质板(1)，而且所述向右延伸部分(24)从上向下被分割成三个互相隔断的左侧条形延伸带，自上而下分别用右侧第一条形延伸带(241)，右侧第二条形延伸带(242)，右侧第三条形延伸带(243)表示；
所述向上延伸部分(21)、所述向下延伸部分(22)、所述向左延伸部分(23)、所述向右延伸部分(24)各自翻转沿着边角焊接后共同构成了四天线***的金属边框；
微带馈电线，共四条，分别表示为第一微带馈电线(31)，第二微带馈电线(32)，第三微带馈电线(33)，第四微带馈电线(34)，都自上而下以垂直线形式印制在所述介质板(1)的正面，分别用于对右上辐射单元，左上辐射单元，右下辐射单元和左下辐射单元馈电，四条微带馈电线的宽度均为1.5mm,其中,
第一微带馈电线(31)与第二微带馈电线(32)之间的横向宽度与第三微带馈电线(33)与第四微带馈电线(34)之间的宽度相等；
第一类辐射单元，共2个，分别位于所述介质板(1)右上角的右上辐射单元和位于所述介质板(1)右下角的右下辐射单元，其中：
右上辐射单元，包括：
位于所述介质板(1)正面的是：第一类电感加载耦合馈电线(411)和向左翻转180度的第一类反“L”型馈电线(412)，所述第一类电感加载耦合馈电线(411)的长枝节沿着水平方向分布，右端面与所述第一微带馈电线(31)顶部的左侧面连通，所述长枝节上还有一个用以增强电长度的电感，
位于所述介质板(1)背面的是：第一矩形条带(413)，第二矩形条带(414)，“T”型电感加载线(415)以及第三矩形条带(416)，位于所述介质板侧面的有右侧第一条形延伸带(241)和顶端第一长方形延伸带(211)、顶端第二长方形延伸带(212)，
第一矩形条带(413)，水平分布，上端面与顶端第二长方形延伸带(212)沿着所述介质板(1)的顶边垂直相连，
第二矩形条带(414)，左侧面的顶部通过一条水平方向的大电感加载线与所述第一矩形条带(413)的右侧面相连，
“T”型电感加载线(415)，上端面贴着所述介质板(1)的顶边与所述顶端第二长方形延伸带(212)相垂直，而左侧面与所述第二矩形条带(414)的右侧面之间存在间隙，
第三矩形条带(416)，上端面贴着所述介质板(1)的顶端与顶端第一长方形延伸带(211)相垂直，
所述第一矩形条带(413)，第二矩形条带(414)和“T”型电感加载线(415)的底面处于同一条水面线上，且与所述第一类反“L”型馈电线(412)的底面处于同一高度，
在所述右上辐射单元(41)中：
由所述第一类电感加载耦合馈电线(411)，“T”型电感加载线(415)，顶端第二长方形延伸带(212)，第一矩形条带(413)构成的接地枝节用于覆盖低频段，
由所述第一类反“L”型馈电线(412)，第三矩形条带(416)，顶端第一长方形延伸带(211)和右侧第一条形延伸带(241)构成的单极子枝节用于覆盖高频段，
右下辐射单元(42)，包括：
位于所述介质板(1)正面的有：第二电感加载耦合馈电线(421)，第一调谐线(423)和“L”型馈电线(422)，其中：所述“L”型馈电线(422)的顶端和所述第三微带馈电线(33)的下端面相连，所述“L”型馈电线(422)末端水平地延伸到所述介质板(1)的右下角侧边并与右侧第三条形延伸带(243)相垂直，所述第二电感加载耦合馈电线(421)作为起点的右端与所述“L”型馈电线(422)的转角端相连，所述第二电感加载耦合馈电线(421)从右到左沿水平方向布线再垂直向下地水平折返直达终点，所述第一调谐线(423)自所述第三微带馈电线(33)下端的右侧出发，向右沿着水平方向布线后直达所述介质板(1)的右下角侧边与右侧第三条形延伸带(243)相垂直，
