一种5G毫米波共形多波束天线系统的制作方法

本发明属于无线通信设备领域，特别涉及了一种5G毫米波共形多波束天线系统。
背景技术：
：传统天线的功能和效率已经无法满足5G(第五代移动通讯)系统的要求，通常射频前端所采用的架构会直接影响天线系统的性能，同时决定终端的通讯方式，因此5G之前的粗放式的通讯方式将不再适用，而通常会采用可调的闭环系统来增强系统的性能。这种闭环可调有多种实现方式，通常对所有通道进行可调是最好的方式，但是由于成本以及系统复杂度的限制，这种方式在终端设备上应用会受到很大的限制。技术实现要素：为了解决上述
背景技术：
提出的技术问题，本发明旨在提供一种5G毫米波共形多波束天线系统，采用子阵的方式，对天线及前端的部分可调，实现系统最优通信。为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：一种5G毫米波共形多波束天线系统，包括系统载体、辐射贴片单元阵列、绝缘层、移相器、二级功分器、波控器、波束控制单元、m个馈电探针、l个开关矩阵和l个一级功分器；所述绝缘层设置在系统载体的表面，辐射贴片单元阵列设置在绝缘层上，辐射贴片单元阵列包括n个辐射贴片单元，其中的n-m个辐射贴片单元作为系统的主要辐射单元，其余m个辐射贴片单元分为l组辐射子阵，l组辐射子阵、l个开关矩阵和l个一级功分器一一对应，每组辐射子阵中的每个辐射贴片单元将接收的毫米波信号经一个馈电探针接入对应的开关矩阵中的一个微波开关的输入端，每个开关矩阵中的各个微波开关的输出端将毫米波信号经对应的一级功分器进行合成后接入移相器的输入端，移相器根据波控器的控制信号调整毫米波信号的相位并传送给二级功分器进行进一步合成，二级功分器将合成后的毫米波信号传送给波束控制单元，波束控制单元根据信号强度和信噪比确定最优的通讯链路。基于上述技术方案的优选方案，所述系统载体的曲率半径大于4λ/π，其中λ为系统的辐射频率。基于上述技术方案的优选方案，所述绝缘层和辐射贴片单元阵列沿系统载体的一周设置在系统载体的表面。基于上述技术方案的优选方案，所述开关矩阵通过TTL电平信号控制各个微波开关的通断状态。基于上上述技术方案的优选方案，所述开关矩阵中的各个微波开关采用二极管，当施加正向电压时，处于导通状态，当施加反向电压时，处于断开状态。采用上述技术方案带来的有益效果：本发明采用闭环控制的多波束毫米波天线系统，通过开关矩阵中微波开关的通断切换，形成n-m+1个波束从而实现空间的全向覆盖，通过波束控制单元对n-m+1个信号的信号强度进行选择，从而提升系统的信噪比，优化覆盖效果，提升能源利用率。同时系统工作在毫米波波段，通过丰富的频带资源以及5G移动通讯系统实现更快的数据速率。此外，本发明采用的是部分可调，与所有通道可调的方式相比，大大降低了系统成本和复杂度，有利于大规模应用。附图说明图1是本发明的外观示意图。图2是本发明的辐射子阵部分可调示意图。标号说明：1、系统载体；2、辐射贴片单元；3、绝缘层；4、馈电探针；5、开关矩阵；6、一级功分器；7、移相器；8、波控器；9、二级功分器；10、波束控制单元。具体实施方式以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。一种5G毫米波共形多波束天线系统，包括系统载体1、辐射贴片单元阵列2、绝缘层3、移相器7、波控器8、二级功分器9、波束控制单元10、m个馈电探针4、l个开关矩阵5和l个一级功分器6。如图1所示，所述绝缘层3设置在系统载体1的表面，辐射贴片单元阵列2设置在绝缘层3上，且绝缘层3和辐射贴片单元阵列2沿着系统载体1的一周设置。所述系统载体1的曲率半径大于4λ/π，λ为系统的辐射频率。辐射贴片单元阵列2包括n个辐射贴片单元，其中的n-m个辐射贴片单元作为系统的主要辐射单元，其余m个辐射贴片单元分为l组辐射子阵。l组辐射子阵、l个开关矩阵5和l个一级功分器6一一对应，每组辐射子阵中的每个辐射贴片单元将接收的毫米波信号经一个馈电探针4接入对应的开关矩阵5中的一个微波开关的输入端，每个开关矩阵5中的各个微波开关的输出端将毫米波信号经对应的一级功分器6进行合成后接入移相器7的输入端，移相器7根据波控器8的控制信号调整毫米波信号的相位并传送给二级功分器9进行进一步合成，二级功分器9将合成后的毫米波信号传送给波束控制单元10，波束控制单元10根据信号强度和信噪比确定最优的通讯链路。在本实施例中，开关矩阵通过TTL电平信号控制各个微波开关的通断状态，开关矩阵中的各个微波开关采用二极管，当施加正向电压时，处于导通状态，当施加反向电压时，处于断开状态。通过开关矩阵中微波开关的通断切换，形成n-m+1个波束，从而实现空间的全向覆盖。TTL电平控制逻辑如表1所示。表1逻辑电平TTL状态正向电压1导通反向电压0断开以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。当前第1页1 2 3