一种微型化结构MiMo射频前端组件的制作方法

一种微型化结构MiMo射频前端组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种微型化结构MiMo射频前端组件，包括：偶数组的射频前端收发组件，包括：小型化收发天线、极化转换器、第一通道滤波器、第二通道滤波器、AGC接收模组、ALC发射模组；小型化收发天线依次通过极化转换器、第一通道滤波器与AGC接收模组的输入端相连；ALC发射模组的输出端依次通过第二通道滤波器、极化转换器与小型化收发天线相连；AGC接收模组包括第一平衡放大器、第一电调衰减器、第二平衡放大器、第一耦合器和第一直流处理电路；ALC发射模组包括第二电调衰减器、第三平衡放大器、第四平衡放大器、第二耦合器和第二直流处理电路。该微型化结构MiMo射频前端组件集成度高，大大缩小MiMo射频前端组件的体积，且具有高线性、高增益等优点。
【专利说明】一种微型化结构M i Mo射频前端组件

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及移动通信领域中射频前端组件【技术领域】，具体地，涉及一种微型 化结构MiMo射频前端组件。

【背景技术】
[0002] 多输入多输出（Multi-input Multi-output ;MIM0)是一种用来描述多天线无 线通信系统的抽象数学模型，能利用发射端的多个天线各自独立发送信号，同时在接收端 用多个天线接收并恢复原信息。该技术最早是由马可尼于1908年提出的，他利用多天 线来抑制信道衰落（fading)。根据收发两端天线数量，相对于普通的单输入单输出系统 (Single-Input Single-Output，SISO)，MIM0此类多天线技术尚包含早期所谓的"智能型 天线"，亦即单输入多输出系统（Single-Input Multi-Output，SIM0)和多输入单输出系统 (Multiple-Input Single-Output, MISO)〇
[0003] 由于MIM0可以在不需要增加带宽或总发送功率耗损（transmit power expenditure)的情况下大幅地增加系统的数据吞吐量（throughput)及发送距离，使得此 技术于近几年受到许多瞩目。MIM0的核心概念为利用多根发射天线与多根接收天线所提供 之空间自由度来有效提升无线通信系统之频谱效率，以提升传输速率并改善通信质量。
[0004] 为了提高系统容量，下一代的无线宽带移动通信系统将会采用MM0技术，即在基 站端放置多个天线，在移动台也放置多个天线，基站和移动台之间形成MIM0通信链路。应 用MM0技术的无线宽带移动通信系统从基站端的多天线放置方法上可以分为两大类：一 类是多个基站天线集中排列形成天线阵列，放置于覆盖小区，这一类可以称为集中式MM0 ; 另一类是基站的多个天线分散放置在覆盖小区，可以称为分布式MM0。
[0005] 现有的MiMo射频前端组件均采用普通的天线，且采用一般的放大器和低噪放大 器，在保证前端组件性能的情况下，射频前端组件体积大且成本高。 实用新型内容
[0006] 本实用新型是为了克服现有技术中射频前端体积大、成本高的缺陷，根据本实用 新型的一个方面，提出一种微型化结构MiMo射频前端组件。