位于所述介质板(1)背面的有：第四矩形条带(424)，“L”型电感加载线(425)，位于所述介质板侧面的有底端第二长方形延伸带(222)和底端第一长方形延伸带(221)，还有所述右侧第三条形延伸带(243)，其中：所述第四矩形条带(424)的底面贴着所述介质板(1)的底边，并与所述底端第二长方形延伸带(222)相垂直，所述“L”型电感加载线(425)的底边也贴着所述介质板(1)的底边并也与所述底端第二长方形延伸带(222)垂直相交；所述第四矩形条带(424)的上端面与所述第二电感加载耦合馈电线(421)的折返线平行，所述“L”型电感加载线(425)末端的加载电感的上端面与所述右侧第三条形延伸带(243)的下端面处于同一水平线上，
右下辐射单元(42)，其中，第二电感加载耦合馈电线(421)，第四矩形条带(424)，“L”型电感加载线(425)以及底端第二长方形延伸带(222)构成的接地枝节用以覆盖低频段，由“L”型馈电线(422)，第一调谐线(423)以及底端第一长方形延伸带(221)和右侧第三条形延伸带(243)构成的单极子枝节用以覆盖高频段，
左上辐射单元(51)，包括：
位于介质板(1)正面的有：折叠馈电线(511)，第二调谐线(512)以及第二微带馈电线(32)的延伸部分与所述第二微带馈电线(32)右侧垂直相交后的第一匹配电路(513)，其中：所述折叠馈电线(511)向右水平延伸并向上垂直折返两次以后与所述介质板(1)的顶边垂直相交，所述第二调谐线(512)先向左再向上垂直折返两次以后与左侧第一条形延伸带(231)在所述介质板(1)的右侧边上垂直相交，
位于介质板(1)背面的有:第一矩形小片(516),位于介质板(1)上边沿的顶端第三长方形延伸带(213)以及位于介质板(1)左侧第一条形延伸带(231),
所述第一矩形小片(516)的底面与所述第二微带馈电线(32)的顶端通过通孔连接，所述第一匹配电路(513)由加载在第二微带馈电线(32)上的串联电容和与第二微带馈电线(32)并联的集总的电容和电感构成，
所述折叠馈电线(511)，第二调谐线(512)，顶端第三长方形延伸带(213)构成一个单极子辐射体，在第一匹配电路(513)的帮助下，用以覆盖高频段，第一矩形小片(516)用以覆盖ISM 5GHz频段；
左下辐射单元(52)，包括：
位于所述介质板(1)正面的有：中心反“L”型馈电线(521)，第三调谐线(522)，第四调谐线(523)以及第二匹配电路(524)，其中：所述中心反“L”型馈电线(521)的水平端和第四微带馈电线(34)中与所述第二匹配电路(524)相连的延伸的部分右侧相连接，而另一端经所述介质板(1)的底边与底端第三长方形延伸带(223)垂直相交，第三调谐线(522)呈倒“L”型，水平端与所述第四微带馈电线(34)的延伸部分左侧相垂直，而另一端与所述介质板(1)底边处的所述底端第三长方形延伸带(223)垂直相交，第四调谐线(523)，左右两端分别与所述左侧第三条形延伸带(233)，所述第三调谐线(522)下端垂直相交，
位于所述介质板(1)背面的有：第二矩形小片(527)，还有位于所述介质板(1)左下角边缘的左侧第三条形延伸带(233)以及位于所述介质板(1)下边缘的底端第三长方形延伸带(223)，
所述中心反“L”型馈电线(521)，第三调谐线(522)，底端第三长方形延伸带(223)，左侧第三条形延伸带(233)构成了一个单极子辐射体，在第二匹配电路配合下，用以覆盖高频段，第二矩形小片(527)用以覆盖ISM5GHz频段。
本发明对比已有技术具有以下显著优点：
本发明提出的一种应用于5G移动终端的多频段覆盖的四天线***，相比于已有的四天线可以覆盖更多的频段，并且该天线***的应用背景是金属边框手机，相对于其他的天线***有更大的设计难度。
