解讀華為新專利：新型波束掃描天線陣列，可用于毫米波通信

【嘉德點評】 華為的這項發(fā)明專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用于5G終端，獲得高增益的同時，提供較寬的波束覆蓋范圍來克服空間的衰減。

集微網(wǎng)消息，隨著5G商用逐步走向規(guī)?；?，作為關鍵技術之一的毫米波通信憑借其高帶寬、低時延等優(yōu)勢成為人們關注的焦點。毫米波通信可最大程度的釋放5G的潛能，并推動各行各業(yè)的數(shù)字化轉型，徹底改變原有的生活方式。在毫米波的產(chǎn)品研發(fā)過程中，華為以其自身的技術優(yōu)勢，率先研發(fā)出多代商用毫米波天線模組。

在移動通信領域，智能終端快速普及，移動用戶與無線數(shù)據(jù)業(yè)務快速增長、以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展直接推動了毫米波技術發(fā)展，因此射頻終端使用毫米波成為關鍵技術。然而由于毫米波波長短，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，路徑損耗很嚴重，因此使用大規(guī)模天線結合波束成形技術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計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)的復雜度和尺寸。

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

圖1 毫米波雙極化微帶天線單元結構圖

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構，包括層疊設置的輻射單元1和饋電單元2，二者相互耦合。輻射單元1包括2層或2層以上的介質板，其第一表面上設有相對設置的輻射貼片，承擔輻射能量的作用。饋電單元2包括第三介質板30，其第一表面上設有第一接地板301，并與第二介質板20的第二表面鄰接設置，第二表面上設有相對設置的饋線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，但是同時也會加大天線阻抗匹配的難度，反而使得天線的工作帶寬變窄，因此這一專利中選擇采用2層輻射貼片。

圖2 天線單元的縫隙結構圖

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構圖，第一縫隙302、第二縫隙303分別與該第一饋線401、第二饋線402相對設置。為使得通過兩個饋線的射頻能量分別均勻傳遞至兩縫隙，將縫隙和饋線對稱，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的延伸方向對稱設置，第二饋線和縫隙同理，這種結構有利于避免射頻能量射頻能量傳遞不均引起的阻抗失配。

簡而言之，華為的這項發(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用于5G終端，獲得高增益的同時，提供較寬的波束覆蓋范圍來克服空間的衰減。

面對著5G所帶來的龐大市場前景，各大科技巨頭如華為、高通、三星等紛紛開展毫米波技術競賽，并推出一系列天線模組、接收機產(chǎn)品，華為公司作為國內(nèi)通信一線設備商，憑借在5G方面的技術優(yōu)勢，相信未來必將創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟價值。
責編AJX