[0007] 本实用新型实施例提供的一种微型化结构MiMo射频前端组件，包括：偶数组的 射频前端收发组件；射频前端收发组件包括：小型化收发天线、极化转换器、第一通道滤波 器、第二通道滤波器、AGC接收模组、ALC发射模组；小型化收发天线依次通过极化转换器、 第一通道滤波器与AGC接收模组的输入端相连;ALC发射模组的输出端依次通过第二通道 滤波器、极化转换器与小型化收发天线相连；AGC接收模组包括第一平衡放大器、第一电调 衰减器、第二平衡放大器、第一耦合器和第一直流处理电路；第一平衡放大器的输入端为 AGC接收模组的输入端，输出端与第一电调衰减器的输入端相连；第一电调衰减器的输出 端通过第二平衡放大器与第一親合器的输入端相连；第一親合器的親合输出端通过第一直 流处理电路与第一电调衰减器的控制端相连；第一耦合器的主输出端为AGC接收模组的输 出端；ALC发射模组包括第二电调衰减器、第三平衡放大器、第四平衡放大器、第二耦合器 和第二直流处理电路；第二电调衰减器的输入端为ALC发射模组的输入端，第二电调衰减 器的输出端与第三平衡放大器的输入端相连；第三平衡放大器的输出端通过第四平衡放大 器与第二耦合器的输入端相连；第二耦合器的耦合输出端通过第二直流处理电路与第二电 调衰减器的控制端相连，第二耦合电路的主输出端为ALC发射模组的输出端。
[0008] 在上述技术方案中，第一电调衰减器和第二电调衰减器均为匹配型PIN二极管电 调衰减器；电调衰减器包括：传输线以及传输线引出的偏置线、N个PIN二极管和两个串联 电阻；在传输线上间隔四分之一波长的N个节点处分别同向连接一个PIN二极管的正极，且 PIN二极管的负极接地；其中，两侧的两个PIN二极管分别串联一个串联电阻后接地；其中， 2彡N彡6,且N个PIN二极管为相同的PIN二极管。
[0009] 在上述技术方案中，第一平衡放大器、第二平衡放大器、第三平衡放大器、第四平 衡放大器为结构相同的平衡放大器，包括：第一 3dB正交电桥、第二3dB正交电桥、1C放大 器件、第一电阻和第二电阻；第一 3dB正交电桥的親合端和直通端分别与1C放大器件的两 个输入端相连；第二3dB正交电桥的親合端和直通端分别与1C放大器件的两个输出端相 连；第一 3dB正交电桥的隔离端通过第一电阻后接地，第二3dB正交电桥的隔离端通过第二 电阻后接地；第一 3dB正交电桥的输入端为平衡放大器的输入端，第二3dB正交电桥的输出 端为平衡放大器的输出端。
[0010] 在上述技术方案中，所述小型化收发天线包括：辐射片、介质层、缝隙天线基板和 反射腔；所述介质层设置于所述辐射片与所述缝隙天线基板的正面之间，且所述介质层的 介电常数大于空气的介电常数；所述缝隙天线基板采用高介电常数基片，且所述高介电常 数基片的介电常数大于3. 5 ;所述反射腔设置于所述缝隙天线基板的反面。
[0011] 在上述技术方案中，所述缝隙天线基板包括高介电常数基片、微槽缝隙和传输线； 所述微槽缝隙设置于所述高介电常数基片的正面，所述传输线设置于所述高介电常数基片 的反面；
[0012] 所述传输线包括微带线、共面线、带状线、槽线；所述传输线作为两路极化正交的 交叉线极化天线的传输线，所述两路极化正交的交叉线极化天线的传输线的外端分别与相 移90度等功率分配器的两个输入端相连，所述相移90度等功率分配器的两路输出端向外 输出两路交叉圆极化天线信号，且两路交叉圆极化天线分别作为所述小型化收发天线的接 收端和发射端；所述交叉线极化天线的传输线激励微槽缝隙。
[0013] 在上述技术方案中，所述两路交叉线极化天线的传输线分别通过等分功分器分成 四路传输线支路，所述传输线支路分别激励所述激励缝隙的各段缝隙；所述相移90度等功 率分配器的两个输入端跨接在所述两路极化正交的交叉线极化天线传输线的输出端。
[0014] 在上述技术方案中，所述介质层和所述高介电常数基片的介电常数的取值范围 为：3. 5 < E < 10 ;1 < F < 10 ;其中，E为高介电常数基片的介电常数，F为介质层的介电 常数。
[0015] 在上述技术方案中，所述第一通道滤波器和所述第二通道滤波器为结构相同的低 损耗高选择性多腔滤波器；所述低损耗高选择性多腔滤波器为分布式耦合滤波器，包括： 谐振腔主体、盖板、内导体、谐振频率调节螺钉、输入输出接口装置；所述主体为平行一体的 矩形腔，盖板位于矩形腔两端，主体中具有偶数个谐振腔，其谐振腔为梳形对称的分布式耦 合腔；或者