附图说明
图1为本发明提供的应用于5G的移动终端的多频段覆盖的四天线的三维图
图2为图1所示的四天线***的平面展开图。
图3为图1图为图的向视图即俯视图,包括介质板(1)上的四条微带馈电线31，32，33和34，右上辐射单元(41)的第一类电感加载耦合馈电线(411)，第一类反“L”型馈电线(412)，
右下辐射单元(42)的第二电感加载耦合馈电线(421)，“L”型馈电线(422)，第一调谐线(423)，
左上辐射单元(51)的正面的折叠馈电线(511)，第二调谐线(512),第一匹配电路(513)。
左下辐射单元(52)的中心反“L”型馈电线(521)，第三调谐线(522),第四调谐线(523)，第二匹配电路(524)。
图4为图为图1的向视图即后向视图,包括介质板(1)背面的金属地板(2)，右上辐射单元(41)印刷在介质板背面的第一矩形条带(413)，第二矩形条带(414)，“T”型电感加载枝节(415)，第三矩形条带(416)；右下辐射单元(42)印刷在介质板背面的第四矩形条带(424)，“L”型电感加载线(425)；左上辐射单元(51)的第一矩形小片(516)和左下辐射单元(52)的第二矩形小片(527)。
图5为展开的折叠部分的平面示意图，灰色表示，单位均为毫米(mm)。
图6图1中印刷在主介质板正面上方的两个辐射天线单元的详细金属结构图和实施尺寸图,主介质板正面金属用黑色显示,主介质板背面金属不显示,单位均为毫米(mm)。
图7图1中印刷在主介质板背面上方的两个辐射天线单元的详细金属结构图和实施尺寸图,主介质板正面金属用灰色显示,主介质板正面金属不显示,单位均为毫米(mm)。
图8图1中印刷在主介质板正面下方的两个辐射天线单元的详细金属结构图和实施尺寸图,主介质板正面金属用黑色显示,主介质板背面金属不显示,单位均为毫米(mm)。
图9图1中印刷在主介质板背面下面两个辐射天线单元的详细金属结构图和实施尺寸图,主介质板正面金属用灰色显示,主介质板正面金属不显示,单位均为毫米(mm)。
图10为图1-9中四天线***第一类辐射单元(4)的实测反射系数的测量结果S11和S33。
图11为图1-9中四天线***第二类辐射单元(5)的实测反射系数的测量结果S22和S44。
图12为图1-9中实施实例中四天线***的右上方辐射天线单元和左上方辐射天线单元之间的耦合系数，四天线***右下方辐射天线单元和右上方辐射天线单元之间的耦合系数，以及四天线***右下方辐射天线单元和左上方辐射天线单元之间的耦合系数即S21,S31,S32的测量结果。
图13为图1-9中实施实例中四天线***的左下方辐射天线单元和右上方辐射天线单元之间的耦合系数，四天线***左下方辐射天线单元和左上方辐射天线单元之间的耦合系数，以及四天线***左下方辐射天线单元和右下方辐射天线单元之间的耦合系数即S41,S42和S43的测量结果。
图14为以图5-9所示尺寸制作天线实物的第一类辐射单元的右上辐射单元(41)的实测效率。
图15为以图5-9所示尺寸制作天线实物的第一类辐射单元的右下辐射单元(42)的实测效率。
图16为以图5-9所示尺寸制作天线实物的第二类辐射单元的左上辐射单元(51)的实测效率。
图17为以图5-9所示尺寸制作天线实物的第二类辐射单元的左下辐射单元(52)的实测效率。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提出一种应用于5G移动终端的多频段覆盖的四天线***，实现了在金属边框条件下的多天线多频段覆盖的天线结构。图1-9给出了天线的具体结构和相关尺寸，该天线由介质板(1)、金属地(2)、微带馈电线、第一类辐射单元(4)和第二类辐射单元(5)组成，介质板的大小为153mm×77mm×0.8mm。
