天线设备的制作方法

本公开属于通信，具体涉及一种天线设备。

背景技术：

1、随着5g移动通信技术的发展，对于节能降耗的需求越来越突出，通信行业作为能耗大户，三大运营商分别发布了“双碳”行动计划，明确了节能减排工作目标。为了响应“双碳”目标，5g基站将从部署初期采用的包括192个振子的天线设备演变为包括384个振子的天线设备(或包括256个振子的天线设备)，射频通道数量降为一半，即5g基站aau(activeantenna unit)设备也从最初的64tr(transmitter&receiver)演进到32tr，天线数量规模的扩大以及射频通道数量的降低，有效降低了设备成本及功耗，但同时也带来了一些问题，例如，天线振子数量的增加，导致垂直面波束宽度变窄，由原来的7°(192振子)减小至3.5°(384振子)，从而影响了垂直面波束覆盖，需要进行快速的波束扫描才可以弥补用户覆盖的问题。现有技术普遍采用了机械拉杆的移相方式，通过马达的转动，改变拉杆的实际位置，也就改变了射频信号实际走线的长度，从而改变相位，达到移相的目的，这种方式虽然简单可靠，但波束改变的时间需要数秒，无法满足根据业务波束调度的时间需求(微秒级)，从而限制了超大规模阵列天线的应用，此外，随着天线阵列规模的扩大，如仍然采用传统技术，马达及拉杆的数量也需要增加，导致整机重量增加明显，不利于成本及功耗的降低。

技术实现思路

1、本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种天线设备。

2、本公开实施例提供一种天线设备，其包括2n个收发通道和2n个天线模块，n≥3，且n为整数；一个所述收发通道与一个所述天线模块通信连接；每个所述天线模块中包括多个振子，且所述多个振子划分为2个子阵；每个所述子阵包括k个振子，k≥6，且k为整数；其中，

3、对于一个所述天线模块和与之通信连接的所述收发通道，所述收发通道与所述天线模块中的一个所述子阵中的各所述振子通过数字移相器通信连接，所述收发通道与所述天线模块中的另一个所述子阵中的各所述振子通过固定延时线通信连接。

4、其中，每个所述振子具有两个馈电端口，且两个馈电端口所传输的微波信号的极化方向不同。

5、其中，所述2n个天线模块划分为沿水平方向并排设置的多组，每组包括沿垂直方向并排设置的两个所述天线模块，每个所述天线模块中的所述子阵沿所述垂直方向并排设置；

6、对于一组所述天线模块，其中在所述垂直方向上的第一个所述子阵和最后一个所述子阵和与各自对应的所述数字移相器通信连接。

7、其中，所述数字移相器包括第一开关单元、第二开关单元和多条相位延时线，所述第一开关单元包括多个第一开关支路，所述第二开关单元包括多个第二开关支路；所述相位延时线、所述第一开关支路和所述第二开关支路三者一一对应设置；

8、各个所述第一开关支路的第一端均连接与之对应的所述收发通道，各个所述第一开关支路的第二端均连接与各自对应的所述相位延时线的第一端；各个所述第二开关支路的第二端均连接与各自对应的所述相位延时线的第二端，各个所述第二开关支路的第一端均连接与之对应的所述子阵。

9、其中，所述第一开关单元还包括第一电阻，所述第一开关支路的第一端通过所述第一电阻和与之对应的收发通道通信连接；所述第一开支路包括第一二极管、第二二极管、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

10、所述第一二极管的第二端电连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端电连接所述第二二极管的第一端和所述第三电阻的第一端，所述第二二极管的第二端与参考电源端连接，所述第三电阻的第二端连接所述第四电阻的第一端；所述第一二极管的第一端用作所述第一开关支路的第一端，所述第四电阻的第二端用作所述第一开关支路的第二端。

11、其中，所述第二开关单元还包括第五电阻，所述第二开关支路的第一端通过所述第五电阻和与之对应的天线模块通信连接；所述第二开支路包括第三二极管、第四二极管、第六电阻、第七电阻和第八电阻；

12、所述第三二极管的第二端电连接所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端电连接所述第四二极管的第一端和所述第七电阻的第一端，所述第四二极管的第二端与所述参考电源端连接，所述第七电阻的第二端连接所述第八电阻的第一端；所述第三二极管的第一端用作所述第二开关支路的第一端，所述第八电阻的第二端用作所述第二开关支路的第二端。

13、其中，所述第一开关单元和所述第二开关单元均包括微波射频开关、固态射频开关、微机电式射频开关中的任意一种。

14、其中，所述天线设备还包括叠层设置的第一介质基板和第二介质基板，所述第一开关单元和所述第二开关单元设置在所述第一介质基板靠近第二介质基板的一侧上，所述相位延时线设置在所述第二介质基板上背离所述第一介质基板的一侧。

15、其中，所述第一介质基板和所述第二介质基板均包括印刷电路板。

16、其中，所述2n个天线模块划分为沿水平方向并排设置的多组，每组包括沿垂直方向并排设置的两个所述天线模块，每个所述天线模块中的所述子阵沿所述垂直方向并排设置；

17、对于一组所述天线模块，其中在所述垂直方向上的第一个所述子阵和最后一个所述子阵和与各自对应的所述数字移相器通信连接，且两个所述数字移相器的相位延时线中至少两条线长不等。

18、其中，所述2n个天线模块划分为沿水平方向并排设置的多组，每组包括沿垂直方向并排设置的两个所述天线模块，每个所述天线模块中的所述子阵沿所述垂直方向并排设置；

19、对于一组所述天线模块，其中在所述垂直方向上的第一个所述子阵和最后一个所述子阵和与各自对应的所述数字移相器通信连接，中间两个所述子阵所连接的固定延时线的线长不等。