[0016] 所述低损耗高选择性多腔滤波器为分布式耦合与集中式耦合相结合的滤波器，包 括：谐振腔主体、盖板、内导体、谐振频率调节螺钉、输入输出接口装置；所述主体为平行一 体的偶数列矩形腔，盖板位于矩形腔两端，主体中具有偶数个谐振腔，其两边的谐振腔为梳 形对称的分布式耦合腔，中间部位的两个谐振腔为集中式耦合的同轴谐振腔。
[0017] 在上述技术方案中，.所有的所述通道滤波器并列分布，组成一体化结构多通道滤 波器；所述一体化结构多通道滤波器的两端设置有固定支架，且所述固定支架的表面均匀 布设有导热片。
[0018] 在上述技术方案中，AGC接收模组和ALC发射模组均为使用厚膜工艺来实现的分 布参数电路。
[0019] 在上述技术方案中，AGC接收模组和ALC发射模组设置于PCB基板上，且PCB基板 的介电常数大于3. 5。
[0020] 本实用新型实施例提供的一种微型化结构MiMo射频前端组件，利用小型化收发 天线、AGC接收模组和ALC发射模组等实现对射频信号的接收和发射。其中，AGC接收模组具 有低噪声、高线性、高增益等优点；ALC发射模组具有输出功率高、高线性、高增益等优点； 采用电调衰减器有利于保护1C器件，避免大信号对器件的冲击；平衡放大电路易于与其他 部件级联。射频前端组件中的模组电路采用厚膜工艺设置于PCB基板上，器件能以分布参 数的形式集成到电路上，尽量减少使用外围器件，使整个收发组件更加集中，集成度高，大 大缩小MiMo射频前端组件的体积。采用小型化收发天线，通过增加介质层以及通过提高基 片的介电常数，使得天线的波束宽度变宽；从而通过改变天线单元中介质层和高介电常数 基片的介电常数，可以实现控制波束宽度。同时，增加介质层后，天线体积比传统天线单元 小很多。
[0021] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书 中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过 在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0022] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

【专利附图】

【附图说明】
[0023] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用 新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0024] 图1为本实用新型实施例中四进四出射频前端组件的结构图；
[0025] 图2为本实用新型实施例中AGC接收模组和ALC发射模组的结构图；
[0026] 图3为本实用新型实施例中电调衰减器的结构图；
[0027] 图4为本实用新型实施例中平衡放大器的结构图；
[0028] 图5为本实用新型实施例中小型化收发天线的结构示意图；
[0029] 图6为本实用新型实施例中小型化收发天线基片的背面结构示意图，基片背面在 基片正面十字激励缝隙对该基片背面的映射位置腐蚀出与该十字激励缝隙形状相同的十 字缝隙，该十字缝隙与各传输线支路相连通，该十字缝隙的中央设有圆形金属面，圆形金属 面的四周都被传输线所包围；
[0030] 图7为本实用新型实施例中小型化收发天线基片的正面结构示意图；
[0031] 图8为本实用新型实施例中一体化结构的多通道四腔滤波器和多通道有源收发 组件的正面立体结构示意图；
[0032] 图9为本实用新型实施例中一体化结构的多通道四腔滤波器和多通道有源收发 组件的背面立体结构示意图；
[0033] 图10为本实用新型实施例中多通道四腔滤波器的截面图；
[0034] 图11为本实用新型实施例中多通道四腔滤波器的俯视图；