在介质板的背面印刷了一个大小为133mm×77mm的金属地(2),在介质板的右上，左上，右下，左上有四条馈电线，即，第一微带馈电线(31)，第二微带馈电线(32)，第三微带馈电线(33)和第四微带馈电线(34)，他们的尺寸均为40mm×1.5mm。
这四根馈电线分别连接着4个辐射单元，即，右上辐射单元(41)，右下辐射单元(42)，左上辐射单元(51)，左下辐射单元(52)，馈电点分别为第一馈电点(71)，第二馈电点(72)，第三馈电点(73)，第四馈电点(74)。
右上角辐射单元(41)由位于所述介质板(1)正面的第一类电感加载耦合馈电线(411)，反“L”型馈电线(412)和位于所述介质板(1)背面的第一矩形条带(413)，第二矩形条带(414)，“T”型电感加载线(415)，第三矩形条带(416)以及与介质板上边缘垂直的顶端第二长方形延伸带(212)，顶端第一长方形延伸带(211)还有和所述介质板(1)右侧边缘垂直的右侧第一条形延伸带(241)构成。
其中第一类电感加载耦合馈电线(411)和由第一矩形条带(413)，“T”型电感加载线(415)以及顶端第二长方形延伸带(212)构成的接地枝节可以覆盖低频段；由反“L”型馈电线(412)，第三矩形条带(416)以及顶端第一长方形延伸带(211)和右侧第一条形延伸带(241)构成的单枝节主要用来覆盖高频段。
同理，右下辐射单元(42)由位于所述介质板(1)正面的第二电感加载耦合馈电线(421)，“L”型馈电线(422)，第一调谐线(423)和位于所述介质板(1)背面的第四矩形条带(424)，“L”型电感加载线(425)以及与介质板上边缘垂直的底端第二长方形延伸带(426)，底端第一长方形延伸带(221)还有和所述介质板(1)右侧边缘垂直的右侧第三条形延伸带(243)构成。其中第二电感加载耦合馈电线(421)和第四矩形条带(424)，“L”型电感加载线(425)以及底端第二长方形延伸带(222)构成的接地枝节可以覆盖低频段；由“L”型馈电线(422)，第一调谐线(423)以及底端第一长方形延伸带(221)和右侧第三条形延伸带(243)构成的单极子枝节主要用来覆盖高频段。
左上辐射单元(51)，由位于所述介质板(1)正面的折叠馈电线(511)，第二调谐线(512),第二微带馈线的延伸部分还有第一匹配电路(513)和位于所述介质板(1)背面的第一矩形小片(516)以及位于所述介质板(1)上边缘的顶端第三长方形延伸带(213)和位于介质板左边缘的左侧第一条形延伸带(231)构成。其中折叠馈电线(511)，第二调谐线(512)，顶端第三长方形延伸带(213)和左侧第一条形延伸带(231)够成一个单极子辐射体,在第一匹配电路(513)的帮助下，该单极子辐射体可以覆盖高频段，第一矩形小片(516)可以覆盖ISM 5GHz频段。
左下辐射单元(52)，由位于所述介质板(1)正面的中心反“L”型馈电线(521)，第三调谐线(522),第四调谐线(523)，第二匹配电路(524)，和位于所述介质板(1)背面的第二矩形小片(527)以及位于所述介质板(1)下边缘的底端第三长方形延伸带(223)和位于介质板左边缘的折叠线10(222)构成。其中中心反“L”型(521)，第三调谐线(522)，第四调谐线(523)底端第三长方形延伸带(223)和左侧第三条形延伸带(233)够成一个单极子辐射体,在第二匹配电路(524)的帮助下，该单极子辐射体可以覆盖高频段，第二矩形小片(527)可以覆盖ISM 5GHz频段。
本发明的技术方案是这样实现的：
一、天线的辐射
