[實用新型]一種用于移動終端的數(shù)字多波束磁偶極子陣列實現(xiàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822031824.1
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN209016261U
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 洪偉;吳凡;余超;蔣之浩
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/24;H04M1/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

本實用新型公開了一種用于移動終端的數(shù)字多波束磁偶極子陣列實現(xiàn)裝置，包括數(shù)字域波束賦型網(wǎng)絡，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器/數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，多通道發(fā)射/接收射頻前端，印刷磁偶極子天線陣。本實用新型可以組成磁偶極子天線相控陣列，具有低輪廓、易集成和E面寬波束覆蓋的特性，利用數(shù)字域波束賦型網(wǎng)絡的不同的相移特性饋電，可以得到H面的波束掃描及多波束特性，采用三付磁偶極子天線陣列的方案可以滿足終端設備超過半球的三維空間信號覆蓋需求，其中主要空間區(qū)域滿足雙極化。

技術領域

本實用新型涉及一種用于移動終端的毫米波數(shù)字多波束磁偶極子陣列實現(xiàn)裝置，屬于無線通信技術領域。

背景技術

毫米波在未來無線通信系統(tǒng)中可以提供廣泛的可用頻譜，用于支持寬信號帶寬的資源，達到通信系統(tǒng)中高數(shù)據(jù)吞吐量的要求。雖然毫米波蜂窩具有巨大的潛力，但是毫米波頻率下的電磁波會遭受自由空間路徑損耗引起的高衰減。幸運的是，較短的毫米波信號的波長可以在較小的空間內(nèi)采用天線陣列，來獲得較高的天線增益，并通過先進的多波束或波束掃描技術來實現(xiàn)毫米波系統(tǒng)的靈活性。

數(shù)字多波束技術采用先進的數(shù)字域波束賦型技術，預編碼MIMO通信系統(tǒng)可以同時生成多個波束，或者完成多個波束的動態(tài)掃描，支持單用戶以及多用戶的MIMO的數(shù)據(jù)流傳輸，完成更好的信號覆蓋率，提高毫米波蜂窩通信的效率。

針對移動終端如手機、平板電腦、筆記本電腦等應用場景，其信號輻射的全方位覆蓋能力也很有實際意義。然而使用單一數(shù)字多波束陣列，其掃描覆蓋范圍有限，并不能滿足手持終端設備信號在整個三維空間上半球面全方位覆蓋的需求。對于這一實際問題，業(yè)界到目前為止還沒有明確的解決方案，但隨著毫米波通信系統(tǒng)的疾速發(fā)展，提出一種終端設備信號輻射全方位覆蓋解決方案的必要性和實際意義不言而喻。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術方案之不成熟而提供的一種能集成在終端設備中的數(shù)字多波束陣列實現(xiàn)裝置，在性能上具有端射輻射、波束掃描、多波束覆蓋特性，在結(jié)構(gòu)上具有低輪廓、輕質(zhì)材、易集成和共形方便等優(yōu)點；特別的，在應用到手機終端設備上時，使終端設備超過半球的三維空間信號覆蓋需求，其中主要空間區(qū)域滿足雙極化特性。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種用于移動終端的數(shù)字多波束磁偶極子陣列實現(xiàn)裝置，包括數(shù)字域波束賦型網(wǎng)絡、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器/數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、多通道發(fā)射/接收射頻和磁偶極子天線陣列；所述磁偶極子天線陣列包括若干基于半開放式基片集成波導諧振腔的磁偶極子天線單元。

進一步的，所述磁偶極子天線單元包括上層介質(zhì)板和下層介質(zhì)板，在所述上層介質(zhì)板的上表面和下表面均設有金屬地板，包含于上層介質(zhì)板中的金屬化過孔群構(gòu)成半開放式基片集成波導諧振腔，所述下層介質(zhì)板的下表面設有微帶線，所述半開放式基片集成波導諧振腔內(nèi)設有饋電探針，微帶線中傳輸?shù)男盘柾ㄟ^饋電探針耦合進入半開放式基片集成波導諧振腔。

進一步的，包含于上層介質(zhì)板中的金屬化過孔群構(gòu)成一邊開放的半開放式基片集成波導諧振腔。

進一步的，相鄰的磁偶極子天線單元共用一排金屬化過孔，作為半開放式基片集成波導諧振腔閉合的一邊。

進一步的，所述饋電探針均位于金屬化過孔群構(gòu)成了半開放式基片集成波導諧振腔的中心軸偏上位置。

進一步的，在所述上層介質(zhì)板的下表面的金屬地板中，與饋電探針位置相對應處，設有一塊面積大于饋電探針投影面積的挖空區(qū)域。

進一步的，所述多通道發(fā)射機/接收機包括本振倍頻器、無源混頻器、功率放大器、低噪聲放大器、兩個基片集成波導帶通濾波器。

有益效果：本實用新型的一種用于移動終端的數(shù)字多波束磁偶極子陣列實現(xiàn)裝置，，具有以下特點：

1、具有端射輻射方向圖。因為其輻射是由集成波導諧振腔的開放一側(cè)產(chǎn)生，所以能實現(xiàn)在波導傳播方向的定向輻射。