[0035] 图12为本实用新型实施例中多通道四腔滤波器的正视图（图中示出了固定支架 60)；
[0036] 图13为本实用新型实施例中多通道四腔滤波器的左视图；
[0037] 图14为本实用新型实施例中一体化结构的多通道U型六腔腔滤波器和多通道有 源收发组件的立体结构示意图；
[0038] 图15本实用新型实施例中多通道U型六腔滤波器的截面图。
[0039] 主要附图标记说明：
[0040] 9-第一传输线，11-第二传输线，12-激励缝隙，13-圆形金属面，14-金属过孔， 15-等分二功分器，16-相移90度等功率分配器，17-圆极化天线，18-共面线支路，19-十字 缝隙，21-金属化孔。

【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本实用 新型的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0042] 根据本实用新型实施例，提供了一种微型化结构MiMo射频前端组件，包括：偶数 组的射频前端收发组件。本实用新型实施例中以四进四出射频前端组件（即包括4组射频 前端收发组件）为例说明该微型化MiMo射频前端组件的结构和功能，该四进四出射频前端 组件的结构参见图1所示。
[0043] 具体的，该射频前端收发组件包括：小型化收发天线10、极化转换器20、第一通道 滤波器BPF1、第二通道滤波器BPF2、AGC接收模组和ALC发射模组。
[0044] 小型化收发天线10依次通过极化转换器20、第一通道滤波器BPF1与AGC接收模 组的输入端相连；ALC发射模组的输出端依次通过第二通道滤波器BPF2、极化转换器20与 小型化收发天线10相连。AGC接收模组的输出端以及ALC发射模组的输入端分别与外部的 变频电路相连，分别用于向外部发射射频信号和接收射频信号。
[0045] 其中，AGC接收模组和ALC发射模组的结构图参见图2所示。具体的，AGC接收模 组包括第一平衡放大器BP1、第一电调衰减器EAT1、第二平衡放大器BP2、第一耦合器CP1和 第一直流处理电路101。具体的，如图2所示，第一平衡放大器BP1的输入端为AGC接收模 组的输入端，第一平衡放大器BP1的输出端与第一电调衰减器EAT1的输入端相连；第一电 调衰减器EAT1的输出端通过第二平衡放大器BP2与第一耦合器CP1的输入端相连；第一耦 合器CP1的耦合输出端通过第一直流处理电路101与第一电调衰减器EAT1的控制端相连； 第一耦合器CP1的主输出端为AGC接收模组的输出端，用于输出处理后的射频信号。
[0046] ALC发射模组包括第二电调衰减器EAT2、第三平衡放大器BP3、第四平衡放大器 BP4、第二耦合器CP2和第二直流处理电路201。具体的，第二电调衰减器EAT2的输入端为 ALC发射模组的输入端，第二电调衰减器EAT2的输出端与第三平衡放大器BP3的输入端相 连；第三平衡放大器BP3的输出端通过第四平衡放大器BP4与第二耦合器CP2的输入端相 连；第二耦合器CP2的耦合输出端通过第二直流处理电路201与第二电调衰减器EAT2的控 制端相连，第二耦合电路的主输出端为ALC发射模组的输出端，用于输出处理后的射频信 号。
[0047] 本实用新型实施例中，耦合器的主输出端为用于输出主路信号的端子，耦合输出 端为用于输出耦合信号的端子。极化转换器20用于将圆极化波转换为线极化波，极化转换 器技术已经较为成熟，此处不做详述。
[0048] 优选的，在本实用新型实施例中，第一电调衰减器EAT1和第二电调衰减器EAT2结 构相同，均为匹配型PIN二极管电调衰减器。该电调衰减器包括：传输线以及传输线引出的 偏置线、N个PIN二极管和两个串联电阻；在传输线上间隔四分之一波长的N个节点处分别 同向连接一个PIN二极管的正极，且PIN二极管的负极接地；其中，两侧的两个PIN二极管 分别串联一个串联电阻后接地；其中，2 6,且N个PIN二极管为相同的PIN二极管。