第一类辐射单元(4)
分别位于介质板的右上辐射单元(41)和右下辐射单元(42)，这两个辐射单元，对于辐射单元(41)，主要由三部分组成，即第一类电感加载耦合馈电线(411)由第一矩形条带(413)，“T”型电感加载线(415)以及顶端第二长方形延伸带(212)构成的接地枝节和由反“L”型馈电线(412)，第三矩形条带(416)以及顶端第一长方形延伸带(211)和右侧第一条形延伸带(241)构成的单枝节构成的单极子枝节构成。
其中第一电感加载耦合馈电线(411)和接地枝节主要用来覆盖低频段(698-960MHz)；由反“L”型馈电线(412)，第三矩形条带(416)以及顶端第一长方形延伸带(211)和右侧第一条形延伸带(241)构成的单枝节主要用来覆盖1450-2690MHz以及3400-3600MHz。
右下辐射单元(42)，主要由三部分组成，第二电感加载耦合馈电线(421)和矩形条带4(424)，“L”电感加载线(425)以及折叠线构成的接地枝节和由“L”型馈电线(422)，第一调谐线(423)以及底端第一长方形延伸带(427)和右侧第三条形延伸带(243)构成的单极子枝节。其中第二电感加载耦合馈电线(421)和接地枝节主要用来覆盖低频段(698-960MHz)。由“L”型馈电线(412)，第一调谐线(423)以及底端第一长方形延伸带(427)和右侧第三条形延伸带(243)构成的单极子枝节主要用来覆盖1450-2690MHz以及3400-3600MHz。
第二类辐射单元(5)
左上角辐射单元(51)，由位于所述介质板(1)正面的折叠馈电线(511)，第二调谐线(512),第二微带馈线的延伸部分还有匹配电路(513)和位于所述介质板(1)背面的第一矩形小片(516)以及位于所述介质板(1)上边缘的顶端第三长方形延伸带(213)和位于介质板左边缘的左侧第一条形延伸带((231)构成。其中折叠馈电线(511)，第二调谐线(512)，顶端第三长方形延伸带(213)和左侧第一条形延伸带((231)够成一个单极子辐射体,第一在匹配电路(513)的帮助下，该单极子辐射体可以覆盖1545-3600MHz，第一矩形小片(516)可以覆盖5100-5900MHz。
左下角辐射单元(52)，由位于所述介质板(1)正面的中心反“L”型馈电线(521)，第三调谐线(522),第四调谐线(523)，第二匹配电路(524)，和位于所述介质板(1)背面的第二矩形小片(527)以及位于所述介质板(1)下边缘的底端第三长方形延伸带(223)和位于介质板左边缘的左侧第三条形延伸带(233)构成。其中中心反“L”型(521)，第三调谐线(522)，第四调谐线(523)，底端第三长方形延伸带(223)和左侧第三条形延伸带(233)构成一个单极子辐射体,在第二匹配电路(524)的帮助下，该单极子辐射体可以覆盖1545-3600MHz，第二矩形小片(527)可以覆盖5100-5900MHz。
二、天线的耦合
对于第一类辐射单元(4)的两个辐射单元，即右上辐射单元(41)和右下辐射单元(42)直接的耦合，是通过第二类辐射单元(5)的两个辐射单元，即左上辐射单元(51)和左下辐射单元(52)对地板电流的吸收达到解耦的效果，第二类辐射单元(5)的两个辐射单元，即左上辐射单元(51)和左下辐射单元(52)的距离比较远，他们之间的耦合很小，直接距离解耦，右上辐射单元(41)和左上辐射单元(51)之间的耦合是通过匹配电路进行耦合解除，同理，右下辐射单元(42)和左下辐射单元(52)之间的耦合也是被匹配电路进行解耦。
