CN106207461A - 一种5g毫米波共形多波束天线系统 - Google Patents

一种5g毫米波共形多波束天线系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106207461A
CN106207461A CN201610747840.3A CN201610747840A CN106207461A CN 106207461 A CN106207461 A CN 106207461A CN 201610747840 A CN201610747840 A CN 201610747840A CN 106207461 A CN106207461 A CN 106207461A
Authority
CN
China
Prior art keywords
individual
millimeter
radiation patch
radiation
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610747840.3A
Other languages
English (en)
Inventor
黄克猛
陈伟
陈晓飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Wutong Internet Of Things Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Wutong Antenna Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Wutong Antenna Co Ltd filed Critical Suzhou Wutong Antenna Co Ltd
Priority to CN201610747840.3A priority Critical patent/CN106207461A/zh
Publication of CN106207461A publication Critical patent/CN106207461A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明公开了一种5G毫米波共形多波束天线系统，包括系统载体、辐射贴片单元阵列、绝缘层、移相器、二级功分器、波控器、波束控制单元、m个馈电探针、l个开关矩阵和l个一级功分器。辐射贴片单元阵列包括n个辐射贴片单元，其中n‑m个主要辐射单元，其余m个辐射贴片单元分为l组辐射子阵。每个辐射贴片单元将接收的毫米波信号经一个馈电探针接入对应开关矩阵的微波开关输入端，开关矩阵中各微波开关输出端将毫米波信号经对应的一级功分器进行合成后接入移相器，移相器调整毫米波信号的相位并送给二级功分器进行合成，并将合成后的毫米波信号传送给波束控制单元。本发明采用子阵的方式，对天线及前端的部分可调，实现最优通信。

