一種高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，用于高頻率毫米波無(wú)線通信系統(tǒng)，更具體的說是涉及一種高頻率集成毫米波天線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)通信已經(jīng)深刻地改變了人們的生活，但人們對(duì)更高性能移動(dòng)通信的追求從未停止，為了應(yīng)對(duì)未來(lái)爆炸性的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)、海量的設(shè)備連接、不斷涌現(xiàn)的各類新業(yè)務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景，第五代移動(dòng)通信(5G)系統(tǒng)將成為解決這些問題的方案。
[0003]未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)的工作頻段將向高頻率(毫米波)擴(kuò)展，同時(shí)天線將從傳統(tǒng)的2維陣列擴(kuò)展就成3維陣列，并使用有源天線系統(tǒng)。這帶來(lái)問題諸如:大規(guī)模陣列互耦、多通道信號(hào)傳輸、系統(tǒng)集成和散熱等等方面的問題。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)201410765868.0提供了一種天線及有源天線系統(tǒng)，包括天線陣列、多通道前端、接收多波束網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射多波束網(wǎng)絡(luò)。
[0005]類似的專利提供的方案未涉及到高頻率毫米波以及大規(guī)模陣列集成時(shí)面臨的問題，同時(shí)不涉及到射頻信號(hào)的光纖拉遠(yuǎn)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的缺點(diǎn)，解決現(xiàn)有技術(shù)未涉及的領(lǐng)域而提供的一種將高頻率毫米波天線系統(tǒng)進(jìn)行集成化、層疊化的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的效能，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，同時(shí)降低成本和工藝復(fù)雜性，并提供高頻率毫米波有源天線系統(tǒng)模塊解決方案。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)，包括:天線陣列、收發(fā)組件模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、冷板，所述天線陣列，包括w個(gè)微帶天線單元，w為64或128 ；
所述收發(fā)組件模塊，包括有接收通道和發(fā)射通道，用于對(duì)w路信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、變頻并進(jìn)行調(diào)制處理，得到一路發(fā)射信號(hào)和一路接收信號(hào)，且模塊最終采用BGA或PGA進(jìn)行封裝；
所述光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將中頻信號(hào)進(jìn)行電-光或?qū)⒒鶐卧l(fā)出的光信號(hào)進(jìn)行光-電的轉(zhuǎn)換，光電轉(zhuǎn)換模塊上還設(shè)有用于和光纖連接的光纖接口 ；
所述控制模塊，提供變頻所需要的本振參考和控制信號(hào)，并通過控制線和基帶單元連接;
所述冷板，用于傳導(dǎo)整個(gè)系統(tǒng)集成產(chǎn)生的熱量。
[0008]所述天線陣列為64個(gè)微帶天線單元時(shí)，所述的收發(fā)組件模塊包括:
雙工器，用于隔離接收通道和發(fā)射通道；
收發(fā)本振模塊，用于提供上下變頻所需要的本振信號(hào)，以及載波調(diào)制解調(diào)需要的本振信號(hào)；此時(shí)接收通道包括低噪聲放大器、驅(qū)動(dòng)放大器、鏡頻抑制濾波器、下變頻器、中頻放大器，載波調(diào)制器；發(fā)射通道包括功率放大器、驅(qū)動(dòng)放大器、濾波器、上變頻器、中頻放大器、載波解調(diào)器；
每個(gè)微帶天線單元和一路獨(dú)立的接收通道以及發(fā)射通道連接，所有發(fā)射通道的信號(hào)源自基帶發(fā)出的光信號(hào)，該光信號(hào)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換模塊以及載波調(diào)制器后得到，同樣所有的接收通道的信號(hào)經(jīng)過濾波放大后通過載波調(diào)制器進(jìn)行副載波調(diào)制后，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換模塊后轉(zhuǎn)為光信號(hào)，再經(jīng)過光纖接口送入到基帶處理單元。