以图5-9所示尺寸制作的天线的反射系数的测试结果如图10-11所示。由图10可知，该天线的第一类辐射单元(4)的两个辐射单元，右上辐射单元(41)的实测-5dB阻抗带宽为275MHz(685-960MHz)和2500MHz(1.3-3.8GHz)，右下辐射单元(42)的实测-5dB阻抗带宽为310MHz(670-980MHz)，1480MHz(1.34-2.82GHz)和750MHz(3.2-3.95GHz)都可以覆盖LTE700、GSM850、GSM900、DCS、PCS、UMTS、LTE2300、LTE2500，以及band 24和band 42等频段。
由图11所示，第二类辐射单元(5)的两个辐射单元，即右上辐射单元(51)和右下辐射单元(52)的实测-5dB阻抗带宽都能覆盖GPS、DCS、PCS、UMTS、LTE2300、LTE2500，band 42以及ISM band 5G频段。
由图12和图13所示，四天线***的四个天线直接的耦合在LTE700、GSM850、GSM900、DCS、PCS、GPS，UMTS、LTE2300、LTE2500，以及band 24和band 42以及ISM band 5G频段都小于-10dB。
以图5-9所示尺寸制作的天线的第一类辐射单元(4)的两个辐射单元，即右上辐射单元(41)和右下辐射单元(42)的实测效率如图14和图15所示。由图14可知，右上辐射单元(41)在低频段的实测效率大部分都大于-6dB,除了边缘的部分在-6和-7dB之间，高频段为效率都在-3dB以上。由图14可知，右上辐射单元(41)在低频段的实测效率大部分都大于-3dB,除了边缘的部分在-3.5和-3dB之间，高频段为效率都在-3dB以上。
以图5-9所示尺寸制作的天线的第二类辐射单元(5)的两个辐射单元，即左上辐射单元(51)和左下辐射单元(52)的实测效率如图16和图17所示。由图16可知，该天线在高频段和IMS band 5G的实测效率都大于-3.5dB，由图17可知，该天线在高频段和IMS band 5G的实测效率都大于-3.5dB。
本发明提出的四天线***，且在工作频段内具有较高的增益和较好的辐射效率，满足新一代移动通信***对多天线金属边框和窄边框移动终端天线的设计需求。

Claims (1)

1.一种应用于5G移动终端的多频段覆盖的四天线***，其特征在于，含有：介质板(1)，金属地(2)，微带馈电线，第一类辐射单元和第二类辐射单元，其中：
介质板(1)，长×宽×高度为153mm×77mm×0.8mm；
金属地(2)，位于所述介质板(1)的背面，长×宽为153mm×77mm，沿着所述介质板(1)的顶边和底边各向上向下延伸10mm,沿着所述介质板(1)的左右两侧水平延伸7.5mm,分别用向上延伸部分(21)，向下延伸部分(22)，向左延伸部分(23)，向右延伸部分(24)表示，其中：
所述向上延伸部分(21)，沿着所述顶边向上翻转90度后垂直于所述介质板(1)，而且，所述向上延伸部分(21)被分割成三个互不相连的顶端的长方形延伸带，沿着所述顶边的方向自右向左分别用顶端第一长方形延伸带(211)，顶端第二长方形延伸带(212)，顶端第三长方形延伸带(213)表示；
所述向下延伸部分(22)，沿着所述底边向上翻转90度后垂直于所述介质板(1)，而且，所述向下延伸部分(22)沿着所述底边的方向自右向左被分割成三个相互隔离的底端长方形延伸带，分别用底端第一长方形延伸带(221)，底端第二长方形延伸带(222)，底端第三长方形延伸带(223)表示；
所述向左延伸部分(23)，以左侧边为轴向上翻转90度后垂直于所述介质板(1)，而且所述向左延伸部分(23)从上向下被分割成三个互相隔断的左侧条形延伸带，自上而下分别用左侧第一条形延伸带(231)，左侧第二条形延伸带(232)，左侧第三条形延伸带(233)表示；
