[实用新型]一种用于移动终端的数字多波束磁偶极子阵列实现装置

说明书

本实用新型公开了一种用于移动终端的数字多波束磁偶极子阵列实现装置，包括数字域波束赋型网络，模拟数字转换器/数字模拟转换器，多通道发射/接收射频前端，印刷磁偶极子天线阵。本实用新型可以组成磁偶极子天线相控阵列，具有低轮廓、易集成和E面宽波束覆盖的特性，利用数字域波束赋型网络的不同的相移特性馈电，可以得到H面的波束扫描及多波束特性，采用三付磁偶极子天线阵列的方案可以满足终端设备超过半球的三维空间信号覆盖需求，其中主要空间区域满足双极化。

技术领域

本实用新型涉及一种用于移动终端的毫米波数字多波束磁偶极子阵列实现装置，属于无线通信技术领域。

背景技术

毫米波在未来无线通信系统中可以提供广泛的可用频谱，用于支持宽信号带宽的资源，达到通信系统中高数据吞吐量的要求。虽然毫米波蜂窝具有巨大的潜力，但是毫米波频率下的电磁波会遭受自由空间路径损耗引起的高衰减。幸运的是，较短的毫米波信号的波长可以在较小的空间内采用天线阵列，来获得较高的天线增益，并通过先进的多波束或波束扫描技术来实现毫米波系统的灵活性。

数字多波束技术采用先进的数字域波束赋型技术，预编码MIMO通信系统可以同时生成多个波束，或者完成多个波束的动态扫描，支持单用户以及多用户的MIMO的数据流传输，完成更好的信号覆盖率，提高毫米波蜂窝通信的效率。

针对移动终端如手机、平板电脑、笔记本电脑等应用场景，其信号辐射的全方位覆盖能力也很有实际意义。然而使用单一数字多波束阵列，其扫描覆盖范围有限，并不能满足手持终端设备信号在整个三维空间上半球面全方位覆盖的需求。对于这一实际问题，业界到目前为止还没有明确的解决方案，但随着毫米波通信系统的疾速发展，提出一种终端设备信号辐射全方位覆盖解决方案的必要性和实际意义不言而喻。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术方案之不成熟而提供的一种能集成在终端设备中的数字多波束阵列实现装置，在性能上具有端射辐射、波束扫描、多波束覆盖特性，在结构上具有低轮廓、轻质材、易集成和共形方便等优点；特别的，在应用到手机终端设备上时，使终端设备超过半球的三维空间信号覆盖需求，其中主要空间区域满足双极化特性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于移动终端的数字多波束磁偶极子阵列实现装置，包括数字域波束赋型网络、模拟数字转换器/数字模拟转换器、多通道发射/接收射频和磁偶极子天线阵列；所述磁偶极子天线阵列包括若干基于半开放式基片集成波导谐振腔的磁偶极子天线单元。

进一步的，所述磁偶极子天线单元包括上层介质板和下层介质板，在所述上层介质板的上表面和下表面均设有金属地板，包含于上层介质板中的金属化过孔群构成半开放式基片集成波导谐振腔，所述下层介质板的下表面设有微带线，所述半开放式基片集成波导谐振腔内设有馈电探针，微带线中传输的信号通过馈电探针耦合进入半开放式基片集成波导谐振腔。

进一步的，包含于上层介质板中的金属化过孔群构成一边开放的半开放式基片集成波导谐振腔。

进一步的，相邻的磁偶极子天线单元共用一排金属化过孔，作为半开放式基片集成波导谐振腔闭合的一边。

进一步的，所述馈电探针均位于金属化过孔群构成了半开放式基片集成波导谐振腔的中心轴偏上位置。

进一步的，在所述上层介质板的下表面的金属地板中，与馈电探针位置相对应处，设有一块面积大于馈电探针投影面积的挖空区域。

进一步的，所述多通道发射机/接收机包括本振倍频器、无源混频器、功率放大器、低噪声放大器、两个基片集成波导带通滤波器。

有益效果：本实用新型的一种用于移动终端的数字多波束磁偶极子阵列实现装置，，具有以下特点：

1、具有端射辐射方向图。因为其辐射是由集成波导谐振腔的开放一侧产生，所以能实现在波导传播方向的定向辐射。