[发明专利]天线阵列和无线通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种天线阵列和无线通信装置。

背景技术

众所周知，4G技术能把上网速度提高到第三代移动技术的50倍以上，可实现高质量的三维数据和图像传输。但要想使4G通信达到100Mbps的传输，需要有更大的通信带宽和频谱利用率。在这种情况下，MIMO多天线技术应运而生。MIMO技术利用建立在发射端和接收端的多天线实现的多空间通道发送和接收数据，在不增加系统带宽的情况下增加频谱利用率，能有效提高系统的传输速率。因此在提高频谱利用率以及干扰抑制方面能体现出显著的优越性。

虽然MIMO系统在理想情况下，信道容量可随天线数目线性增加(功率和带宽固定)。但在实现中，由于实际空间的限制，天线单元间距往往不足半波长，从而信道的相关性变强、信噪比变差，天线效率下降，造成实际的信道容量和吞吐率降低。另一方面，MIMO系统的小型化、轻量化设计是各种无线通信终端发展的永恒主题。当MIMO系统中的多天线结构采用小型化设计时，较小的间距会引入谐振单元之间不必要的耦合，造成天线之间的相关性增强，从而改变其方向图，降低天线效率和信道吞吐率。

因此如何在更小的净空面积内实现MIMO天线的有效通讯，降低其相关性的同时获得分集增益并提高信道容量已成为学术界和工业界亟需解决的关键问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种天线阵列和无线通信装置，其通过共用净空的方式可以减小天线所占净空面积、提高无线设备的空间利用率，并且可以降低天线间的相关性，提高信道容量。

根据本发明的一个方面，提供了一种天线阵列，包括：第一天线和第二天线，其中，所述第一天线和所述第二天线分别设置于同一净空区域的正反两面；以及干扰消除装置，具有第一端口和第二端口，所述第一端口连接到所述第一天线，所述第二端口连接到所述第二天线，所述干扰消除装置用于产生与需要消除的干扰信号基本上相抵消的消扰信号。

优选地，所述干扰消除装置被设置为从所述第一端口和所述第二端口中的一个进入该干扰消除装置并从所述第一端口和所述第二端口中的另一个输出的消扰信号与其要消除的干扰信号，具有基本上相同的幅度和相差约180°的相位，其中，所述干扰信号是从所述第一天线和所述第二天线中一个天线发出的耦合到另一个天线中的信号。

优选地，所述干扰消除装置包括由一个或多个耦合谐振模块构成的谐振模块阵列，所述谐振模块阵列能够被调整，以根据所述干扰信号的强度来改变所述消扰信号的幅度和相位。

优选地，所述耦合谐振模块由两阶或多阶耦合谐振电路构成，所述耦合谐振单元电路由电容和/或电感组成。

优选地，所述干扰消除装置还包括相位输入微调模块和/或相位输出微调模块，所述相位输入微调模块和/或相位输出微调模块的一端与所述第一端口或所述第二端口连接，所述相位输入微调模块和/或相位输出微调模块的另一端与所述一个或多个耦合谐振模块连接，所述相位输入微调模块和/或所述相位输出微调模块被设置为能够调节所述消扰信号的相位。

优选地，所述谐振模块阵列和/或所述相位输入微调模块和/或所述相位输出微调模块中的至少一个感性部分的电感值和/或至少一个容性部分的电容值能够被调节。

优选地，谐振模块阵列是基于如下一种或多种技术集成的芯片：

LTCC多层技术、HTCC多层技术、CMOS技术、MEMS技术、GaAs和GaN技术。

优选地，所述第一端口连接到所述第一天线的天线馈点；所述第二端口连接到所述第二天线的天线馈点。

优选地，第一天线和所述第二天线为4G手机天线、数据卡天线、路由器天线、基站天线或相控阵天线。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种无线通信装置，其包括上文述及的天线阵列。

综上，本发明的天线阵列和无线通信装置，通过共用净空的方式不但可极大程度的缩小无线通讯设备中天线所占面积，提高系统集成度，满足通讯终端不断小型化轻量化的发展趋势。同时，还在一定程度上增强了MIMO系统的数据吞吐率，满足新一代无线通信系统中对信道容量和可靠性的需求，可适用于多种形式的多天线无线通讯终端、基站，相控阵雷达，收发组件及其他通讯系统及终端设备。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。