[0049] 具体的，参见图3所示，本实用新型实施例中以N = 3为例，电调衰减器包括3个 PIN二极管Dl、D2、D3, 3个PIN二极管分别于三个节点Jl、J2、J3处与传输线MS相连，且 位于两侧的两个PIN二极管D1和D3与串联电阻R1和R2串联。其中，图3中的端点A为 电调衰减器的输入端，端点B为输出端，端点C为控制端。电调衰减器每管衰减量约7dB， 总衰减量约20dB，上下行链路总衰减量约为40dB。采用由3个二极管组成的匹配型PIN二 极管电调衰减器，只需要采用小电压、小电流就能对该电调衰减器进行控制，可以满足40dB 高衰减量需要，实现数字控制需要，进而可以保证系统稳定。
[0050] 优选的，在本实用新型实施例中，第一平衡放大器BP1、第二平衡放大器BP2、第三 平衡放大器BP3、第四平衡放大器BP4为结构相同的平衡放大器。参见图4所示，该平衡放 大器包括：第一 3dB正交电桥B1、第二3dB正交电桥B2、1C放大器件PA、第一电阻R1和第 二电阻R2。
[0051] 具体的，第一 3dB正交电桥B1的耦合端OH和直通端ZT分别与1C放大器件PA的 两个输入端S1和S2相连；第二3dB正交电桥B2的耦合端OH和直通端ZT分别与1C放大 器件PA的两个输出端C1和C2相连；第一 3dB正交电桥B1的隔离端ISO通过第一电阻R1 后接地，第二3dB正交电桥B2的隔离端ISO通过第二电阻R2后接地；第一 3dB正交电桥B1 的输入端in为平衡放大器的输入端，第二3dB正交电桥B2的输出端out为平衡放大器的 输出端。
[0052] 如图1所示，本实用新型实施例提供的小型化收发天线包括接收天线ANT1和发射 天线ANT2。接收天线ANT1和发射天线ANT2可以为两个独立的天线，也可以将接收天线和 发射天线集合在一块基片上。本实用新型实施例中以接收天线和发射天线集合在一块基片 上为例，详细介绍该小型化收发天线的结构。
[0053] 本实用新型实施例中，如图5所示，该小型化收发天线包括：辐射片310、介质层 320、缝隙天线基板330和反射腔340。
[0054] 其中，如图5所示，介质层320设置于辐射片310与缝隙天线基板330的正面之间， 且介质层320的介电常数大于空气的介电常数；缝隙天线基板330采用高介电常数基片，且 高介电常数基片的介电常数大于3. 5 ;同时，反射腔340设置于缝隙天线基板330的反面。 反射腔340的反射面341用于反射缝隙天线发射的信号，保证小型化收发天线只在一个方 向上发射信号。
[0055] 具体的，缝隙天线基板330包括高介电常数基片331、微槽缝隙332和传输线333。 其中，微槽缝隙332设置于高介电常数基片331的正面，传输线333设置于高介电常数基片 331的反面；缝隙天线基板330的正面与高介电常数基片331的正面为同一面，缝隙天线基 板330的反面与高介电常数基片331的反面为同一面。
[0056] 其中，如图6所示，设置在高介电常数基片331背面的传输线333包括微带线、共 面线、带状线、槽线；传输线作为两路极化正交的交叉线极化天线的传输线，即第一传输线 9和第二传输线11，该两路交叉线极化天线的传输线中的信号同频且极化相差90度，该两 路交叉线极化天线的传输线一端（即外端）分别连接在相移90度等功率分配器16的两输 入端，相移90度等功率分配器的输出端向外输出交叉圆极化天线信号。且两路圆极化天线 17分别作为小型化收发天线10的接收端和发射端。交叉线极化天线的传输线激励微槽缝 隙 332。
[0057] 高介电常数基片331正面设有激励缝隙12(本实用新型实施例中，激励缝隙12即 为微槽缝隙332)，该激励缝隙12设置成十字形，基片的正面除该十字形激励缝隙12之外， 其余均大面积覆铜，其覆铜面构成基片的正面金属面，即金属接地面。基片的背面除两路极 化正交的交叉线极化天线的传输线、基片正面的激励缝隙12在该基片反面的映射区域即 十字缝隙19之外，其余均大面积覆铜，其覆铜面构成基片的反面金属面。