Description

一种5G毫米波共形多波束天线系统
技术领域
本发明属于无线通信设备领域，特别涉及了一种5G毫米波共形多波束天线系统。
背景技术
传统天线的功能和效率已经无法满足5G(第五代移动通讯)系统的要求，通常射频前端所采用的架构会直接影响天线系统的性能，同时决定终端的通讯方式，因此5G之前的粗放式的通讯方式将不再适用，而通常会采用可调的闭环系统来增强系统的性能。
这种闭环可调有多种实现方式，通常对所有通道进行可调是最好的方式，但是由于成本以及系统复杂度的限制，这种方式在终端设备上应用会受到很大的限制。
发明内容
为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种5G毫米波共形多波束天线系统，采用子阵的方式，对天线及前端的部分可调，实现系统最优通信。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
一种5G毫米波共形多波束天线系统，包括系统载体、辐射贴片单元阵列、绝缘层、移相器、二级功分器、波控器、波束控制单元、m个馈电探针、l个开关矩阵和l个一级功分器；所述绝缘层设置在系统载体的表面，辐射贴片单元阵列设置在绝缘层上，辐射贴片单元阵列包括n个辐射贴片单元，其中的n-m个辐射贴片单元作为系统的主要辐射单元，其余m个辐射贴片单元分为l组辐射子阵，l组辐射子阵、l个开关矩阵和l个一级功分器一一对应，每组辐射子阵中的每个辐射贴片单元将接收的毫米波信号经一个馈电探针接入对应的开关矩阵中的一个微波开关的输入端，每个开关矩阵中的各个微波开关的输出端将毫米波信号经对应的一级功分器进行合成后接入移相器的输入端，移相器根据波控器的控制信号调整毫米波信号的相位并传送给二级功分器进行进一步合成，二级功分器将合成后的毫米波信号传送给波束控制单元，波束控制单元根据信号强度和信噪比确定最优的通讯链路。
基于上述技术方案的优选方案，所述系统载体的曲率半径大于4λ/π，其中λ为系统的辐射频率。
基于上述技术方案的优选方案，所述绝缘层和辐射贴片单元阵列沿系统载体的一周设置在系统载体的表面。
基于上述技术方案的优选方案，所述开关矩阵通过TTL电平信号控制各个微波开关的通断状态。
基于上上述技术方案的优选方案，所述开关矩阵中的各个微波开关采用二极管，当施加正向电压时，处于导通状态，当施加反向电压时，处于断开状态。
采用上述技术方案带来的有益效果：
本发明采用闭环控制的多波束毫米波天线系统，通过开关矩阵中微波开关的通断切换，形成n-m+1个波束从而实现空间的全向覆盖，通过波束控制单元对n-m+1个信号的信号强度进行选择，从而提升系统的信噪比，优化覆盖效果，提升能源利用率。同时系统工作在毫米波波段，通过丰富的频带资源以及5G移动通讯系统实现更快的数据速率。此外，本发明采用的是部分可调，与所有通道可调的方式相比，大大降低了系统成本和复杂度，有利于大规模应用。
附图说明
图1是本发明的外观示意图。
图2是本发明的辐射子阵部分可调示意图。
标号说明：1、系统载体；2、辐射贴片单元；3、绝缘层；4、馈电探针；5、开关矩阵；6、一级功分器；7、移相器；8、波控器；9、二级功分器；10、波束控制单元。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
一种5G毫米波共形多波束天线系统，包括系统载体1、辐射贴片单元阵列2、绝缘层3、移相器7、波控器8、二级功分器9、波束控制单元10、m个馈电探针4、l个开关矩阵5和l个一级功分器6。
如图1所示，所述绝缘层3设置在系统载体1的表面，辐射贴片单元阵列2设置在绝缘层3上，且绝缘层3和辐射贴片单元阵列2沿着系统载体1的一周设置。所述系统载体1的曲率半径大于4λ/π，λ为系统的辐射频率。