所述向右延伸部分(24)，以右侧边为轴向上翻转90度后垂直于所述介质板(1)，而且所述向右延伸部分(24)从上向下被分割成三个互相隔断的右侧条形延伸带，自上而下分别用右侧第一条形延伸带(241)，右侧第二条形延伸带(242)，右侧第三条形延伸带(243)表示；
所述向上延伸部分(21)、所述向下延伸部分(22)、所述向左延伸部分(23)、所述向右延伸部分(24)各自翻转沿着边角焊接后共同构成了四天线***的金属边框；
微带馈电线，共四条，分别表示为第一微带馈电线(31)，第二微带馈电线(32)，第三微带馈电线(33)，第四微带馈电线(34)，都自上而下以垂直线形式印制在所述介质板(1)的正面，分别用于对右上辐射单元，左上辐射单元，右下辐射单元和左下辐射单元馈电，四条微带馈电线的宽度均为1.5mm,其中,
第一微带馈电线(31)与第二微带馈电线(32)之间的横向宽度与第三微带馈电线(33)与第四微带馈电线(34)之间的宽度相等；
第一类辐射单元，共2个，分别位于所述介质板(1)右上角的右上辐射单元和位于所述介质板(1)右下角的右下辐射单元，其中：
右上辐射单元，包括：
位于所述介质板(1)正面的是：第一类电感加载耦合馈电线(411)和向左翻转180度的第一类反“L”型馈电线(412)，所述第一类电感加载耦合馈电线(411)的长枝节沿着水平方向分布，右端面与所述第一微带馈电线(31)顶部的左侧面连通，所述长枝节上还有一个用以增强电长度的电感，
位于所述介质板(1)背面的是：第一矩形条带(413)，第二矩形条带(414)，“T”型电感加载线(415)以及第三矩形条带(416)，位于所述介质板侧面的有右侧第一条形延伸带(241)和顶端第一长方形延伸带(211)、顶端第二长方形延伸带(212)，
第一矩形条带(413)，水平分布，上端面与顶端第二长方形延伸带(212)沿着所述介质板(1)的顶边垂直相连，
第二矩形条带(414)，左侧面的顶部通过一条水平方向的大电感加载线与所述第一矩形条带(413)的右侧面相连，
“T”型电感加载线(415)，上端面贴着所述介质板(1)的顶边与所述顶端第二长方形延伸带(212)相垂直，而左侧面与所述第二矩形条带(414)的右侧面之间存在间隙，
第三矩形条带(416)，上端面贴着所述介质板(1)的顶端与顶端第一长方形延伸带(211)相垂直，
所述第一矩形条带(413)，第二矩形条带(414)和“T”型电感加载线(415)的底面处于同一条水面线上，且与所述第一类反“L”型馈电线(412)的底面处于同一高度，
在所述右上辐射单元(41)中：
由所述第一类电感加载耦合馈电线(411)，“T”型电感加载线(415)，顶端第二长方形延伸带(212)，第一矩形条带(413)构成的接地枝节用于覆盖低频段，
由所述第一类反“L”型馈电线(412)，第三矩形条带(416)，顶端第一长方形延伸带(211)和右侧第一条形延伸带(241)构成的单极子枝节用于覆盖高频段，
右下辐射单元(42)，包括：
位于所述介质板(1)正面的有：第二电感加载耦合馈电线(421)，第一调谐线(423)和“L”型馈电线(422)，其中：所述“L”型馈电线(422)的顶端和所述第三微带馈电线(33)的下端面相连，所述“L”型馈电线(422)末端水平地延伸到所述介质板(1)的右下角侧边并与右侧第三条形延伸带(243)相垂直，所述第二电感加载耦合馈电线(421)作为起点的右端与所述“L”型馈电线(422)的转角端相连，所述第二电感加载耦合馈电线(421)从右到左沿水平方向布线再垂直向下地水平折返直达终点，所述第一调谐线(423)自所述第三微带馈电线(33)下端的右侧出发，向右沿着水平方向布线后直达所述介质板(1)的右下角侧边与右侧第三条形延伸带(243)相垂直，
