[发明专利]一种用于第五代移动通信MIMO系统的天线模块

说明书

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用于第五代移动通信MIMO系统的天线模块，尤其涉及包括4×8天线阵列、参考时钟接口、电源接口、串口接口、I/Q信号接口、射频前端单元、收发信机单元、MCU单元、运放单元、电源管理单元。本发明针对5G中频段的5.7GHz～5.9GHz频段，通过矩形微带帖片、介质基板、基于微带线结构的T型功分网络，采用嵌入式微带线边缘馈电方式等方法设计小型化天线，尺寸简单紧凑；系统电路部分采用高集成度的多通道收发信机芯片和性能良好的小尺寸射频器件，PCB采用称结构、等长微带线、混压工艺以及金属屏蔽仓设计，实现系统电路优良的射频性能和幅相一致性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用于第五代移动通信MIMO系统的天线模块。

背景技术

面对未来移动通信数据流量持续爆炸性增长，需要发展未来新一代移动通信—第五代(5G)移动通信，作为面向2020年以后人类信息社会需求的无线通信智能网络。5G网络不仅要具有更高速率、更大带宽、更大容量和支持超大数据流量，而且要实现多业务多技术融合，满足未来超大数据和高速连接的各种业务的发展需要。

第五代移动通信网络业务能力的提升需要新的网络架构和无线传输技术，实现更高的频谱利用率和传输速率。无线数据业务以指数的方式增长，用户追求越来越高的数据体验，因此对网络的容量要求越来越高。在众多提升网络容量的方法中，提升频谱效率非常关键，而在众多提升频谱效率的技术中，大规模MIMO技术是关键。大规模MIMO阵列(通常几十到几百天线)的发展，将有望实现频谱效率和功率效率在4G的基础上再提升一个量级，是目前5G关键技术重要的研究方向之一。

数字波束形成(Digital beam forming，DBF)技术是在雷达系统天线波束形成原理的基础上，引入先进的数字信号处理方法后建立起来的。在有用信号方向上产生高增益窄波束，在干扰方向上产生非常深的零陷，能较好地实现了对有用信号的发射和接收。目前数字波朿形成技术在3G/4G移动通信智能天线、有源一体化天线上开始得到应用。在第五代移动通信中基于大规模MIMO系统和天线阵列，采用数字波束形成技术可以实现天线波束赋形，大幅抑制干扰和噪声，降低发射功率。

5G系统在6GHz以下频段作为主要工作频段。通过采用单板有源一体化天线模块可以减小大规模MIMO系统天线阵列的复杂度，降低5G网络建设成本。

发明内容

本发明提供了一种用于第五代移动通信MIMO系统的天线模块，可以满足5G系统大规模MIMO天线阵列的要求。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种用于第五代移动通信MIMO系统的天线模块，包括天线阵列、多路接收链路、多路发射链路和MCU单元，多路接收链路的一端连接天线阵列，多路接收链路的另一端连接MCU单元，多路发射链路的一端连接MCU单元，多路发射链路的另一端连接天线阵列，所述的接收链路包括介质滤波器、第一射频开关、第一低噪声放大器、第一声表滤波器、接收机和第一运算放大器，天线阵列接收到信号通过介质滤波器滤波，第一射频开关切换，接收到的信号进入第一低噪声放大器放大，经过第一声表滤波器后进入接收机混频解调，解调得到的I/Q信号经第一运算放大器输出给MCU单元；发射链路包括第二运算放大器、发射机、第二声表滤波器、射频放大器、第二射频开关和精致滤波器，MCU单元输出的I/Q信号经过第二运算放大器后进入发射机，经过发射机调制后输出到第二声表滤波器滤波，然后通过射频放大器放大，第二射频开关切换，信号经过精致滤波器滤波后进入天线阵列，天线阵列包括矩形微带贴片、介质基板和基于微带线结构的T型功分网络，矩形微带贴片位于介质基板的正面，矩形微带贴片通过T型功分网络的嵌入式微带线进行馈电。

作为本发明的优化方案，矩形微带贴片沿天线的极化方向刻蚀有第一矩形缝隙和第二矩形缝隙。

作为本发明的优化方案，矩形微带贴片与矩形微带贴片之间的距离范围为(λ/2，λ)。