本文針對第5代移動通信的關(guān)鍵技術(shù)之 一——大規(guī)模陣列天線，提出一種天線系統(tǒng)架構(gòu)，包括密集輻射陣、功分網(wǎng)絡(luò)、耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)、盲插型連接器和收發(fā)單元。并對5G大規(guī)模天線系統(tǒng)的每個組成部分進行詳細介紹，對在技術(shù)開發(fā)過程中會遇到的技術(shù)難題提出解決措施建議，在此基礎(chǔ)上，探討后續(xù)5G大規(guī)模天線的發(fā)展趨勢和優(yōu)化方向。人類社會對信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)木薮笮枨笸苿又?a href='http://m.xsypw.cn/soft/data/43-44/' target='_blank' class='arckwlink_none'>通信技術(shù)的不斷向前發(fā)展，每一次移動通信的升級，對應(yīng)了下行速率約10倍的提升。作為5G關(guān)鍵技術(shù)之一的大規(guī)模天線技術(shù)，在基站端布置幾十甚至上百個天線規(guī)模的天線陣，通過波束成形（beam forming）技術(shù)，構(gòu)造朝向多個目標(biāo)客戶的不同波束，并有效減少各個波束之間的干擾，這種對空間資源的充分挖掘，可以有效利用寶貴而稀缺的頻帶資源并且?guī)资兜靥嵘W(wǎng)絡(luò)容量［1-3］。目前，針對5G大規(guī)模天線的研究還未形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，處于定制化開發(fā)滿足5G系統(tǒng)應(yīng)用時期，產(chǎn)品形態(tài)和方案等各有不同。本文作者根據(jù)多年的研究成果，提出一種工作于Sub-6G的5G大規(guī)模天線的系統(tǒng)架構(gòu)，并對其各系統(tǒng)組成部分進行介紹。

　　1、5G大規(guī)模天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　如圖1所示，展示一種5G大規(guī)模天線系統(tǒng)架構(gòu)，包括密集輻射陣、功分網(wǎng)絡(luò)、耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)、盲插型連接器和收發(fā)單元。密集輻射陣由若干雙極化輻射單元按照一定的橫向間距和縱向間距組陣。為減低密集組陣的互藕影響，提升各射頻通道的方向圖一致性和端口隔離度，密集輻射陣中設(shè)計有去耦裝置。功分網(wǎng)絡(luò)將每個單元模塊包含的一組若干輻射單元進行激勵和幅相配置，每組功分網(wǎng)絡(luò)激勵的輻射單元個數(shù)、輻射單元間距決定了單元模塊增益。射頻通道包括單元模塊、功分網(wǎng)絡(luò)和盲插型連接器。在射頻通道數(shù)確定的情況下，單元模塊的增益，單元模塊之間的橫、縱向間距決定了大規(guī)模天線整機的增益。耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)由多路耦合度一致的定向耦合器多級功分合路構(gòu)成，每一組定向耦合器對應(yīng)一組射頻通道，實現(xiàn)對該射頻通道的幅相信息進行精確檢測。耦合校準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)的作用就是對收發(fā)單元發(fā)送到每個射頻通道的信號源幅相信息進行監(jiān)控，如某個通道的幅相檢測值偏離了預(yù)設(shè)值，則通過系統(tǒng)算法重新調(diào)整收發(fā)單元的發(fā)射功率和相位。這樣，整個5G天線系統(tǒng)的工作原理就是，天線射頻通道（包括多個輻射單元組成的單元模塊）實現(xiàn)無線傳輸信號的收發(fā)；收發(fā)單元實現(xiàn)對射頻通道RF信號發(fā)射和接受；耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對收發(fā)單元發(fā)射到每個射頻通道的發(fā)射功率和相位的監(jiān)測；這樣，系統(tǒng)賦型算法通過調(diào)節(jié)收發(fā)單元激勵到每個單元模塊（射頻通道）的幅相權(quán)值配置實現(xiàn)大規(guī)模天線的精準(zhǔn)3維波束方向圖和3維掃描。要實現(xiàn)上述5G大規(guī)模天線功能，需對其各結(jié)構(gòu)組成部分的性能指標(biāo)進行精確設(shè)計。