位于所述介质板(1)背面的有：第四矩形条带(424)，“L”型电感加载线(425)，位于所述介质板侧面的有底端第二长方形延伸带(222)和底端第一长方形延伸带(221)，还有所述右侧第三条形延伸带(243)，其中：所述第四矩形条带(424)的底面贴着所述介质板(1)的底边，并与所述底端第二长方形延伸带(222)相垂直，所述“L”型电感加载线(425)的底边也贴着所述介质板(1)的底边并也与所述底端第二长方形延伸带(222)垂直相交；所述第四矩形条带(424)的上端面与所述第二电感加载耦合馈电线(421)的折返线平行，所述“L”型电感加载线(425)末端的加载电感的上端面与所述右侧第三条形延伸带(243)的下端面处于同一水平线上，
右下辐射单元(42)，其中，第二电感加载耦合馈电线(421)，第四矩形条带(424)，“L”型电感加载线(425)以及底端第二长方形延伸带(222)构成的接地枝节用以覆盖低频段，由“L”型馈电线(422)，第一调谐线(423)以及底端第一长方形延伸带(221)和右侧第三条形延伸带(243)构成的单极子枝节用以覆盖高频段，
左上辐射单元(51)，包括：
位于介质板(1)正面的有：折叠馈电线(511)，第二调谐线(512)以及第二微带馈电线(32)的延伸部分与所述第二微带馈电线(32)右侧垂直相交后的第一匹配电路(513)，其中：所述折叠馈电线(511)向右水平延伸并向上垂直折返两次以后与所述介质板(1)的顶边垂直相交，所述第二调谐线(512)先向左再向上垂直折返两次以后与左侧第一条形延伸带(231)在所述介质板(1)的右侧边上垂直相交，
位于介质板(1)背面的有:第一矩形小片(516),位于介质板(1)上边沿的顶端第三长方形延伸带(213)以及位于介质板(1)左侧第一条形延伸带(231),
所述第一矩形小片(516)的底面与所述第二微带馈电线(32)的顶端通过通孔连接，所述第一匹配电路(513)由加载在第二微带馈电线(32)上的串联电容和与第二微带馈电线(32)并联的集总的电容和电感构成，
所述折叠馈电线(511)，第二调谐线(512)，顶端第三长方形延伸带(213)构成一个单极子辐射体，在第一匹配电路(513)的帮助下，用以覆盖高频段，第一矩形小片(516)用以覆盖ISM 5GHz频段；
左下辐射单元(52)，包括：
位于所述介质板(1)正面的有：中心反“L”型馈电线(521)，第三调谐线(522)，第四调谐线(523)以及第二匹配电路(524)，其中：所述中心反“L”型馈电线(521)的水平端和第四微带馈电线(34)中与所述第二匹配电路(524)相连的延伸的部分右侧相连接，而另一端经所述介质板(1)的底边与底端第三长方形延伸带(223)垂直相交，第三调谐线(522)呈倒“L”型，水平端与所述第四微带馈电线(34)的延伸部分左侧相垂直，而另一端与所述介质板(1)底边处的所述底端第三长方形延伸带(223)垂直相交，第四调谐线(523)，左右两端分别与所述左侧第三条形延伸带(233)，所述第三调谐线(522)下端垂直相交，
位于所述介质板(1)背面的有：第二矩形小片(527)，还有位于所述介质板(1)左下角边缘的左侧第三条形延伸带(233)以及位于所述介质板(1)下边缘的底端第三长方形延伸带(223)，
所述中心反“L”型馈电线(521)，第三调谐线(522)，底端第三长方形延伸带(223)，左侧第三条形延伸带(233)构成了一个单极子辐射体，在第二匹配电路配合下，用以覆盖高频段，第二矩形小片(527)用以覆盖ISM5GHz频段。
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