[0058] 高介电常数基片331的背面在基片正面的十字形激励缝隙12的映射位置腐蚀出 与该十字激励缝隙形状相同的十字缝隙19,该十字缝隙19与各共面线支路18相连通，该十 字缝隙19的中央设有与激励缝隙12形成电容耦合的圆形金属面13,圆形金属面13的四周 都被十字缝隙19所包围，即该圆形金属面13与上述基片2的反面金属面并不连通。圆形 金属面13可以减少激励缝隙12的长度，有利于实现天线的小型化。
[0059] 两路交叉线极化天线的传输线的另一端（内端，即第一传输线9和第二传输线11) 分别通过等分二功分器分成四路传输线支路。
[0060] 在传输线和传输线支路的周边围绕设置有金属化孔21，金属化孔21将基片正面 和反面相连通，将传输线和传输线支路分别转化成正面金属面的共面线和共面线支路18。
[0061] 采用共面线和共面线支路18,将上述基片的正面金属面和反面金属面相连通，使 二者成为共地面，减少了传输线产生的平面波在电磁场中的干扰，使天线性能更稳定。
[0062] 四条共面线支路18激励上述十字形激励缝隙12,采用十字形激励缝隙，并利用等 分二功分器形成多个馈点，可使天线形成的辐射场更均匀对称。
[0063] 在共面线支路18的末端分别设有金属化的金属过孔14,四路共面线支路18的末 端分别通过金属过孔14与基片的正面金属面连通，即将共面线支路18的末端（输出端） 接地，即短路，减少了共面线支路18与激励缝隙12相馈电的四个馈点间的耦合。
[0064] 在该小型化收发天线中，由第一传输线9和第二传输线11分别传输极化相差90 度的两路传输信号，由等分二功分器15将每路信号分成两路支路信号，该四条共面线支路 同时激励十字形激励缝隙，形成四次馈电，产生的电磁波激励弧面辐射片，在薄层空间内形 成多个不同频率的驻波型电磁场，并二次激励弧面辐射片，从而高效率形成所需要的电磁 波，向空间传播辐射。
[0065] 该小型化收发天线是在极化相差90度的交叉线极化天线的基础上，通过加入相 移90度等功率分配器，使得输出的交叉线极化波在空间中形成交叉圆极化波。小型化收发 天线采用交叉圆极化天线取代交叉线极化天线，由于基站和终端是交叉线极化天线，两根 正交的线极化天线接收一个交叉圆极化波时，其极化匹配因子为1，即达到最理想的极化匹 配状态，且接收信号功率与收发天线位置无关，不取决于天线的方向，接收端的两根交叉线 极化天线接收到的圆极化波的能量始终是相等的。同样的，当交叉圆极化天线接收交叉线 极化波时也是如此。交叉圆极化天线取代交叉线极化天线，使得天线从两个接头变为一个 接头，提高了通道利用率，缩小了体积，节省了成本。
[0066] 本实用新型实施例提供的微型化结构MiMo射频前端组件中的小型化收发天线， 通过提高基片的介电常数，使在基片中激励出来的频率信号波长变短，这样为了达到谐振 辐射，微槽缝隙就需要相应的变短，从而可以大大减小了天线基片的尺寸。此外，当天线辐 射出的信号经过具有更高介电常数的介质层时，缩小了信号的波长，与其产生谐振的辐射 片的尺寸也相应减小；同时，由于介质层的介电常数变高，其损耗相应变大，当天线辐射出 的信号经过具有更高介电常数的介质层时，天线的辐射效率便会降低，即天线增益降低，从 而使得天线的波束宽度变宽。所以，介质层的介电常数越高，波束宽度越宽，即本实用新型 实施例提供的小型化收发天线通过改变介质层的材质（即改变介质层的介电常数），可以 控制天线的波束宽度。
[0067] 该小型化收发天线，采用的单元天线结构具有高增益的特点：当介质层为空气时， 小型化收发天线的增益可达到8. 3dB，而传统天线单元的增益一般在6dB左右。提高介质层 介电常数后，单元天线增益虽然下降到跟传统天线单元一样的情况，但体积却比传统天线 单元小很多。
