CN208589528U - 毫米波阵列天线架构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种毫米波阵列天线架构，其包括六个天线阵列和用于设置所述六个天线阵列的安装体，所述安装体为长方体形或正方体形，所述六个天线阵列分别设置在所述安装体的六个安装面上。本实用新型的毫米波阵列天线架构通过六个天线阵列在安装体的安装面上无死角的扫描覆盖，使安装体上波束覆盖弱的区域降到最低，从而有利于确保天线覆盖效率，提高移动通信系统的稳定性，提升用户体验。

Description

毫米波阵列天线架构
【技术领域】
本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种毫米波阵列天线架构。
【背景技术】
国际电信联盟(International Telecommunication Union，简称ITU)在2015年6月召开的ITU-RWP5D第22次会议上明确了5G的主要应用场景，ITU定义了三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。上述三个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20Gbps，最低用户体验速率为100Mbps。为了达到这些苛刻的指标，若干关键技术将被采用，其中包含毫米波技术。
毫米波频段丰富的带宽资源为高速传输速率提供了保障，但是，由于该频段电磁波剧烈的空间损耗，利用毫米波频段的无线通信系统需要采用相控阵的架构。通过移相器使得各个阵元的相位按一定规律分布，从而形成高增益波束，并且通过相移的改变使得波束在一定空间范围内扫描。单个相控阵天线的扫描覆盖范围一般小于一个半球，手机终端若采用单阵列的形式可能会造成信号不稳定的问题，若想要波束覆盖整个球面，至少需要两个阵列。因此，目前使用毫米波技术的通信系统存在覆盖效率低、通信稳定差的缺点。
因此，实有必要提供一种新的毫米波阵列天线架构解决上述问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种覆盖效率高的毫米波阵列天线架构。
本实用新型提供的多面覆盖的阵列天线，其包括六个天线阵列和用于设置所述六个天线阵列的安装体，所述安装体为长方体形或正方体形，所述六个天线阵列分别设置在所述安装体的六个安装面上。
优选地，所述六个天线阵列包括面阵和/或线阵。
优选地，每一所述天线阵列由多个天线单元组成，所述天线单元为贴片天线、偶极子天线或缝隙天线中的任意一种或多种。
优选地，所述六个天线阵列相互之间以分集模式或MIMO模式工作。
优选地，所述安装体的六个安装面包括相对设置的顶面和底面、相对设置的左侧面和右侧面及相对设置的上侧面和下侧面，所述上侧面、左侧面、下侧面及右侧面依次首尾相接围成矩形环状结构，所述顶面和底面分别覆盖于该矩形环状结构的两端开口处。
优选地，所述六个天线阵列包括设置在所述顶面上的第一天线阵列、设置在所述底面上的第二天线阵列、设置在所述左侧面上的第三天线阵列、设置在所述右侧面上的第四天线阵列、设置在所述上侧面上的第五天线阵列和设置在所述下侧面上的第六天线阵列。
优选地，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列对称设置并靠近所述上侧面，所述第三天线阵列和所述第四天线阵列对称设置并靠近所述上侧面。
优选地，所述安装体为手机。
与相关技术相比，本实用新型提供的毫米波阵列天线架构具有如下有益效果：
1)通过六个天线阵列在安装体的安装面上无死角的扫描覆盖，使安装体上波束覆盖弱的区域降到最低，从而有利于确保天线覆盖效率，提高移动通信系统的稳定性，提升用户体验；
2)六个天线阵列可以根据据安装体内部的具体结构确定采用面阵还是线阵，设计灵活多变。
【附图说明】
图1为本实用新型所提供的毫米波阵列天线架构的三维示意图；
图2为本实用新型所提供的毫米波阵列天线架构一较佳实施例的结构示意图；
图3为图2所示毫米波阵列天线架构另一角度的结构示意图；
图4为本实用新型所提供的毫米波阵列天线架构的覆盖效率测试图。
【具体实施方式】
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1-图3所示，为本实用新型所提供的毫米波阵列天线架构的结构示意图。所述毫米波阵列天线架构包括六个天线阵列和用于安装所述六个天线阵列的安装体。其中所述安装体为长方体形或正方体形。在本实施例中，所述安装体为手机，当然，所述安装体还可以是其它移动终端，比如个人数字助理等。所述六个天线阵列分别设置在所述安装体的六个安装面上，使得天线阵列扫描范围覆盖到所述安装体的每一个安装面，实现无死角的空间全扫描覆盖。
