解讀華為新專(zhuān)利：新型波束掃描天線陣列，可用于毫米波通信

【嘉德點(diǎn)評(píng)】 華為的這項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利提出了一種集邊射和端射于一體的波束掃描天線陣列，可用于毫米波通信并應(yīng)用于5G終端，獲得高增益的同時(shí)，提供較寬的波束覆蓋范圍來(lái)克服空間的衰減。

集微網(wǎng)消息，隨著5G商用逐步走向規(guī)?；鳛殛P(guān)鍵技術(shù)之一的毫米波通信憑借其高帶寬、低時(shí)延等優(yōu)勢(shì)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。毫米波通信可最大程度的釋放5G的潛能，并推動(dòng)各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，徹底改變?cè)械纳罘绞?。在毫米波?a target="_blank">產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，華為以其自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，率先研發(fā)出多代商用毫米波天線模組。

在移動(dòng)通信領(lǐng)域，智能終端快速普及，移動(dòng)用戶(hù)與無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)、以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展直接推動(dòng)了毫米波技術(shù)發(fā)展，因此射頻終端使用毫米波成為關(guān)鍵技術(shù)。然而由于毫米波波長(zhǎng)短，容易受到大氣中氣體分子、水凝物和懸浮塵埃等的吸收和散射作用影響，路徑損耗很?chē)?yán)重，因此使用大規(guī)模天線結(jié)合波束成形技術(shù)以克服路徑損耗和遮擋成為主要研究思路。為了獲得邊射與端射的波束覆蓋，現(xiàn)有的波束掃描天線陣列需要分別設(shè)計(jì)邊射天線與端射天線，并集成在天線系統(tǒng)中，從而增加了天線系統(tǒng)的復(fù)雜度和尺寸。

為此，華為于2019年4月1日提出了一項(xiàng)名為“一種集邊射和端射于一體的波束掃描天線陣列”的發(fā)明專(zhuān)利（申請(qǐng)?zhí)枺?01910258631.6），可以集邊射與端射天線于一體，實(shí)現(xiàn)更寬范圍的波束覆蓋，專(zhuān)利的申請(qǐng)人為華為技術(shù)有限公司。

圖1 毫米波雙極化微帶天線單元結(jié)構(gòu)圖

圖1展示了本發(fā)明提供的一種毫米波雙極化微帶天線單元結(jié)構(gòu)，包括層疊設(shè)置的輻射單元1和饋電單元2，二者相互耦合。輻射單元1包括2層或2層以上的介質(zhì)板，其第一表面上設(shè)有相對(duì)設(shè)置的輻射貼片，承擔(dān)輻射能量的作用。饋電單元2包括第三介質(zhì)板30，其第一表面上設(shè)有第一接地板301，并與第二介質(zhì)板20的第二表面鄰接設(shè)置，第二表面上設(shè)有相對(duì)設(shè)置的饋線400與縫隙300，并與該第一輻射貼片101和第二輻射貼片201耦合。此外，輻射貼片越多越多，帶寬越寬，但是同時(shí)也會(huì)加大天線阻抗匹配的難度，反而使得天線的工作帶寬變窄，因此這一專(zhuān)利中選擇采用2層輻射貼片。

圖2 天線單元的縫隙結(jié)構(gòu)圖

圖2展示了該發(fā)明中提出的一種毫米波雙極化微帶天線單元的縫隙結(jié)構(gòu)圖，第一縫隙302、第二縫隙303分別與該第一饋線401、第二饋線402相對(duì)設(shè)置。為使得通過(guò)兩個(gè)饋線的射頻能量分別均勻傳遞至兩縫隙，將縫隙和饋線對(duì)稱(chēng)，即第一饋線401在該第一接地板301上的第一投影406的延伸方向垂直于該第一縫隙302的延伸方向，且該第一縫隙302沿第一投影406的延伸方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置，第二饋線和縫隙同理，這種結(jié)構(gòu)有利于避免射頻能量射頻能量傳遞不均引起的阻抗失配。

簡(jiǎn)而言之，華為的這項(xiàng)發(fā)明提出了一種集邊射和端射于一體的波束掃描天線陣列，其天線單元均勻排布在基板上，可用于毫米波通信并應(yīng)用于5G終端，獲得高增益的同時(shí)，提供較寬的波束覆蓋范圍來(lái)克服空間的衰減。

面對(duì)著5G所帶來(lái)的龐大市場(chǎng)前景，各大科技巨頭如華為、高通、三星等紛紛開(kāi)展毫米波技術(shù)競(jìng)賽，并推出一系列天線模組、接收機(jī)產(chǎn)品，華為公司作為國(guó)內(nèi)通信一線設(shè)備商，憑借在5G方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，相信未來(lái)必將創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
責(zé)編AJX