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解讀華為新專利:新型波束掃描天線陣列,可用于毫米波通信

如意 ? 來源:愛集微APP ? 作者:嘉德IPR ? 2020-09-21 16:45 ? 次閱讀
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【嘉德點評】 華為的這項發(fā)明專利提出了一種集邊射和端射于一體的波束掃描天線陣列,可用于毫米波通信并應用于5G終端,獲得高增益的同時,提供較寬的波束覆蓋范圍來克服空間的衰減。

集微網(wǎng)消息,隨著5G商用逐步走向規(guī)?;鳛殛P(guān)鍵技術(shù)之一的毫米波通信憑借其高帶寬、低時延等優(yōu)勢成為人們關(guān)注的焦點。毫米波通信可最大程度的釋放5G的潛能,并推動各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,徹底改變原有的生活方式。在毫米波的產(chǎn)品研發(fā)過程中,華為以其自身的技術(shù)優(yōu)勢,率先研發(fā)出多代商用毫米波天線模組。

在移動通信領(lǐng)域,智能終端快速普及,移動用戶與無線數(shù)據(jù)業(yè)務快速增長、以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展直接推動了毫米波技術(shù)發(fā)展,因此射頻終端使用毫米波成為關(guān)鍵技術(shù)。然而由于毫米波波長短,容易受到大氣中氣體分子、水凝物和懸浮塵埃等的吸收和散射作用影響,路徑損耗很嚴重,因此使用大規(guī)模天線結(jié)合波束成形技術(shù)以克服路徑損耗和遮擋成為主要研究思路。為了獲得邊射與端射的波束覆蓋,現(xiàn)有的波束掃描天線陣列需要分別設(shè)計邊射天線與端射天線,并集成在天線系統(tǒng)中,從而增加了天線系統(tǒng)的復雜度和尺寸。

為此,華為于2019年4月1日提出了一項名為“一種集邊射和端射于一體的波束掃描天線陣列”的發(fā)明專利(申請?zhí)枺?01910258631.6),可以集邊射與端射天線于一體,實現(xiàn)更寬范圍的波束覆蓋,專利的申請人為華為技術(shù)有限公司。

圖1 毫米波雙極化微帶天線單元結(jié)構(gòu)圖

圖1展示了本發(fā)明提供的一種毫米波雙極化微帶天線單元結(jié)構(gòu),包括層疊設(shè)置的輻射單元1和饋電單元2,二者相互耦合。輻射單元1包括2層或2層以上的介質(zhì)板,其第一表面上設(shè)有相對設(shè)置的輻射貼片,承擔輻射能量的作用。饋電單元2包括第三介質(zhì)板30,其第一表面上設(shè)有第一接地板301,并與第二介質(zhì)板20的第二表面鄰接設(shè)置,第二表面上設(shè)有相對設(shè)置的饋線400與縫隙300,并與該第一輻射貼片101和第二輻射貼片201耦合。此外,輻射貼片越多越多,帶寬越寬,但是同時也會加大天線阻抗匹配的難度,反而使得天線的工作帶寬變窄,因此這一專利中選擇采用2層輻射貼片。

圖2 天線單元的縫隙結(jié)構(gòu)圖

圖2展示了該發(fā)明中提出的一種毫米波雙極化微帶天線單元的縫隙結(jié)構(gòu)圖,第一縫隙302、第二縫隙303分別與該第一饋線401、第二饋線402相對設(shè)置。為使得通過兩個饋線的射頻能量分別均勻傳遞至兩縫隙,將縫隙和饋線對稱,即第一饋線401在該第一接地板301上的第一投影406的延伸方向垂直于該第一縫隙302的延伸方向,且該第一縫隙302沿第一投影406的延伸方向?qū)ΨQ設(shè)置,第二饋線和縫隙同理,這種結(jié)構(gòu)有利于避免射頻能量射頻能量傳遞不均引起的阻抗失配。

簡而言之,華為的這項發(fā)明提出了一種集邊射和端射于一體的波束掃描天線陣列,其天線單元均勻排布在基板上,可用于毫米波通信并應用于5G終端,獲得高增益的同時,提供較寬的波束覆蓋范圍來克服空間的衰減。

面對著5G所帶來的龐大市場前景,各大科技巨頭如華為、高通、三星等紛紛開展毫米波技術(shù)競賽,并推出一系列天線模組、接收機產(chǎn)品,華為公司作為國內(nèi)通信一線設(shè)備商,憑借在5G方面的技術(shù)優(yōu)勢,相信未來必將創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟價值。
責編AJX

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