[发明专利]用于5G毫米波的前端模组及5G毫米波通信系统

说明书

本申请提供了一种用于5G毫米波的前端模组及5G毫米波通信系统，其中，所述用于5G毫米波的前端模组，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；所述射频端采用模拟波束赋形，所述中频端采用数字波束赋形。采用前述的方案，实现从毫米波频段到中频频段的变换，采用混合波束赋形技术，实现多波束多数据流的功能，降低了仪表测试和数据采集处理的难度。

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用于5G毫米波的前端模组及5G毫米波通信系统。

背景技术

5G毫米波一般指工作在24.25-52.6GHz频段，具有带宽大，波束窄的特点，因此其传输速率得到了巨大提升，5G毫米波在过去普遍使用在卫星通信，雷达定位等军事化领域。由于通信技术的发展以及用户对高速数据传输的需求，5G毫米波逐渐应用在室内外热点，少量回传等场景，包括一些商业街，广场，医院，企业等高清资源共享，VR直播等。相比于4G通信，5G毫米波通信网络使用400MHz的带宽，传输速率能够提高至10Gbps的水平。但是，由于毫米波频率较高，空间衰减很大，传输距离短，如果中间有遮挡，天气不好都会对传输造成影响。因此，如何提高5G毫米波覆盖范围，降低障碍物对通信质量的影响是业内普遍关注的问题。

毫米波前端模组在5G毫米波通信系统中起着重要的作用，直接关系着整个通信系统的性能。毫米波前端模组一般包括天线，功放，低噪放，移相器，滤波器，射频开关，混频器等结构，常见的毫米波前端模组是将功放，低噪放，移相器等集成到一颗芯片上，而且是多个射频通道，一般是4个或者8个通道，此类芯片主要实现模拟波束赋形，又称作BFIC芯片。BFIC芯片作为一个单元或者模组，进一步缩小了电路的尺寸，降低了电路设计的难度，但是其工作频段依旧是毫米波频段，除了传输损耗极大，对测试的仪表要求也大，增加了数据采集处理的难度。

发明内容

本申请提供了一种用于5G毫米波的前端模组及5G毫米波通信系统，以解决现有的前端模组的工作频段依旧是毫米波频段，除了传输损耗极大，对测试的仪表要求也大，增加了数据采集处理的难度的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种用于5G毫米波的前端模组，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。

结合第一方面，在一种实现方式中，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。