CN105049102A - 一种高频率毫米波集成天线系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频率毫米波集成天线系统，包括：天线阵列、收发组件模块、光电转换模块、控制模块、冷板，天线阵列，包括64或128个微带天线单元；收发组件模块，包括有接收通道和发射通道，所述光电转换模块，用于将中频信号进行电-光或将基带单元发出的光信号进行光-电的转换，光电转换模块上还设有用于和光纤连接的光纤接口；所述控制模块，提供变频所需要的本振参考和控制信号，并通过控制线和基带单元连接；本天线系统进行集成化、层叠化的设计，提高系统的效能，增强系统的可靠性和可维护性，同时降低成本和工艺复杂性，并提供高频率毫米波有源天线系统模块解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，用于高频率毫米波无线通信系统，更具体的说是涉及一种高频率集成毫米波天线系统。
背景技术
移动通信已经深刻地改变了人们的生活，但人们对更高性能移动通信的追求从未停止，为了应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景，第五代移动通信（5G）系统将成为解决这些问题的方案。
未来移动通信技术的工作频段将向高频率（毫米波）扩展，同时天线将从传统的2维阵列扩展就成3维阵列，并使用有源天线系统。这带来问题诸如：大规模阵列互耦、多通道信号传输、系统集成和散热等等方面的问题。
中国专利申请201410765868.0提供了一种天线及有源天线系统，包括天线阵列、多通道前端、接收多波束网络、发射多波束网络。
类似的专利提供的方案未涉及到高频率毫米波以及大规模阵列集成时面临的问题，同时不涉及到射频信号的光纤拉远方案。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服上述背景技术的缺点，解决现有技术未涉及的领域而提供的一种将高频率毫米波天线系统进行集成化、层叠化的设计，提高系统的效能，增强系统的可靠性和可维护性，同时降低成本和工艺复杂性，并提供高频率毫米波有源天线系统模块解决方案。
本发明的技术方案是：一种高频率毫米波集成天线系统，包括：天线阵列、收发组件模块、光电转换模块、控制模块、冷板，所述天线阵列，包括w个微带天线单元，w为64或128；
所述收发组件模块，包括有接收通道和发射通道，用于对w路信号进行放大、滤波、变频并进行调制处理，得到一路发射信号和一路接收信号，且模块最终采用BGA或PGA进行封装；
所述光电转换模块，用于将中频信号进行电-光或将基带单元发出的光信号进行光-电的转换，光电转换模块上还设有用于和光纤连接的光纤接口；
所述控制模块，提供变频所需要的本振参考和控制信号，并通过控制线和基带单元连接；
所述冷板，用于传导整个系统集成产生的热量。
所述天线阵列为64个微带天线单元时,所述的收发组件模块包括：
双工器，用于隔离接收通道和发射通道；
收发本振模块，用于提供上下变频所需要的本振信号，以及载波调制解调需要的本振信号；此时接收通道包括低噪声放大器、驱动放大器、镜频抑制滤波器、下变频器、中频放大器，载波调制器；发射通道包括功率放大器、驱动放大器、滤波器、上变频器、中频放大器、载波解调器；
每个微带天线单元和一路独立的接收通道以及发射通道连接，所有发射通道的信号源自基带发出的光信号，该光信号经过光电转换模块以及载波调制器后得到，同样所有的接收通道的信号经过滤波放大后通过载波调制器进行副载波调制后，经过光电转换模块后转为光信号，再经过光纤接口送入到基带处理单元。
所述天线阵列为128个微带天线单元时，所述的收发组件模块采用单发单收的形式，收发组件模块的接收通道采用单独64个微带天线单元接收信号，发射通道采用单独64个微带天线单元发射信号。
所述的光电转换模块集成有光电转换器、电光转换器以及配套的光纤接口。
所述的冷板上设有散热用的散热片。
本发明的有益效果是：提高系统的效能，增强系统的可靠性和可维护性，同时降低成本和工艺复杂性，并提供高频率毫米波有源天线系统模块解决方案，解决了射频信号的光纤拉远问题。
附图说明
图1本发明的结构示意图；
图2为实施例1的系统框图；
图3为实施例2的系统框图；
