集成化的ＭＩＭＯ系统基站多天线和多工器模组装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种集成化的ＭＩＭＯ系统基站多天线和多工器模组装置，该装置电路中包括贴片天线组、共面波导馈电电路、高介电常数的微波陶瓷介质基板、共面波导馈电电路接地层和ＦＢＡＲ集成多工器；在集成化的ＭＩＭＯ系统基站多天线和多工器模组装置结构上，所述的贴片天线组和共面波导馈电电路位于高介电常数的微波陶瓷介质基板的顶面，共面波导馈电电路接地层和ＦＢＡＲ集成多工器位于高介电常数的微波陶瓷介质基板的底面，其中ＦＢＡＲ集成多工器和共面波导馈电电路接地层在共面波导馈电电路正下方位置；贴片天线组通过共面波导馈电电路与ＦＢＡＲ集成多工器连接。本发明专利技术降低了传输损耗，实现了ＭＩＭＯ系统基站的天线和多工器模组的小型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线通信领域中的集成化的MIMO系统基站多天线和多工器模组 装置。
技术介绍
射频滤波器是无线电技术中许多设计问题的中心，已经成为无线通信领域研究的 热门话题之一。随着无线通信技术的进展，特别是多输入多输出MIMO通信系统的发展和应 用，促使射频前端的更多模块趋于小型化和集成化。传统的射频滤波器主要有介质滤波器 和声表面滤波器。介质滤波器虽然具有插入损耗低，功率容量大的优点，但存在的缺点是体 积过大，无法实现小型化设计。与介质滤波器相比，声表面滤波器可以做得比较小，但其受 光刻工艺的限制，同时在高频率下难以承受高功率，且插入损耗大。FBAR射频滤波器技术可 以满足小型化和集成化设计的要求，与传统滤波器相比，具有更优越的性能，越来越被人们 所关注，为将射频滤波器集成到芯片内开辟了新的途径。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种集成化的MIMO系统基站多天线和多工器 模组装置，以克服现有技术存在的体积过大、传输损耗大等不足。 本专利技术采取以下技术方案它包括 贴片天线组，由一组贴片天线构成，用于接收空间讯号； 共面波导馈电电路，即供电电路，用于提供电源，和天线进行阻抗匹配； 高介电常数的微波陶瓷介质基板，用于承载贴片天线组和共面波导馈电电路，为FBAR集成多工器粘合载体； 共面波导馈电电路接地层，为共面波导的铺地层，用于隔离共面波导信号的干扰， 为高介电常数的微波陶瓷介质基板增加屏蔽底层； FBAR集成多工器，是多个FBAR双工器的集成，用于把各种制式和频段的讯号进行 隔离，保证宽带通信； 所述的贴片天线组和共面波导馈电电路位于高介电常数的微波陶瓷介质基板的 顶面，共面波导馈电电路接地层和FBAR集成多工器位于高介电常数的微波陶瓷介质基板 的底面，其中FBAR集成多工器和共面波导馈电电路接地层在共面波导馈电电路正下方位 置； 所述的贴片天线组通过共面波导馈电电路与FBAR集成多工器连接。 所述的FBAR集成多工器包含有有2个以上的FBAR双工器。 所述的贴片天线组包含有2个以上的贴片天线。 所述的FBAR双工器包含有FBAR滤波器和匹配电路；FBAR滤波器包含FBAR接收 滤波器、FBAR发射滤波器。FBAR接收滤波器和FBAR发射滤波器各自分别谐振于无线通信 发射频段和接收频段，其作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。 所述的FBAR滤波器所述的FBAR滤波器分为串联谐振型和并联谐振型。FBAR滤波器的作用是利用FBAR的串联谐振特性和并联谐振特性的并联和串联组合，构成接收频段的通带特性和发射频段的通带特性。 所述的FBAR包含金属上电极、金属下电极、氮化铝层和硅衬底，共同构成FBAR的"三明治"式结构，其中氮化铝层位于金属上电极、金属下电极之间，硅衬底位于金属下电极的下面；FBAR的作用是形成谐振效应。 所述的贴片天线组的馈电方式有基于并馈连接结构的馈电方式和基于串馈连接结构的馈电方式。 采用并馈结构的贴片天线组，其中各贴片天线都独立馈电。利用微带线灵活的版图设计方法可设计出从输入端至各单元都等长，全部单元同相的贴片天线组，形成边射波束，拓宽频带；也可以设计成分布式阵列，利用接收和发射电路模块直接馈电。 采用串馈结构的贴片天线组，其中各贴片天线沿一传输线排列，天线的馈源为驻波馈源或行波馈源。 驻波馈源方式的贴片天线组沿线每个贴片天线相距半个线上波长的整数倍距离，以保证对各贴片天线同相馈电，波速指向边射方向。其终端短路或者开路，沿线形成驻波分布，可用周期性加载的传输线来表示这种馈源，频带相对较窄。 行波馈源方式的贴片天线组，从输入端对传输线馈电后，沿线每个贴片天线都耦合一部分功率，最后剩下的小部分功率由终端匹配负载吸收。