[實(shí)用新型]一種用于第五代移動(dòng)通信MIMO系統(tǒng)的天線模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821369476.2
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN208479634U
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳平;逄型棟;洪偉;朱曉維;蒯振起
• 申請（專利權(quán)）人: 南京濠暻通訊科技有限公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B7/0413;H01Q21/06
• 代理公司: 北京華際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11676
• 代理人: 李浩

本實(shí)用新型涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于第五代移動(dòng)通信MIMO系統(tǒng)的天線模塊，尤其涉及包括4×8天線陣列、參考時(shí)鐘接口、電源接口、串口接口、I/Q信號接口、射頻前端單元、收發(fā)信機(jī)單元、MCU單元、運(yùn)放單元、電源管理單元。本實(shí)用新型針對5G中頻段的5.7GHz～5.9GHz頻段，通過矩形微帶帖片、介質(zhì)基板、基于微帶線結(jié)構(gòu)的T型功分網(wǎng)絡(luò)，采用嵌入式微帶線邊緣饋電方式等方法設(shè)計(jì)小型化天線，尺寸簡單緊湊；系統(tǒng)電路部分采用高集成度的多通道收發(fā)信機(jī)芯片和性能良好的小尺寸射頻器件，PCB采用稱結(jié)構(gòu)、等長微帶線、混壓工藝以及金屬屏蔽倉設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電路優(yōu)良的射頻性能和幅相一致性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于第五代移動(dòng)通信MIMO系統(tǒng)的天線模塊。

背景技術(shù)

面對未來移動(dòng)通信數(shù)據(jù)流量持續(xù)爆炸性增長，需要發(fā)展未來新一代移動(dòng)通信—第五代(5G)移動(dòng)通信，作為面向2020年以后人類信息社會需求的無線通信智能網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)不僅要具有更高速率、更大帶寬、更大容量和支持超大數(shù)據(jù)流量，而且要實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)多技術(shù)融合，滿足未來超大數(shù)據(jù)和高速連接的各種業(yè)務(wù)的發(fā)展需要。

第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力的提升需要新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和無線傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高的頻譜利用率和傳輸速率。無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以指數(shù)的方式增長，用戶追求越來越高的數(shù)據(jù)體驗(yàn)，因此對網(wǎng)絡(luò)的容量要求越來越高。在眾多提升網(wǎng)絡(luò)容量的方法中，提升頻譜效率非常關(guān)鍵，而在眾多提升頻譜效率的技術(shù)中，大規(guī)模MIMO技術(shù)是關(guān)鍵。大規(guī)模MIMO陣列(通常幾十到幾百天線)的發(fā)展，將有望實(shí)現(xiàn)頻譜效率和功率效率在4G的基礎(chǔ)上再提升一個(gè)量級，是目前5G關(guān)鍵技術(shù)重要的研究方向之一。

數(shù)字波束形成(Digital beam forming，DBF)技術(shù)是在雷達(dá)系統(tǒng)天線波束形成原理的基礎(chǔ)上，引入先進(jìn)的數(shù)字信號處理方法后建立起來的。在有用信號方向上產(chǎn)生高增益窄波束，在干擾方向上產(chǎn)生非常深的零陷，能較好地實(shí)現(xiàn)了對有用信號的發(fā)射和接收。目前數(shù)字波朿形成技術(shù)在3G/4G移動(dòng)通信智能天線、有源一體化天線上開始得到應(yīng)用。在第五代移動(dòng)通信中基于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)和天線陣列，采用數(shù)字波束形成技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)天線波束賦形，大幅抑制干擾和噪聲，降低發(fā)射功率。

5G系統(tǒng)在6GHz以下頻段作為主要工作頻段。通過采用單板有源一體化天線模塊可以減小大規(guī)模MIMO系統(tǒng)天線陣列的復(fù)雜度，降低5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種用于第五代移動(dòng)通信MIMO系統(tǒng)的天線模塊，可以滿足5G系統(tǒng)大規(guī)模MIMO天線陣列的要求。

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所采用的技術(shù)方案是：一種用于第五代移動(dòng)通信MIMO系統(tǒng)的天線模塊，包括天線陣列、多路接收鏈路、多路發(fā)射鏈路和MCU單元，多路接收鏈路的一端連接天線陣列，多路接收鏈路的另一端連接MCU單元，多路發(fā)射鏈路的一端連接MCU單元，多路發(fā)射鏈路的另一端連接天線陣列，所述的接收鏈路包括介質(zhì)濾波器、第一射頻開關(guān)、第一低噪聲放大器、第一聲表濾波器、接收機(jī)和第一運(yùn)算放大器，天線陣列接收到信號通過介質(zhì)濾波器濾波，第一射頻開關(guān)切換，接收到的信號進(jìn)入第一低噪聲放大器放大，經(jīng)過第一聲表濾波器后進(jìn)入接收機(jī)混頻解調(diào)，解調(diào)得到的I/Q信號經(jīng)第一運(yùn)算放大器輸出給MCU單元；發(fā)射鏈路包括第二運(yùn)算放大器、發(fā)射機(jī)、第二聲表濾波器、射頻放大器、第二射頻開關(guān)和精致濾波器，MCU單元輸出的I/Q信號經(jīng)過第二運(yùn)算放大器后進(jìn)入發(fā)射機(jī)，經(jīng)過發(fā)射機(jī)調(diào)制后輸出到第二聲表濾波器濾波，然后通過射頻放大器放大，第二射頻開關(guān)切換，信號經(jīng)過精致濾波器濾波后進(jìn)入天線陣列，天線陣列包括矩形微帶貼片、介質(zhì)基板和基于微帶線結(jié)構(gòu)的T型功分網(wǎng)絡(luò)，矩形微帶貼片位于介質(zhì)基板的正面，矩形微帶貼片通過T型功分網(wǎng)絡(luò)的嵌入式微帶線進(jìn)行饋電。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，矩形微帶貼片沿天線的極化方向刻蝕有第一矩形縫隙和第二矩形縫隙。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，矩形微帶貼片與矩形微帶貼片之間的距離范圍為(λ/2，λ)。