20、其中，n取4。

21、其中，k取6、8、12中的任一。

22、其中，所述天线设备还包括：基带；任一所述收发通道包括射频模块和数字中频模块，所述数字中频模块与所述基带通信连接，所述中频模块通过所述射频模块通过与所述天线模块通信连接。

23、其中，每个所述子阵包括一个馈电网络，所述馈电网络包括一个第一馈电端口和多个第二馈电端口，所述第一馈电端口与所述收发通道通信连接，多个所述第二馈电端口与所述子阵中的多个所述振子一一对应连接。

24、其中，每个所述振子包括相位调整组件和辐射组件，所述相位调整组件的一端与一个所述第二馈电端口电连接，另一端与所述辐射组件电连接。

25、其中，所述相位调整组件为液晶移相器。

26、其中，所述辐射组件包括辐射贴片、偶极子、波导结构中的任意一种。

27、其中，相邻设置的所述天线模块之间的间距相等。

28、其中，每个所述天线模块中的各振子之间的间距相等。

技术特征：

1.一种天线设备，其包括2n个收发通道和2n个天线模块，n≥3，且n为整数；一个所述收发通道与一个所述天线模块通信连接；每个所述天线模块中包括多个振子，且所述多个振子划分为2个子阵；每个所述子阵包括k个振子，k≥6，且k为整数；其中，

2.根据权利要求1所述的天线设备，其中，每个所述振子具有两个馈电端口，且两个馈电端口所传输的微波信号的极化方向不同。

3.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述2n个天线模块划分为沿水平方向并排设置的多组，每组包括沿垂直方向并排设置的两个所述天线模块，每个所述天线模块中的所述子阵沿所述垂直方向并排设置；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的天线设备，其中，所述数字移相器包括第一开关单元、第二开关单元和多条相位延时线，所述第一开关单元包括多个第一开关支路，所述第二开关单元包括多个第二开关支路；所述相位延时线、所述第一开关支路和所述第二开关支路三者一一对应设置；

5.根据权利要求4所述的天线设备，其中，所述第一开关单元还包括第一电阻，所述第一开关支路的第一端通过所述第一电阻和与之对应的收发通道通信连接；所述第一开支路包括第一二极管、第二二极管、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

6.根据权利要求4所述的天线设备，其中，所述第二开关单元还包括第五电阻，所述第二开关支路的第一端通过所述第五电阻和与之对应的天线模块通信连接；所述第二开支路包括第三二极管、第四二极管、第六电阻、第七电阻和第八电阻；

7.根据权利要求4所述的天线设备，其中，所述第一开关单元和所述第二开关单元均包括微波射频开关、固态射频开关、微机电式射频开关中的任意一种。

8.根据权利要求4所述的天线设备，其中，还包括叠层设置的第一介质基板和第二介质基板，所述第一开关单元和所述第二开关单元设置在所述第一介质基板靠近第二介质基板的一侧上，所述相位延时线设置在所述第二介质基板上背离所述第一介质基板的一侧。

9.根据权利要求8所述的天线设备，其中，所述第一介质基板和所述第二介质基板均包括印刷电路板。

10.根据权利要求4所述的天线设备，其中，所述2n个天线模块划分为沿水平方向并排设置的多组，每组包括沿垂直方向并排设置的两个所述天线模块，每个所述天线模块中的所述子阵沿所述垂直方向并排设置；

11.根据权利要求4所述的天线设备，其中，所述2n个天线模块划分为沿水平方向并排设置的多组，每组包括沿垂直方向并排设置的两个所述天线模块，每个所述天线模块中的所述子阵沿所述垂直方向并排设置；

12.根据权利要求1-3中任一项所述的天线设备，其中，n取4。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的天线设备，其中，k取6、8、12中的任一。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的天线设备，其中，还包括：基带；任一所述收发通道包括射频模块和数字中频模块，所述数字中频模块与所述基带通信连接，所述中频模块通过所述射频模块通过与所述天线模块通信连接。

15.根据权利要求1-3中任一项所述的天线设备，其中，每个所述子阵包括一个馈电网络，所述馈电网络包括一个第一馈电端口和多个第二馈电端口，所述第一馈电端口与所述收发通道通信连接，多个所述第二馈电端口与所述子阵中的多个所述振子一一对应连接。

16.根据权利要求13所述的天线设备，其中，每个所述振子包括相位调整组件和辐射组件，所述相位调整组件的一端与一个所述第二馈电端口电连接，另一端与所述辐射组件电连接。

17.根据权利要求14所述的天线设备，其中，所述相位调整组件为液晶移相器。

18.根据权利要求14所述的天线设备，其中，所述辐射组件包括辐射贴片、偶极子、波导结构中的任意一种。

19.根据权利要求1-3中任一项所述的天线设备，其中，相邻设置的所述天线模块之间的间距相等。

20.根据权利要求1-3中任一项所述的天线设备，其中，每个所述天线模块中的各振子之间的间距相等。

技术总结
本公开提供一种天线设备，属于通信技术领域。本公开的天线设备，其包括2<supgt;n</supgt;个收发通道和2<supgt;n</supgt;个天线模块，n≥3，且n为整数；一个所述收发通道与一个所述天线模块通信连接；每个所述天线模块中包括多个振子，且所述多个振子划分为2个子阵；每个所述子阵包括k个振子，k≥6，且k为整数；其中，对于一个所述天线模块和与之通信连接的所述收发通道，所述收发通道与所述天线模块中的一个所述子阵中的各所述振子通过数字移相器通信连接，所述收发通道与所述天线模块中的另一个所述子阵中的各所述振子通过固定延时线通信连接。

技术研发人员：王世华,胡友建
受保护的技术使用者：京东方科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/13