一种5G阵列天线

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，特别涉及一种5G阵列天线。

背景技术

5G最重要的特点就是大数据、众连接和场景体验(移动互联网+物联网)。大数据，就是数据量大、数据速率高、数据服务为主，为移动互联网的发展提供支持；众连接就是大量的物联网终端用户接入，提供连接一切的能力；场景体验就是提供对应不同场景的高用户体验。届时，移动通信数据及物联网通信数据出现数量级爆炸性的增长，现有的通信基系统根本满足不了如此大的数据吞吐量，低时延，高可靠性的要求。

鉴于上述问题，本发明设计出一种5G阵列天线，本案由此产生。

发明内容

本发明提供一种5G阵列天线，该5G阵列天线具有实现低时延通信，增加辐射效率，增加天线阵列的滤波特性的特点；具体地，本发明是通过以下技术方案实现：

一种5G阵列天线，包括密集辐射阵、反射板、PCB板和射频连接器，密集辐射阵由N×M个双极化振子组成，每个双极化振子包括辐射单元和馈电片，辐射单元与馈电片上下叠放，辐射单元印刷在PCB板上，馈电片固定安装在反射板上；PCB板上还印刷有校准网络和馈电网络，馈电网络端口焊接射频连接器，双极化振子和馈电网络共同形成射频通道。

进一步，校准网络为多级校准网络，其由若干定向耦合器通过功分级联而成，多级校准网络包括子校准电路和连接子校准电路的集总校准电路。

进一步，子校准电路为微带电路，子校准电路相对周围的射频通道中心对称。

进一步，集总校准电路集相对于各子校准电路和子校准电路对应的射频通道成中心对称。

进一步，各辐射单元之间横向间距为dx，纵向间距为dy，其中0.45λ≤dx≤0.65λ，0.55λ≤dy≤0.85λ，λ为波长。

进一步，每行辐射单元之间设置有去耦装置，去耦装置以微带电路的形式印刷在PCB板上。

进一步，密集辐射阵由4×4、32×32或128×128个双极化振子组成。

本申请的有益效果在于：

1.本发明能够实现3-5G的双极化阵列天线，满足5G系统需求。

2、本发明的密集辐射阵装备去耦装置，保证各射频通道的辐射方向图具有良好的一致性，从而确保驻波比等电气指标良好，并且能够使天线端口环境趋于一致，精度高、稳定性和一致性更好。。

3、本发明的多级校准网络采用的多项技术保证各定向耦合通道的良好幅相一致性。

4,本发明的多输入多输出技术(MIMO)在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，成倍的提高系统容量。

本发明利用提供的物理天线阵列中的天线单元对应于5G信号的收发通道，根据收发通道发送的利用信号进行数据解调的传输模式的物理下行链路进行波束赋形并发送，以及根据收发通道和标准功率收发通道上发送的数据，进行波束的波束赋形并发送。利用天线单元的波束为宽波束，多个天线单元在引用形成宽波束的原理，避免了多个天线单元在引入赋形权值时造成的功率损失，即降低了波束赋形时的权重损耗，并在形成宽波束时提升了基站的覆盖范围，满足5G系统需求；且由于收发通道支持的发射功率大于标准功率收发通道支持的发射功率，因此即使采用收发通道并产生少量的权值损耗，形成的波束同样为宽波束，同样提升了基站的覆盖范围。

本发明技术能充分利用空间资源，提升频谱利用效率，可以在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，成倍的提高系统信道容量，在降低基站建设和维护成本、降低信道干扰、实现低时延通信方面呈现出显著的技术优势。

附图说明

图1为本发明提供的一种5G阵列天线内部PCB板及PCB上设置的结构的示意图；

图2为本发明提供的一种反射板及反射板上设置的结构的示意图。

其中：1.去耦装置；2.反射板；3.PCB板；4.射频连接器；5.辐射单元；6.馈电片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，一种5G阵列天线，包括密集辐射阵、反射板2、PCB板3和射频连接器4，密集辐射阵由N×M个双极化振子组成，每个双极化振子包括辐射单元5和馈电片6，辐射单元5与馈电片6上下叠放，辐射单元5印刷在PCB板3上，馈电片6固定安装在反射板2上；PCB板3上还印刷有校准网络和馈电网络，馈电网络端口焊接射频连接器4，双极化振子和馈电网络共同形成射频通道；PCB板3设置在天线的上外壳上，反射板2设置在天线的下外壳上，将两天线外壳组装，实现辐射单元5与馈电片6上下叠放。

校准网络为多级校准网络，其由若干定向耦合器通过功分级联而成，多级校准网络中包括子校准电路和连接子校准电路的集总校准电路。

子校准电路都设计为具有相同物理结构的微带电路，且子校准电路相对周围射频通道中心对称。

集总校准电路集，相对于各子校准电路和子校准电路对应的射频通道成列中心对称。

所述密集辐射阵的辐射单元5之间横向间距为dx，纵向间距为dy，其中0.45λ≤dx≤0.65λ，0.55λ≤dy≤0.85λ，λ为波长。

每行辐射单元5之间设置有去耦装置1，去耦装置1以微带电路的形式印刷在PCB板3上。

优选为，密集辐射阵由4×4个双极化振子组成；本发明的5G阵列天线的工作原理是：将垂直与水平天线交互的点阵，这种垂直和水平交互的天线，对应垂直和水平两个极化方向的射频通道实现无线传输信号的收发,采用4X4点阵，将多个点阵辐射进行馈电激励，放大，精度高、稳定性和一致性更好的低时延MIMO通信。

密集辐射阵也可以由8×8，32×32或128×128个双极化振子组成。

以上是本发明优选实施方式，在本发明构思前提下所做出若干其他简单替换和改动，都应当视为属于本发明的保护范畴。