[0009]所述天線陣列為128個(gè)微帶天線單元時(shí)，所述的收發(fā)組件模塊采用單發(fā)單收的形式，收發(fā)組件模塊的接收通道采用單獨(dú)64個(gè)微帶天線單元接收信號(hào)，發(fā)射通道采用單獨(dú)64個(gè)微帶天線單元發(fā)射信號(hào)。
[0010]所述的光電轉(zhuǎn)換模塊集成有光電轉(zhuǎn)換器、電光轉(zhuǎn)換器以及配套的光纖接口。
[0011 ] 所述的冷板上設(shè)有散熱用的散熱片。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:提高系統(tǒng)的效能，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，同時(shí)降低成本和工藝復(fù)雜性，并提供高頻率毫米波有源天線系統(tǒng)模塊解決方案，解決了射頻信號(hào)的光纖拉遠(yuǎn)問題。
【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為實(shí)施例1的系統(tǒng)框圖；
圖3為實(shí)施例2的系統(tǒng)框圖；
其中:1、天線陣列，2、收發(fā)組件模塊，3、光電轉(zhuǎn)換模塊，4、控制模塊，5、冷板，111?lw、微帶天線單元，211?212、發(fā)射通道，221?222、接收通道，31、電光轉(zhuǎn)換，32、光電轉(zhuǎn)換。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0015]如圖1所示的一種高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)，包括:天線陣列(1)、收發(fā)組件模塊(2)、光電轉(zhuǎn)換模塊(3)、控制模塊(4)以及冷板(5)，光電轉(zhuǎn)換模塊(3)上設(shè)有光纖接口，控制模塊(4)上設(shè)有控制接口。
[0016]所述控制模塊(4)提供變頻所需要的本振參考和控制信號(hào)，并通過控制接口及控制線和基帶單元連接。
[0017]所述冷板(5)上設(shè)有散熱片，用于傳導(dǎo)整個(gè)系統(tǒng)集成產(chǎn)生的熱量。
[0018]本高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)在發(fā)射方向上基帶處理后的信號(hào)經(jīng)過光纖送入到光電轉(zhuǎn)換模塊(3)同時(shí)經(jīng)過收發(fā)組件模塊(2)轉(zhuǎn)換成天線陣列(I)的電信號(hào)，接收信號(hào)經(jīng)天線陣列(I)送入收發(fā)組件模塊(2 )送入光電轉(zhuǎn)換模塊(3 )并經(jīng)過光纖拉遠(yuǎn)，整個(gè)系統(tǒng)工作在高頻率毫米波上并且只對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行處理符合自上而下層疊式的集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，并且將信號(hào)通過調(diào)制解調(diào)后經(jīng)光纖進(jìn)行傳送有效的降低整個(gè)設(shè)備的復(fù)雜性。
[0019]參考圖2所述的實(shí)施例1，其天線陣列(I)包括64個(gè)微帶天線單元(Ill-1w)，每個(gè)微帶天線單元和一路獨(dú)立的收發(fā)通道連接，如微帶天線單元(112)經(jīng)過雙工器和發(fā)射通道(211)以及接收通道(221)的鏈路連接，發(fā)射通道(211)包括功率放大器、驅(qū)動(dòng)放大器、濾波器、上變頻器、中放，接收通道(221)包括低噪聲放大器、驅(qū)動(dòng)放大器、鏡頻抑制濾波器、下變頻器、中頻放大器，所有發(fā)射通道的信號(hào)源自基帶發(fā)出的光信號(hào)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換(32)并經(jīng)過副載波調(diào)制后得到，同樣所有的接收通道信號(hào)經(jīng)過濾波放大后進(jìn)行副載波調(diào)制，同時(shí)經(jīng)過電光轉(zhuǎn)換(31)經(jīng)過光纖送入到基帶處理單元。