其中：1、天线阵列，2、收发组件模块，3、光电转换模块，4、控制模块，5、冷板，111～1w、微带天线单元，211～212、发射通道，221～222、接收通道，31、电光转换，32、光电转换。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
如图1所示的一种高频率毫米波集成天线系统，包括：天线阵列（1）、收发组件模块（2）、光电转换模块（3）、控制模块（4）以及冷板（5），光电转换模块（3）上设有光纤接口，控制模块（4）上设有控制接口。
所述控制模块（4）提供变频所需要的本振参考和控制信号，并通过控制接口及控制线和基带单元连接。
所述冷板（5）上设有散热片，用于传导整个系统集成产生的热量。
本高频率毫米波集成天线系统在发射方向上基带处理后的信号经过光纤送入到光电转换模块（3）同时经过收发组件模块（2）转换成天线阵列（1）的电信号，接收信号经天线阵列（1）送入收发组件模块（2）送入光电转换模块（3）并经过光纤拉远，整个系统工作在高频率毫米波上并且只对射频信号进行处理符合自上而下层叠式的集成产品设计理念，并且将信号通过调制解调后经光纤进行传送有效的降低整个设备的复杂性。
参考图2所述的实施例1，其天线阵列（1）包括64个微带天线单元（111-1w)，每个微带天线单元和一路独立的收发通道连接，如微带天线单元（112）经过双工器和发射通道（211）以及接收通道（221）的链路连接，发射通道（211）包括功率放大器、驱动放大器、滤波器、上变频器、中放，接收通道（221）包括低噪声放大器、驱动放大器、镜频抑制滤波器、下变频器、中频放大器，所有发射通道的信号源自基带发出的光信号经过光电转换（32）并经过副载波调制后得到，同样所有的接收通道信号经过滤波放大后进行副载波调制，同时经过电光转换（31）经过光纤送入到基带处理单元。
参考图3所述的实施例2，其天线阵列（1）包括128个微带天线单元（111-1w)，接收和发射所用的微带天线单元分开，天线阵列（1）和收发组件模块（2）间没有双工器连接，使用64个微带天线单元进行发射，同时使用另外64个微带天线单元进行接收。
Claims (6)
1.一种高频率毫米波集成天线系统，包括：天线阵列、收发组件模块、光电转换模块、控制模块、冷板，其特征在于，
所述天线阵列，包括w个微带天线单元，w为64或128；
所述收发组件模块，包括有接收通道和发射通道，用于对w路信号进行放大、滤波、变频并进行调制处理，得到一路发射信号和一路接收信号，且模块最终采用BGA或PGA进行封装；
所述光电转换模块，用于将中频信号进行电-光或将基带单元发出的光信号进行光-电的转换，光电转换模块上还设有用于和光纤连接的光纤接口；
所述控制模块，提供变频所需要的本振参考和控制信号，并通过控制线和基带单元连接；
所述冷板，用于传导整个系统集成产生的热量。
2.根据权利要求1所述的高频率毫米波集成天线系统，其特征在于，所述天线阵列为64个微带天线单元时,所述的收发组件模块包括：
双工器，用于隔离接收通道和发射通道；
收发本振模块，用于提供上下变频所需要的本振信号，以及载波调制解调需要的本振信号。
3.根据权利要求2所述的高频率毫米波集成天线系统，其特征在于，
接收通道包括低噪声放大器、驱动放大器、镜频抑制滤波器、下变频器、中频放大器，载波调制器；
发射通道包括功率放大器、驱动放大器、滤波器、上变频器、中频放大器、载波解调器；
每个微带天线单元和一路独立的接收通道以及发射通道连接，所有发射通道的信号源自基带发出的光信号，该光信号经过光电转换模块以及载波调制器后得到，同样所有的接收通道的信号经过滤波放大后通过载波调制器进行副载波调制后，经过光电转换模块后转为光信号，再经过光纤接口送入到基带处理单元。
4.根据权利要求1所述的高频率毫米波集成天线系统，其特征在于，所述天线阵列为128个微带天线单元时，所述的收发组件模块采用单发单收的形式，收发组件模块的接收通道采用单独64个微带天线单元接收信号，发射通道采用单独64个微带天线单元发射信号。
5.根据权利要求1所述的高频率毫米波集成天线系统，其特征在于，所述的光电转换模块集成有光电转换器、电光转换器以及配套的光纤接口。
6.根据权利要求1所述的高频率毫米波集成天线系统，其特征在于，所述的冷板上设有散热用的散热片。
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