为了避免反射波同相叠加，各贴片天线的间隔距离不是半个线上波长的整数倍距离。此时波束不是指向边射方向，阻抗频带宽，主波束随频率偏移。 所述的贴片天线可以是微带贴片天线、偶极子天线等类型天线。所述的FBAR集成多工器所使用的FBAR，可以是背面刻蚀型FBAR、表面气囊型FBAR或布拉格反射型FBAR。 所述的FBAR集成多工器所使用的FBAR的工作模式，可以是纵波模式或者剪切波模式。 本专利技术的集成化的MIM0系统基站多天线和多工器模组装置工作时，分接收和发射两种模式。 接收模式时，由贴片天线组接收到无线讯号。接收讯号通过不同特征频段的微带天线，连接到共面波导馈电电路，之后输入到FBAR集成多工器中。接收讯号进入不同的FBAR双工器进行不同制式、不同频段讯号的隔离和分配，通过匹配电路后，在相应制式和相应收发频段中，由FBAR双工器中的接收滤波器和发射滤波器进行收发频段的隔离和通道选择，从而完成了 MIM0系统基站多天线和多工器模组装置的讯号接收过程。 发射模式时，发射讯号输入到FBAR集成多工器中，通过FBAR双工器中的接收滤波器和发射滤波器进行收发频段的隔离和通道选择。在相应制式和相应收发频段中，发射讯号通过匹配电路后，进入不同的FBAR双工器进行不同制式、不同频段讯号的隔离和分配，之后连接到共面波导馈电电路，进入贴片天线组，通过不同特征频段的微带天线向空间发射，从而完成了 MIM0系统基站多天线和多工器模组装置的讯号接收过程。 本专利技术优点及效果如下4 由于采用了高介电常数的微波陶瓷介质基板，从而减小了电路尺寸，降低了传输损耗。 由于采用了薄膜体声腔谐振器构成的多工器，在保证功率承载容量的前提下，多工器的Q值提高一个数量级，带内插入损耗降低到2. 5dB以下，带外抑制增加至50dB以上，FBAR双工器尺寸减小到传统双工器尺寸的五分之一以下，同时FBAR具备与多种半导体制造工艺的兼容性，有利于整体电路的集成化。 由于采用了高介电常数介质基板背面粘合FBAR集成多工器的三维立体封装结构，贴片天线组和FBAR集成多工器一体化集成技术，实现了MIMO系统基站的天线和多工器模组的小型化，同时又解决了散热问题，减少了色散影响。 MMO系统基站多天线和多工器模组集成了贴片天线组、共面波导馈电电路、高介电常数的微波陶瓷介质基板、FBAR集成多工器和共面波导馈电电路接地层。贴片天线组所对应的微波陶瓷介质基板底面空间是空白的，这样可以提高天线增益；共面波导馈电电路和共面波导馈电电路接地层的处于微波陶瓷介质基板顶面和底面的对应位置，这是共面波导特性所要求的；FBAR集成多工器位置选择在相对远离贴片天线组而接近共面波导馈电电路接地层。这样的位置安排有三个优点一是共面波导馈电电路接地层对FBAR集成多工器形成屏蔽层，可以减少FBAR集成多工器工作时的底层面的外界干扰和空间损耗；二是顶层共面波导馈电电路的接地部分在满足共面波导传输要求的同时，对FBAR集成多工器形成屏蔽层，可以减少FBAR集成多工器工作时的顶层面的外界干扰和空间损耗；三是共面波导馈电电路和共面波导馈电电路接地层在空间上对贴片天线组和FBAR集成多工器形成隔离，避免了共面串扰，这样会减少FBAR集成多工器的带内插损，提高FBAR集成多工器内部滤波器之间的抑制度。附图说明图l是本专利技术的结构示意图；图2是FBAR集成多工器和贴片天线组连接示意图；图3是FBAR双工器结构示意图；图4是FBA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成化的ＭＩＭＯ系统基站多天线和多工器模组装置，其特征在于：它包括贴片天线组，由一组贴片天线构成，用于接收空间讯号；共面波导馈电电路，即供电电路，用于提供电源，和天线进行阻抗匹配；高介电常数的微波陶瓷介质基板，用于承载贴片天线组和共面波导馈电电路，为ＦＢＡＲ集成多工器粘合载体；共面波导馈电电路接地层，为共面波导的铺地层，用于隔离共面波导信号的干扰，为高介电常数的微波陶瓷介质基板增加屏蔽底层；ＦＢＡＲ集成多工器，是多个ＦＢＡＲ双工器的集成，用于把各种制式和频段的讯号进行隔离，保证宽带通信；所述的贴片天线组和共面波导馈电电路位于高介电常数的微波陶瓷介质基板的顶面，共面波导馈电电路接地层和ＦＢＡＲ集成多工器位于高介电常数的微波陶瓷介质基板的底面，其中ＦＢＡＲ集成多工器和共面波导馈电电路接地层在共面波导馈电电路正下方位置；所述的贴片天线组通过共面波导馈电电路与ＦＢＡＲ集成多工器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾国勇，董树荣，程维维，孙光照，赵焕东，王一雷，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]