[0068] 下面以LTE天线为例，采用不同介电常数的基片和介质层时的测试结果如下表1 所示：
[0069] 表 1
[0070]

【权利要求】
1. 一种微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，包括：偶数组的射频前端收发组 件； 所述射频前端收发组件包括：小型化收发天线、极化转换器、第一通道滤波器、第二通 道滤波器、AGC接收模组、ALC发射模组； 所述小型化收发天线依次通过所述极化转换器、所述第一通道滤波器与所述AGC接收 模组的输入端相连；所述ALC发射模组的输出端依次通过所述第二通道滤波器、所述极化 转换器与所述小型化收发天线相连； 所述AGC接收模组包括第一平衡放大器、第一电调衰减器、第二平衡放大器、第一耦合 器和第一直流处理电路； 所述第一平衡放大器的输入端为所述AGC接收模组的输入端，输出端与所述第一电调 衰减器的输入端相连；所述第一电调衰减器的输出端通过所述第二平衡放大器与所述第一 耦合器的输入端相连；所述第一耦合器的耦合输出端通过所述第一直流处理电路与所述第 一电调衰减器的控制端相连；所述第一耦合器的主输出端为所述AGC接收模组的输出端； 所述ALC发射模组包括第二电调衰减器、第三平衡放大器、第四平衡放大器、第二耦合 器和第二直流处理电路； 所述第二电调衰减器的输入端为所述ALC发射模组的输入端，所述第二电调衰减器的 输出端与所述第三平衡放大器的输入端相连；所述第三平衡放大器的输出端通过所述第四 平衡放大器与所述第二耦合器的输入端相连；所述第二耦合器的耦合输出端通过所述第二 直流处理电路与所述第二电调衰减器的控制端相连，所述第二耦合电路的主输出端为所述 ALC发射模组的输出端。
2. 根据权利要求1所述的微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，所述第一电调 衰减器和所述第二电调衰减器均为匹配型PIN二极管电调衰减器； 所述电调衰减器包括：传输线以及所述传输线引出的偏置线、N个PIN二极管和两个串 联电阻；在所述传输线上间隔四分之一波长的N个节点处分别同向连接一个PIN二极管的 正极，且PIN二极管的负极接地；其中，两侧的两个PIN二极管分别串联一个所述串联电阻 后接地； 其中，2 6,且N个所述PIN二极管为相同的PIN二极管。
3. 根据权利要求1所述的微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，所述第一平衡 放大器、第二平衡放大器、第三平衡放大器、第四平衡放大器为结构相同的平衡放大器，包 括：第一 3dB正交电桥、第二3dB正交电桥、1C放大器件、第一电阻和第二电阻； 所述第一 3dB正交电桥的耦合端和直通端分别与所述1C放大器件的两个输入端相连； 所述第二3dB正交电桥的耦合端和直通端分别与所述1C放大器件的两个输出端相连； 所述第一 3dB正交电桥的隔离端通过第一电阻后接地，所述第二3dB正交电桥的隔离 端通过第二电阻后接地； 所述第一 3dB正交电桥的输入端为所述平衡放大器的输入端，所述第二3dB正交电桥 的输出端为所述平衡放大器的输出端。
4. 根据权利要求1所述的微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，所述小型化收 发天线包括：辐射片、介质层、缝隙天线基板和反射腔； 所述介质层设置于所述辐射片与所述缝隙天线基板的正面之间，且所述介质层的介电 常数大于空气的介电常数； 所述缝隙天线基板采用高介电常数基片，且所述高介电常数基片的介电常数大于 3. 5 ； 所述反射腔设置于所述缝隙天线基板的反面。
