[发明专利]用于5G毫米波的前端模组及5G毫米波通信系统

权利要求书

1.一种用于5G毫米波的前端模组，其特征在于，包括：天线、射频端和中频端；所述射频端和中频端通过混频器连接，所述混频器用于实现中频信号和射频信号的转换；

所述射频端包括：波束赋形芯片、极化的功分器、射频信号开关、射频带通滤波器；所述中频端包括：中频信号放大器、中频信号开关和中频带通滤波器；

所述天线连接波束赋形芯片，所述波束赋形芯片连接极化的功分器，所述极化的功分器用于实现多片波束赋形芯片的功率分配；所述极化的功分器连接射频信号开关，所述射频信号开关用于实现发射和接收射频信号的切换；所述射频信号开关连接射频带通滤波器；所述射频带通滤波器用于滤除射频带外的杂散信号；

所述混频器连接射频带通滤波器和中频信号放大器，所述中频信号放大器用于射频信号放大，提高链路增益；所述中频信号放大器连接中频信号开关，所述中频信号开关用于实现发射和接收中频信号的切换；所述中频信号开关连接中频带通滤波器；所述中频带通滤波器用于防止带外干扰信号进入混频器而产生发射杂散信号；

所述天线和波束赋形芯片的数量为多个，所述波束赋形芯片包括多个通道，实现模拟波束赋形功能，支持双极化工作，单个波束赋形芯片连接多个天线；

所述射频端采用模拟波束赋形，所述中频端采用数字波束赋形。

2.根据权利要求1所述的前端模组，其特征在于，所述前端模组还包括：锁相环电路；

所述锁相环电路选择频率温度的温补晶振或者恒温晶振作参考，所述锁相环电路的输出通道产生多路本振信号至各混频器，每路本振信号对应一个混频器。

3.根据权利要求2所述的前端模组，其特征在于，所述锁相环电路与混频器之间还设置有本振功分器，所述本振功分器用于实现本振信号的功率分配。

4.根据权利要求1所述的前端模组，其特征在于，

所述极化的功分器采用微带功分器，在所述微带功分器以及射频信号开关之间设置有功率放大器，所述功率放大器用于提高射频信号的强度，补偿所述微带功分器的插损导致信号的损耗。

5.根据权利要求4所述的前端模组，其特征在于，

所述极化的功分器包括水平极化的功分器和垂直极化的功分器；水平极化的功分器和垂直极化的功分器等长设置；

所述水平极化的功分器连接波束赋形芯片的水平极化，进而连接水平极化方向的天线；所述垂直极化的功分器连接波束赋形芯片的垂直极化，进而连接垂直极化方向的天线。

6.根据权利要求1所述的前端模组，其特征在于，所述天线和波束赋形芯片的数量根据所述前端模组的等效全向辐射功率确定，所述等效全向辐射功率采用以下公式计算：

EIRP＝P1dB+Gain+20*logN+Loss；

其中，EIRP表示前端模组的等效全向辐射功率，P1dB表示波束赋形芯片1dB压缩点，Gain表示天线的增益，N表示天线的数量，Loss表示天线与波束赋形芯片的互联损耗值。

7.根据权利要求6所述的前端模组，其特征在于，

所述天线为贴片天线，所述天线的数量为512个，所述波束赋形芯片为8通道的双极化的BFIC芯片，所述BFIC芯片的数量为128片。

8.根据权利要求2所述的前端模组，其特征在于，所述混频器包括上变频器和下变频器，中频端的每个数字通道连接一个混频器，多个数字通道共用同一锁相环电路。

9.一种5G毫米波通信系统，其特征在于，所述5G毫米波通信系统包括如权利要求1-8任一项所述的前端模组。