辐射贴片单元阵列2包括n个辐射贴片单元，其中的n-m个辐射贴片单元作为系统的主要辐射单元，其余m个辐射贴片单元分为l组辐射子阵。l组辐射子阵、l个开关矩阵5和l个一级功分器6一一对应，每组辐射子阵中的每个辐射贴片单元将接收的毫米波信号经一个馈电探针4接入对应的开关矩阵5中的一个微波开关的输入端，每个开关矩阵5中的各个微波开关的输出端将毫米波信号经对应的一级功分器6进行合成后接入移相器7的输入端，移相器7根据波控器8的控制信号调整毫米波信号的相位并传送给二级功分器9进行进一步合成，二级功分器9将合成后的毫米波信号传送给波束控制单元10，波束控制单元10根据信号强度和信噪比确定最优的通讯链路。
在本实施例中，开关矩阵通过TTL电平信号控制各个微波开关的通断状态，开关矩阵中的各个微波开关采用二极管，当施加正向电压时，处于导通状态，当施加反向电压时，处于断开状态。通过开关矩阵中微波开关的通断切换，形成n-m+1个波束，从而实现空间的全向覆盖。 TTL电平控制逻辑如表1所示。
表1
逻辑电平 TTL 状态
正向电压 1 导通
反向电压 0 断开
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种5G毫米波共形多波束天线系统，其特征在于：包括系统载体、辐射贴片单元阵列、绝缘层、移相器、二级功分器、波控器、波束控制单元、m个馈电探针、l个开关矩阵和l个一级功分器；所述绝缘层设置在系统载体的表面，辐射贴片单元阵列设置在绝缘层上，辐射贴片单元阵列包括n个辐射贴片单元，其中的n-m个辐射贴片单元作为系统的主要辐射单元，其余m个辐射贴片单元划分为l组辐射子阵，l组辐射子阵、l个开关矩阵和l个一级功分器一一对应，每组辐射子阵中的每个辐射贴片单元将接收的毫米波信号经一个馈电探针接入对应的开关矩阵中的一个微波开关的输入端，每个开关矩阵中的各个微波开关的输出端将毫米波信号经对应的一级功分器进行合成后接入移相器的输入端，移相器根据波控器的控制信号调整毫米波信号的相位并传送给二级功分器进行进一步合成，二级功分器将合成后的毫米波信号传送给波束控制单元，波束控制单元根据信号强度和信噪比确定最优的通讯链路。
2.根据权利要求1所述一种5G毫米波共形多波束天线系统，其特征在于：所述系统载体的曲率半径大于4λ/π，其中λ为系统的辐射频率。
3.根据权利要求1所述一种5G毫米波共形多波束天线系统，其特征在于：所述绝缘层和辐射贴片单元阵列沿系统载体的一周设置在系统载体的表面。
4.根据权利要求1所述一种5G毫米波共形多波束天线系统，其特征在于：所述开关矩阵通过TTL电平信号控制各个微波开关的通断状态。
5.根据权利要求4所述一种5G毫米波共形多波束天线系统，其特征在于：所述开关矩阵中的各个微波开关采用二极管，当施加正向电压时，处于导通状态，当施加反向电压时，处于断开状态。
CN201610747840.3A 2016-08-29 2016-08-29 一种5g毫米波共形多波束天线系统 Pending CN106207461A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610747840.3A CN106207461A (zh) 2016-08-29 2016-08-29 一种5g毫米波共形多波束天线系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610747840.3A CN106207461A (zh) 2016-08-29 2016-08-29 一种5g毫米波共形多波束天线系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106207461A true CN106207461A (zh) 2016-12-07

