大规模MIMO阵列天线的制作方法

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种大规模mimo阵列天线。

背景技术：

工信部为我国5g技术研发试验规划了以下4个频段：3.3-3.6ghz频段、4.8-5.0ghz频段、24.75-27.5ghz频段、37-42.5ghz频段。充分体现了我国大力支持5g国际标准和技术验证、加速推进5g产业发展的决心。而大规模天线技术(massivemimo)无疑是5g系统中的最关键的技术之一。

采用大规模天线，可以显著增加频谱效率，尤其在容量需求较大或者覆盖范围较广时，它可以使4g网络满足网络增长需求。从运营商的角度看，这项技术具有较好的前景，因此应当提前在5g硬件中实施，并通过软件升级来提供5g空中接口功能，以促进5g的部署。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种大规模mimo阵列天线，其结构简单，频谱效率高，网络覆盖灵活且具有显著的高容量增益。

本发明的技术方案如下：一种大规模mimo阵列天线，包括pcb基板和设置于所述pcb基板上的多个天线组，每个所述天线组包括两个馈电网络和一个天线单元，所述馈电网络用于给所述天线单元进行馈电，其特征在于，每个所述天线单元包括固定于所述pcb基板的天线支架、设置于所述天线支架的辐射片以及设置于所述天线支架上并位于所述辐射片周侧的四个耦合片，每个所述馈电网络与两个所述耦合片电连接并通过所述耦合片对所述辐射片进行耦合差分馈电，每个所述天线组为±45°正交极化。

优选的，所述辐射片呈矩形，四片所述耦合片分别对应所述辐射片的四条边设置。

优选的，与每个所述馈电网络连接的两所述耦合片对应于所述辐射片相对的两条边。

优选的，每个所述馈电网络包括设置于所述pcb基板上的两条馈电支路，每条所述馈电支路与一个所述耦合片连接，通过两条所述馈电支路馈送至所述耦合片的相位相差180°。

优选的，所述天线单元的工作频段在3.4-3.6ghz或4.8-5ghz。

优选的，所述天线组数量为多个，且多个所述天线组等间距阵列于所述pcb基板上。

优选的，多个所述天线组在所述pcb基板上形成平面阵。

优选的，所述平面阵的每相邻两列的天线组交错排布。

优选的，所述平面阵的每相邻两列的天线组对齐排布。

优选的，所述大规模mimo阵列天线为mimo中的一种。

与相关技术相比，本发明提供的一种大规模mimo阵列天线具有如下有益效果：

1)采用耦合差分馈电，天线单元的天线隔离度好；

2)正交±45°极化方式，一个天线组就能同时实现收发和2x2mimo；

3)天线增益高，性能好；

4)结构简单，易于实现大规模天线阵列布局；

5)频谱效率高，网络覆盖灵活且具有显著的高容量增益。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明大规模mimo阵列天线的结构俯视示意图；

图2为本发明大规模mimo阵列天线的结构侧视示意图；

图3为本发明大规模mimo阵列天线中耦合片与馈电网络的连接结构示意图；

图4为本发明大规模mimo阵列天线的两个mimo天线的反射系数和隔离度图；

图5(a)和5(b)为本发明大规模mimo阵列天线中天线单元的辐射方向图；

图6为本发明大规模mimo阵列天线中天线单元在pcb基板上的阵列示意图；

图7为本发明大规模mimo阵列天线中天线单元在pcb基板上的阵列的另一示意图。

【具体实施方式】

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请一并参阅图1至图3，本发明实施例提供了一种大规模mimo阵列天线100，工作频段在3.4-3.6ghz或4.8-5ghz，适用于第五代移动通信系统。所述大规模mimo阵列天线100包括pcb基板1和设置于所述pcb基板1上的多个天线组2，所述天线组2数量为偶数个，且偶数个所述天线组2等间距阵列于所述pcb基板1上，每个所述天线组2实现±45°正交极化。需要说明的是，大规模mimo阵列天线100的工作频段取决于天线的尺寸，根据应用需求可以调整尺寸以实现相应的工作频段，并不局限于3.4-3.6ghz或4.8-5ghz。

每个所述天线组2包括两个馈电网络20和一个天线单元21，所述馈电网络20用于给所述天线单元21进行馈电。所述天线单元21包括固定于所述pcb基板1的天线支架210、设置于所述天线支架210中央处的辐射片211以及设置于所述天线支架210上并位于所述辐射片211周侧的四个耦合片212，所述耦合片212与所述辐射片211间隔且耦合设置。每个所述馈电网络20与两所述耦合片22电连接并通过两所述耦合片22对所述辐射片21进行耦合差分馈电，从而可以有效提高所述天线单元2的天线隔离度。

与每个所述馈电网络20连接的两所述耦合片212对应于所述辐射片211相对的两条边。每个所述馈电网络20包括设置于所述pcb基板1上的两条馈电支路213，每条所述馈电支路213与一个所述耦合片212连接，通过两条所述馈电支路213馈送至所述耦合片212的相位相差180°。

四个所述耦合片212两两一组以分别对所述辐射片211进行耦合差分馈电，每两两一组所述耦合片212与所述辐射片211形成一mimo天线，因此，当所述耦合片212为四片时，所述天线单元20则具有两个所述mimo天线。具体请参阅图4所示，两个所述mimo天线的天线隔离度能达到-30db以下，可见，本发明采用耦合差分馈电，所述天线单元20的天线隔离度好。

所述辐射片201呈矩形，四个所述耦合片212分别对应所述辐射片211的四条边设置，其中，每两两一组所述耦合片212设置于所述辐射片211的两相对侧，实现±45°正交极化方式，一个所述天线组2就能同时实现收发和2x2mimo天线。

所述大规模mimo阵列天线100的辐射方向请参阅图5(a)和5(b)。

请参阅图6，由于本发明提供的所述大规模mimo阵列天线100结构简单，因此，多个所述天线组2可以在所述pcb基板1上进行大规模阵列布局。图6中，共有18个天线组2，每个天线组2实现±45°正交极化，因此可实现36条信号传递通路。当然，本申请并不限制天线组2的个数，在其他实施方式中，可根据安装环境即性能需求选择合适的天线组2的数量。另外，在图6中，为了节省空间，每列天线组2交错排列，在其他实施方式中，每列天线组2也可以对齐排列，如图7中大规模mimo阵列天线200。

与相关技术相比，本发明提供的一种大规模mimo阵列天线具有如下有益效果：

1)采用耦合差分馈电，天线单元的天线隔离度好；

2)正交±45°极化方式，一个天线组就能同时实现收发和2x2mimo；

3)天线增益高，性能好；

4)结构简单，易于实现大规模天线阵列布局；

5)频谱效率高，网络覆盖灵活且具有显著的高容量增益。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。