具体地，所述安装体的六个安装面包括相对设置的顶面21和底面22、相对设置的左侧面23和右侧面24及相对设置的上侧面25和下侧面26，所述上侧面25、左侧面23、下侧面26及右侧面24依次首尾相接围成矩形环状结构，所述顶面21和底面22分别覆盖于该矩形环状结构的两端开口处。相对应的，所述六个天线阵列包括设置在所述顶面21上的第一天线阵列11、设置在所述底面22上的第二天线阵列12、设置在所述左侧面23上的第三天线阵列13、设置在所述右侧面24上的第四天线阵列14、设置在所述上侧面25上的第五天线阵列15和设置在所述下侧面26上的第六天线阵列16。
各个天线阵列在安装面上的具体安装位置可以根据所述安装体内部元器件的布设来确定。在本实施例中，所述第一天线阵列11和所述第二天线阵列12对称设置并靠近所述上侧面25，所述第三天线阵列13和所述第四天线阵列14对称设置并靠近所述上侧面25，所述第五天线阵列15和所述第六天线阵列16对称设置并分别设置于所述上侧面25和所述下侧面的中部位置。
上述所述六个天线阵列中，可以全部采用面阵，也可以全部采用线阵，还可以部分采用面阵，部分采用线阵。天线阵列采用面阵可以使组成天线阵列的每个天线单元距离射频芯片端口的距离更短，而天线阵列采用线阵，一方面可以将毫米波阵列在安装体中占用的空间变窄，便于天线阵列设置在安装体的边缘位置，而不影响安装体内部其它元器件的布设，另一方面，线阵只需扫描一个角度，简化了设计难度、测试难度以及波束管理的复杂度。当然，在设计时需要权衡考虑，根据安装体内部的具体结构，确定哪些位置适合采用面阵，哪些位置适合采用线阵。
每一所述天线阵列可以由单个天线单元或多个天线单元组成。当所述天线阵列为单个天线单元时，所述天线单元可以是贴片天线、偶极子天线或缝隙天线中的任意一种。当所述天线阵列由多个天线单元组成时，多个所述天线单元可以为贴片天线、偶极子天线或缝隙天线中的任意一种或多种的组合。
上述所述六个天线阵列相互之间可以分集模式或MIMO模式工作。分集可以降低发射功率，而MIMO可以扩大系统容量，增加传输可靠性，但是不能解决频率选择性衰落的问题，因此可以根据实际需要确定所述所述六个天线阵列相互之间的关系。
图4示出了本实用新型所提供的毫米波阵列天线架构的覆盖效率测试图，测试结果显示，覆盖效率很高。由于六个天线阵列在安装体的安装面上无死角的扫描覆盖，使安装体上波束覆盖弱的区域降到最低，从而有利于确保天线覆盖效率，提高移动通信系统的稳定性，提升用户体验。
与相关技术相比，本实用新型提供的毫米波阵列天线架构具有如下有益效果：
1)通过六个天线阵列在安装体的安装面上无死角的扫描覆盖，使安装体上波束覆盖弱的区域降到最低，从而有利于确保天线覆盖效率，提高移动通信系统的稳定性，提升用户体验；
2)六个天线阵列可以根据据安装体内部的具体结构确定采用面阵还是线阵，设计灵活多变。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种毫米波阵列天线架构，其特征在于，包括六个天线阵列和用于设置所述六个天线阵列的安装体，所述安装体为长方体形或正方体形，所述六个天线阵列分别设置在所述安装体的六个安装面上。
2.根据权利要求1所述的毫米波阵列天线架构，其特征在于，所述六个天线阵列包括面阵和/或线阵。
3.根据权利要求1所述的毫米波阵列天线架构，其特征在于，每一所述天线阵列由多个天线单元组成，所述天线单元为贴片天线、偶极子天线或缝隙天线中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的毫米波阵列天线架构，其特征在于，所述六个天线阵列相互之间以分集模式或MIMO模式工作。
5.根据权利要求1-4任一项所述的毫米波阵列天线架构，其特征在于，所述安装体的六个安装面包括相对设置的顶面和底面、相对设置的左侧面和右侧面及相对设置的上侧面和下侧面，所述上侧面、左侧面、下侧面及右侧面依次首尾相接围成矩形环状结构，所述顶面和底面分别覆盖于该矩形环状结构的两端开口处。
6.根据权利要求5所述的毫米波阵列天线架构，其特征在于，所述六个天线阵列包括设置在所述顶面上的第一天线阵列、设置在所述底面上的第二天线阵列、设置在所述左侧面上的第三天线阵列、设置在所述右侧面上的第四天线阵列、设置在所述上侧面上的第五天线阵列和设置在所述下侧面上的第六天线阵列。
7.根据权利要求6所述的毫米波阵列天线架构，其特征在于，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列对称设置并靠近所述上侧面，所述第三天线阵列和所述第四天线阵列对称设置并靠近所述上侧面。
8.根据权利要求5所述的毫米波阵列天线架构，其特征在于，所述安装体为手机。
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