Family

ID=57526344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610747840.3A Pending CN106207461A (zh) 2016-08-29 2016-08-29 一种5g毫米波共形多波束天线系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106207461A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109698406A (zh) * 2017-10-23 2019-04-30 株式会社村田制作所 多天线模块以及移动终端
CN110075393A (zh) * 2019-06-06 2019-08-02 中北大学 一种基于新型5g毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法
CN110140256A (zh) * 2016-12-29 2019-08-16 华为技术有限公司 一种天线及网络设备
CN110169200A (zh) * 2017-01-10 2019-08-23 松下电器产业株式会社 电磁场分布调整装置以及微波加热装置
CN112909495A (zh) * 2019-12-03 2021-06-04 深圳市万普拉斯科技有限公司 移动终端及天线系统的切换方法
WO2021109216A1 (zh) * 2019-12-03 2021-06-10 瑞声声学科技(深圳)有限公司 相控阵天线阵列
CN113422180A (zh) * 2021-07-01 2021-09-21 江苏亨鑫科技有限公司 一种多模式移相装置及大规模阵列天线

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102110883A (zh) * 2010-12-01 2011-06-29 西安空间无线电技术研究所 一种赋形可变波束阵列天线的波束赋形方法
CN102365789A (zh) * 2009-02-02 2012-02-29 联邦科学技术研究组织 混合自适应天线阵列
CN202634427U (zh) * 2012-04-24 2012-12-26 南京铁道职业技术学院 基于结果反馈的新型天线选择系统
CN103633452A (zh) * 2013-11-28 2014-03-12 深圳市华为安捷信电气有限公司 一种天线及无线信号发送、接收方法
CN204407499U (zh) * 2015-01-30 2015-06-17 深圳光启高等理工研究院 天线、天线系统和通信设备
CN206040972U (zh) * 2016-08-29 2017-03-22 苏州市吴通天线有限公司 一种5g毫米波共形多波束天线系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102365789A (zh) * 2009-02-02 2012-02-29 联邦科学技术研究组织 混合自适应天线阵列
CN102110883A (zh) * 2010-12-01 2011-06-29 西安空间无线电技术研究所 一种赋形可变波束阵列天线的波束赋形方法
CN202634427U (zh) * 2012-04-24 2012-12-26 南京铁道职业技术学院 基于结果反馈的新型天线选择系统
CN103633452A (zh) * 2013-11-28 2014-03-12 深圳市华为安捷信电气有限公司 一种天线及无线信号发送、接收方法
CN204407499U (zh) * 2015-01-30 2015-06-17 深圳光启高等理工研究院 天线、天线系统和通信设备
CN206040972U (zh) * 2016-08-29 2017-03-22 苏州市吴通天线有限公司 一种5g毫米波共形多波束天线系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄克猛 等: "《共形电扫天线研究》", 《2011年全国天线年会论文集（上册）》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110140256A (zh) * 2016-12-29 2019-08-16 华为技术有限公司 一种天线及网络设备
US10573958B2 (en) 2016-12-29 2020-02-25 Huawei Technologies Co., Ltd. Antenna and network device
CN110169200A (zh) * 2017-01-10 2019-08-23 松下电器产业株式会社 电磁场分布调整装置以及微波加热装置
CN110169200B (zh) * 2017-01-10 2021-10-19 松下电器产业株式会社 电磁场分布调整装置以及微波加热装置
CN109698406A (zh) * 2017-10-23 2019-04-30 株式会社村田制作所 多天线模块以及移动终端
CN109698406B (zh) * 2017-10-23 2021-05-25 株式会社村田制作所 多天线模块以及移动终端
CN110075393A (zh) * 2019-06-06 2019-08-02 中北大学 一种基于新型5g毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法
CN112909495A (zh) * 2019-12-03 2021-06-04 深圳市万普拉斯科技有限公司 移动终端及天线系统的切换方法
WO2021109216A1 (zh) * 2019-12-03 2021-06-10 瑞声声学科技(深圳)有限公司 相控阵天线阵列
CN113422180A (zh) * 2021-07-01 2021-09-21 江苏亨鑫科技有限公司 一种多模式移相装置及大规模阵列天线
WO2023273200A1 (zh) * 2021-07-01 2023-01-05 江苏亨鑫科技有限公司 一种多模式移相装置及大规模阵列天线

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106207461A (zh) 一种5g毫米波共形多波束天线系统
CN108281753B (zh) 一种天线系统及移动终端
CN110166103B (zh) 一种毫米波mu-miso系统的新型混合波束成形结构及设置方法
US20190089064A1 (en) Symmetrical front-end chip for dual-pole antenna array
Zeng et al. Cost-effective millimeter-wave communications with lens antenna array
US20210313679A1 (en) Antenna system, mobile terminal, and antenna system switching method
US11211719B2 (en) Antenna arrangement and method for beamforming
US11863255B2 (en) Power control to a beam steering phased array antenna in satellite applications
KR101700403B1 (ko) ３ｄ 빔 형성을 위한 안테나
Wu et al. Development challenges for 5G base station antennas
US20200091604A1 (en) Methods circuits devices assemblies and systems for providing an active antenna
EP3771111B1 (en) Apparatus for transmitting and/or receiving radio frequency signals and method of operating such apparatus
CN101465472A (zh) 多系统共用天线
CN206040972U (zh) 一种5g毫米波共形多波束天线系统
CN107910656A (zh) 一种天线
Khan Multi-comm-core architecture for terabit-per-second wireless
Destino et al. System analysis and design of mmW mobile backhaul transceiver at 28 GHz
CN201130715Y (zh) 多系统共用天线
CN116868520A (zh) 一种通信装置及电子设备
CN113726384A (zh) 基于全息超表面的非授权频谱接入和波束赋形方法及装置
CN105655717B (zh) 一种方向图可重构天线以及移动终端
CN102646872B (zh) 天线、复合天线及射频收发系统
CN104092027A (zh) 一种基于矢量调制器上下变频模块的有源一体化天线
CN113745807A (zh) 基于全息超表面天线的多小区通信干扰消除系统及方法
Didi et al. Study and Design of a 28/38 GHz Bi-band MIMO Antenna Array Element for 5G

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190115

Address after: 215143 No. 2596 Taidong Road, Caohu Street, Suzhou Economic Development Zone, Jiangsu Province

Applicant after: JIANGSU WUTONG INTERNET OF THINGS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 215143 No. 2596 Taidong Road, Caohu Avenue, Xiangcheng Economic Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: SUZHOU WUTONG ANTENNA Co.,Ltd.

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20161207