[0020]參考圖3所述的實(shí)施例2，其天線陣列(I)包括128個(gè)微帶天線單元(Ill-1w)，接收和發(fā)射所用的微帶天線單元分開，天線陣列(I)和收發(fā)組件模塊(2)間沒有雙工器連接，使用64個(gè)微帶天線單元進(jìn)行發(fā)射，同時(shí)使用另外64個(gè)微帶天線單元進(jìn)行接收。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)，包括:天線陣列、收發(fā)組件模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、冷板，其特征在于， 所述天線陣列，包括W個(gè)微帶天線單元，W為64或128 ; 所述收發(fā)組件模塊，包括有接收通道和發(fā)射通道，用于對(duì)w路信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、變頻并進(jìn)行調(diào)制處理，得到一路發(fā)射信號(hào)和一路接收信號(hào)，且模塊最終采用BGA或PGA進(jìn)行封裝； 所述光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將中頻信號(hào)進(jìn)行電-光或?qū)⒒鶐卧l(fā)出的光信號(hào)進(jìn)行光-電的轉(zhuǎn)換，光電轉(zhuǎn)換模塊上還設(shè)有用于和光纖連接的光纖接口 ； 所述控制模塊，提供變頻所需要的本振參考和控制信號(hào)，并通過控制線和基帶單元連接; 所述冷板，用于傳導(dǎo)整個(gè)系統(tǒng)集成產(chǎn)生的熱量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)，其特征在于，所述天線陣列為64個(gè)微帶天線單元時(shí)，所述的收發(fā)組件模塊包括: 雙工器，用于隔離接收通道和發(fā)射通道； 收發(fā)本振模塊，用于提供上下變頻所需要的本振信號(hào)，以及載波調(diào)制解調(diào)需要的本振信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)，其特征在于， 接收通道包括低噪聲放大器、驅(qū)動(dòng)放大器、鏡頻抑制濾波器、下變頻器、中頻放大器，載波調(diào)制器；發(fā)射通道包括功率放大器、驅(qū)動(dòng)放大器、濾波器、上變頻器、中頻放大器、載波解調(diào)器；每個(gè)微帶天線單元和一路獨(dú)立的接收通道以及發(fā)射通道連接，所有發(fā)射通道的信號(hào)源自基帶發(fā)出的光信號(hào)，該光信號(hào)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換模塊以及載波調(diào)制器后得到，同樣所有的接收通道的信號(hào)經(jīng)過濾波放大后通過載波調(diào)制器進(jìn)行副載波調(diào)制后，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換模塊后轉(zhuǎn)為光信號(hào)，再經(jīng)過光纖接口送入到基帶處理單元。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)，其特征在于，所述天線陣列為128個(gè)微帶天線單元時(shí)，所述的收發(fā)組件模塊采用單發(fā)單收的形式，收發(fā)組件模塊的接收通道采用單獨(dú)64個(gè)微帶天線單元接收信號(hào)，發(fā)射通道采用單獨(dú)64個(gè)微帶天線單元發(fā)射信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)，其特征在于，所述的光電轉(zhuǎn)換模塊集成有光電轉(zhuǎn)換器、電光轉(zhuǎn)換器以及配套的光纖接口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷板上設(shè)有散熱用的散熱片。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高頻率毫米波集成天線系統(tǒng)，包括：天線陣列、收發(fā)組件模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、冷板，天線陣列，包括64或128個(gè)微帶天線單元；收發(fā)組件模塊，包括有接收通道和發(fā)射通道，所述光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將中頻信號(hào)進(jìn)行電-光或?qū)⒒鶐卧l(fā)出的光信號(hào)進(jìn)行光-電的轉(zhuǎn)換，光電轉(zhuǎn)換模塊上還設(shè)有用于和光纖連接的光纖接口；所述控制模塊，提供變頻所需要的本振參考和控制信號(hào)，并通過控制線和基帶單元連接；本天線系統(tǒng)進(jìn)行集成化、層疊化的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的效能，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，同時(shí)降低成本和工藝復(fù)雜性，并提供高頻率毫米波有源天線系統(tǒng)模塊解決方案。
【IPC分類】H04B10/2575, H04B7/04
【公開號(hào)】CN105049102
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510478288
【發(fā)明人】黃克猛, 楊玉文, 陳偉, 崔際源
【申請(qǐng)人】蘇州市吳通天線有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月7日