5. 根据权利要求4所述的微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，所述缝隙天线 基板包括高介电常数基片、微槽缝隙和传输线； 所述微槽缝隙设置于所述高介电常数基片的正面，所述传输线设置于所述高介电常数 基片的反面； 所述传输线包括微带线、共面线、带状线、槽线；所述传输线作为两路极化正交的交叉 线极化天线的传输线，所述两路极化正交的交叉线极化天线的传输线的外端分别与相移90 度等功率分配器的两个输入端相连，所述相移90度等功率分配器的两路输出端向外输出 两路交叉圆极化天线信号，且两路交叉圆极化天线分别作为所述小型化收发天线的接收端 和发射端；所述交叉线极化天线的传输线激励微槽缝隙。
6. 根据权利要求5所述的微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，所述两路交叉 线极化天线的传输线分别通过等分功分器分成四路传输线支路，所述传输线支路分别激励 所述微槽缝隙的各段缝隙； 所述相移90度等功率分配器的两个输入端跨接在所述两路极化正交的交叉线极化天 线传输线的输出端。
7. 根据权利要求4所述的微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，所述介质层和 所述高介电常数基片的介电常数的取值范围为： 3. 5 < E < 10 ；1 < F < 10 ； 其中，E为高介电常数基片的介电常数，F为介质层的介电常数。
8. 根据权利要求1所述的微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，所述第一通道 滤波器和所述第二通道滤波器为结构相同的低损耗高选择性多腔滤波器； 所述低损耗高选择性多腔滤波器为分布式耦合滤波器，包括：谐振腔主体、盖板、内导 体、谐振频率调节螺钉、输入输出接口装置；所述主体为平行一体的矩形腔，盖板位于矩形 腔两端，主体中具有偶数个谐振腔，其谐振腔为梳形对称的分布式耦合腔，所述谐振频率调 节螺钉设置在滤波器的背面；或者 所述低损耗高选择性多腔滤波器为分布式耦合与集中式耦合相结合的滤波器，包括： 谐振腔主体、盖板、内导体、谐振频率调节螺钉、输入输出接口装置；所述主体为平行一体的 偶数列矩形腔，盖板位于矩形腔两端，主体中具有偶数个谐振腔，其两边的谐振腔为梳形对 称的分布式耦合腔，中间部位的两个谐振腔为集中式耦合的同轴谐振腔，所述谐振频率调 节螺钉设置在滤波器的背面。
9. 根据权利要求8所述的微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，所有的所述通 道滤波器并列分布，组成多通道滤波器；所述AGC接收模组和所述ALC发射模组交替并列分 布，组成多通道有源收发组件； 所述微型化结构MiMo射频前端组件为一体化结构的MiMo射频前端组件，所述多通道 有源收发组件设置在所述小型化收发天线背面和所述多通道滤波器正面之间； 所述一体化结构的MiMo射频前端组件还包括固定支架；所述固定支架设置在所述多 通道滤波器和所述多通道有源收发组件的两端，且所述固定支架的表面均匀布设有导热 片。
10. 根据权利要求1-9任一所述的微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，所述 AGC接收模组和所述ALC发射模组均为使用厚膜工艺来实现的分布参数电路。
11. 根据权利要求10所述的微型化结构MiMo射频前端组件，其特征在于，所述AGC接 收模组和所述ALC发射模组设置于PCB基板上，且所述PCB基板的介电常数大于3. 5。
【文档编号】H04B1/44GK204258802SQ201420787419
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】庄昆杰 申请人:庄昆杰